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1、第四节 基础处理 一 基础的处理方法 沉管隧道地基处理(原因 ) 沉管基础的处理方法 前提:沉管隧道,一般不需要构筑人工基础,但是 为了平整槽底,施工时仍需进行基础处理。 原因: 因任何挖泥设备,浚挖后槽底表面总留有1550的 不平整(铲斗挖泥 船可达1000,使槽底表面与管段面表面之间存在着众 多不规则空隙,倒 置地基土受力不均,引起不均匀沉降,使管断结构受 到较高的局部应 力,以致开裂,故必须进行适当处理。 先铺法刮铺法 刮砂法 刮石法 后铺法 喷砂法 灌囊法 压浆法 压砂法 灌砂法 沉管的处理方法 先铺法的基本程序是: 1. 在浚挖沟槽时超挖6080 2.在沟槽两侧打数排短桩,安设导轨,
2、以控制高程、坡度。 3.向沟底投放铺垫材料粗砂,或粒径不超过100的碎石,铺宽比管段底宽 1.52.0m,铺长为一节管段长度,在地震区应避免用黄砂做铺垫材料; 4.按导轨所规定的厚度、高度以及坡度,用刮铺机刮平,刮平后的表面平整 度,对用于刮砂法,可在5左右;用刮石法,约在20左右; 5.为使管底和垫层密贴,管段沉设完毕后,可进行“压密”工序。 “压密 ”可采用灌压载水,或加压石料的办法,使垫层压紧密贴。 缺点:刮铺法费工费时,平整度不高,逐渐被后填法所取代缺点:刮铺法费工费时,平整度不高,逐渐被后填法所取代 。 水面 方环形 浮箱 钢轨 砂石喂 料管 砂石垫层 刮板 锚块 沟槽底面 后填法
3、1)后填法的基本工序 在浚挖沟槽时,先超挖100左右; 在沟底安设临时支座; 管段沉设完毕后,往管底空间回填垫料。 后填法施工 (1)喷砂法 原理:从水面上用砂浆将砂、水混合料通 过伸入管段底面下的喷管向管段底下喷注 ,以填满空隙。 一般数据:喷砂法所筑成的垫层厚一般为 1m。喷砂材料平均砂粒径为0.5,混合 料中含沙量一般为10 ,有时可达20 ,但喷出的砂垫层比较疏松,空隙比为40 42 。 回吸 管 喷砂管 喷砂法原理 管囊发 管囊发系在砂、石垫层面上用砂浆囊袋将 剩余空隙垫密。沉设管段之前需先铺设一 层砂、石垫层。管段沉设时,带着事先 紧扣在管段底面下的空囊袋一起下沉。待 管段陈设完毕
4、后,从水面上向囊袋里灌注 有粘土、水泥和黄砂配成的混合砂浆,以 使管底空隙全部消除。 3压浆法 前提:采用此方法时,沉管沟槽须先超挖1m左 右,摊铺一层碎石(厚约4060),大致平整 后,再设临时支座所需碎石堆和临时支座。 施工方法:管段沉设结束后,沿管段两侧边缘 及后端底部边缘堆筑砂、石封闭栏,栏高1m左 右,用来封闭管底周边。然后从隧道内部,用 砂浆设备通过预埋在管段底板上的压浆孔(直 径80),向管底空隙压注混合砂浆(混合砂浆 由水泥、膨润土、黄砂和适量缓凝剂配成)。 压浆法 碎石垫 层 压 入 砂 浆 压浆孔 砂、石 封闭栏 (4)压砂法 压砂法与压浆法相似,但压 入的是砂、水混合料。
5、所用 砂粒径以0.150.27为宜。 做法:在管段内沿轴项铺设 200的输料钢管,接至 岸边或水上砂源,通过吸料 管将砂水混合物泵送到已接 好的压浆孔,打开单向球阀 ,将混合料压入管底空隙。 停止压砂后,在水压作用下 球阀自动关闭。 优点:此法设备简单,工艺 容易掌握,施工方便。而且 对航道干扰小,受气候影响 小。 压浆法与压砂法的共同点 不需水上作业,不干扰航运; 无需大型专用设备; 作业不受水深、流速、气候、风浪等影响 ; 工艺较简单,不需潜水作业。 二 基础的加固 沉管隧道基础加固 沉管隧道基础加固方法 桩基施工 桩基施工的方法 沉管隧道的地基土如果过于 软弱,仅做垫平处理是不够 的,应
6、结合基槽地基的实际 情况对沉管隧道的基础予以 加固因此要对地基进行加固 。 加固方法 (1)打入粗砂置换软弱土层; 较大地增加工程造价,且在地震区有液化危险 (2)打入砂桩并加载预压; 使地基土达到固结需要时间较长 (3)减轻沉管重量; 管节抗浮安全系数不大,故不实用 (4)采用桩基。 比较实用 桩基施工 在沉管隧道中采用桩基时,会遇到桩顶高 程不平齐的问题,必须设法使各桩顶与管 底均匀接触,一般有三种方法 桩基施工的方法 水下混凝土传力法 灌囊传力法 活动桩顶法 (1)水下混凝土传力法 基桩打好后,先浇注第一、二层水下 混凝土,将桩顶裹住,而后在其上刮 砂或刮石,使沉管荷载经砂、石垫层 和水
7、下混凝土层传递到桩基上。 (2)管囊传力法 在管底与桩群顶部之间,用大型 化纤囊袋灌注水泥砂浆,再垫 实,使所有基桩均能同时受力。 3)活动桩顶法 即在所有基桩上设一小段预制混凝土活动桩顶。活 动桩顶与预制混凝土桩之间有一空腔,空腔周围用 尼龙织物裹住,形成一个囊袋。管段沉设完毕后, 向空腔与囊袋里灌注水泥砂浆,将活动桩顶顶升, 使之与管底密贴,待砂浆强度达到要求后,卸除千 斤顶,管段荷载便能均匀地传递到桩群上去。 活动桩顶法 活动桩 顶 尼龙布 套石 压浆孔 三 覆土回填(最终工序) 回填工作内容 注意事项 回填工作包括:沉管侧面回填和管顶压 石回填。 说明: 沉管外侧下半段,一般采用砂砾石。矿渣 等材料回填,上半段则可用普通砂土回填。 注意事项 全面回填工作必须在相邻的管段沉放完后方能进行,采 用喷砂法进行基础处理或采用临时支座时,则要等到管 段基础处理完,落到基床上再回填。 采用压注法进行基础处理时,先对管段两侧回填,但要 防止过多的岩渣存落管段顶部。 管段上、下游两侧应对称回填。 在管段顶部和基槽的施工范围内均匀地回填,不能在某 些位置投入过量而造成航道受阻,也不得在某些地段投 入不足而形成漏洞。 谢谢观赏