時間:2022-12-28 20:14:06
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U65
1.主體施工項目和具體方法
1.1碼頭主體工程
(1)樁基礎工程:①鋼筋砼鉆孔灌注樁 成孔;安裝鋼筋籠;(如鋼筋籠過長時,分段吊放,焊接時,可先將下段掛在孔內,吊高第二段進行焊接,逐段焊接,逐段放下,吊入后校正位置垂直,勿使扭曲變形。)清孔;混凝土澆筑:采用垂直導管水下澆筑混凝土的方法。②挖孔樁 挖孔樁,在開工之前,要做好支護設計方案;挖孔:挖土由人工從上至下逐層進行,遇到堅硬風化巖時,采用風炮機輔助進行;綁扎鋼筋:鋼筋籠外形尺寸要控制好,防止鋼筋籠扭曲變形;混凝土澆筑:下料采用混凝土導管,砼要垂直灌入樁孔內,避免砼沖擊孔壁造成塌方。砼要連續(xù)分層澆筑,每層厚度不超過 50cm,并用插入式振搗器振密實后,才進行下一層混凝土的施工,直至樁頂。在混凝土初凝時抹壓平整,避免出現(xiàn)干縮裂縫,表面的深度漿層鑿除,保證上部承臺或底板的良好連接。③砼預制管樁 砼預制管樁的采購、運輸及堆放,應按規(guī)格樁號分層疊置在平整、堅實的地面上,堆放層數(shù)小于四層;錘擊法沉樁;接樁。
(2)模板工程
(3)鋼筋工程:①準備工作:核對成品鋼筋的鋼號,直徑、形狀、尺寸和數(shù)量等是否與料單料牌相符。如有錯漏,應糾正增補。準備綁扎用的鐵絲,綁扎工具(如鋼筋鉤、帶板口的小橇棍),綁扎架等。準備控制混凝土保護層用的水泥砂漿墊塊。②樁帽鋼筋:四周兩行鋼筋交叉點應每點扎牢,中間部分交叉點可相隔交錯扎牢,但必須保證受力鋼筋不移位。③水平系梁鋼筋:縱向受力鋼筋采用雙層排列時,兩排鋼筋之間應墊以直徑≥25mm 的短鋼筋,以保持其設計距離。箍筋的接頭(彎鉤疊合處)應交錯布置在兩根架立鋼筋上。④柱鋼筋:柱中的豎向鋼筋搭接時,角部鋼筋的彎鉤應與模板成 45°角,箍筋的接頭應成交錯布置在四角縱向鋼筋上,箍筋轉角與縱向鋼筋交叉點均應扎牢,綁扎箍筋時綁扣相互間應成八字形。⑤梁與板鋼筋:縱向受力鋼筋采用雙層或多層排列時,每層之間應用≥25mm 的短鋼筋隔離,箍筋的接頭應交錯布置在在兩根架立鋼筋上,其余同柱口板的鋼筋網(wǎng)綁扎與基礎鋼筋網(wǎng)綁扎相同,但應注意上部的負筋,在澆搗砼時,防止被踩下。
(4)砼工程:①準備工作:根據(jù)設計圖紙各部位混凝土標號,送樣到檢測中心做混凝土配合比設計和各項原材料技術性能檢測。根據(jù)澆搗砼方量做好原材料采購工作。②混凝土拌合采用現(xiàn)場攪拌站拌合,用混凝土運輸車送到各施工現(xiàn)場澆搗點。③混凝土澆搗時,嚴格按照施工規(guī)范施工,柱澆筑時,分層鋪筑,每層鋪筑厚度不宜超過 50cm,并用插入式振搗器振搗密實后才進行下一層砼的鋪筑。梁板澆筑采用趕漿法,由一端開始,用振搗器振搗并將砼漿向前趕,梁板砼一次性連續(xù)澆完,不留施工縫,振搗完畢后用木抹子抹平,其上面沒有其他結構的部位,在砼初凝時用鐵抹尺子抹平收光。④混凝土澆搗完畢達到終凝后,淋水養(yǎng)護 14 晝夜,使混凝土表面保持濕潤,不得出現(xiàn)時干時濕的現(xiàn)場。
1.2清港池工程施工方法:
(1)碼頭主體內港池用挖掘機清理。當樁基礎完成后,用挖掘機根據(jù)設計圖紙高程進行,泥漿用自卸汽車運至業(yè)主指定的棄土場堆放。(2)碼頭主體外側港池在主體施工過程中,用抓斗式挖泥船清理,泥砂用運泥船運到業(yè)主指定的棄土回填場。用抓斗式清挖時,一定要按照擬定線路進行,挖掘時,分層開挖,條與條之間重疊開挖,避免出現(xiàn)漏挖和欠挖。(3)水下鉆孔爆破施工,碼頭前沿部位港池,有一部分強風化泥巖必須清理,根據(jù)地質資料顯示,用挖泥船和挖掘機無法施工,準備采用水下鉆孔爆破施工。在進行樁基礎施工前,用挖掘船將河床上部泥砂清理,在工作船上鉆孔,埋設藥包,用電雷管引爆。當爆破完成后,用抓斗式挖泥船清理石碴,運泥船運到業(yè)主指定的棄土回填場。港池驗收采用硬式掃床的驗收方法,測出掃床軌跡圖,如發(fā)現(xiàn)欠挖的地方,立即進行返工,直至達到設計要求為止。
2.港口施工工程常見質量問題及防治方法
由于沖孔灌注樁存在著混凝土灌注技術復雜、施工難度大等弱點,導致施工過程中產生了多種質量缺陷。以下主要對港口工程沖孔灌注樁施工過程中存在的孔壁坍陷、樁孔偏斜、鋼筋籠上浮、樁底沉渣量過多、斷樁、卡管、混凝土流失等質量缺陷進行了分析并提出了處理措施。
2.1初灌未封底,導管堵塞,導管漏水,導管拔出混凝土面
處理措施:須由有經驗的工程師現(xiàn)場指導,導管長度、吊預制混凝土球閥鐵絲長度、鐵絲抗拉強度、混凝土面實際位置等數(shù)據(jù),必須在事先正確確定。提升導管要準確可靠,灌注砼過程中隨時測量導管埋深,并嚴格遵守操作規(guī)程。
2.2鋼筋籠上浮
處理措施:當灌注到鋼筋籠底部時,應緩慢放料,盡量減小埋深,減小對導管的沖力。確定放置鋼筋籠的初始位置一定要準確,并且鋼筋籠要與孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,使灌注時間縮短,也可采用摻外加劑的方法,使混凝土頂面進入鋼筋籠時的流動性保持在較大范圍內;混凝土灌注接近鋼筋籠時,導管的理智深度控制在 1.5~2.0m 左右;灌注混凝土時,混凝土澆注的標高及導管埋深數(shù)據(jù)應隨時掌握并控制好,當混凝土沒過鋼筋籠底端 2~3m 時,要將導管及時提至鋼筋籠底端以上;切不可把導管提至混凝土面以上,導管應埋在混凝土面以下 2~4m 不能大于 5m 也不能小于1m。如果施工中出向鋼筋籠上浮,要及時停止灌注混凝土,對導管埋深和已澆混凝土面的標高進行準確計算,提升導管之后再進行灌注,上浮現(xiàn)象即可消失。
2.3孔壁坍陷,樁頂空心
導管埋得太深,拔出時底部已接近初凝,導管拔上后砼不能及時沖填,造成泥漿填人。如果導管插入混凝土中的深度較大,供應混凝土間隔時間較長,且混凝土和易性稍差,極易發(fā)生“埋管”事故。處理措施:可以將樁錘提起,用小石塊、粘土塊填孔,使其比塌孔位置高 1~2m,對填好的小石塊、粘土塊進行反復沖擊,使孔壁更加牢固。適當埋深護筒,并選用優(yōu)質的泥漿、粘土密實填封護筒四周。成孔后,盡量縮短混凝土的灌注時間。針對松散易坍的土質,要加大護筒埋深,護筒四周用粘土密實填封,采用優(yōu)質的泥漿,使泥漿的比重和粘度提高,確保護筒內泥漿水位比地下水位高。安放鋼筋籠時,要對準孔位,不要碰撞孔壁,接長鋼筋籠時,焊接速度要加快,要縮短沉放時間。鉆孔完成后,待灌時間不能超過 3h,同時在保證施工質量的前提下,要盡可能縮短灌注時間。
2.4樁孔偏斜,樁身有央渣、夾泥、蜂窩
灌注砼過程中,因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層的原因。
處理措施:澆注過程中,須不斷測定混凝土面上升高度,并根據(jù)混凝土供應情況來確定拆卸導管的時間、長度,以免發(fā)生樁身夾渣、夾泥、蜂窩事故。選用鉆桿剛度大的鉆機,安裝鉆機的時候,要求轉盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線。在斜度大的地方施工時,要把場地夯實平整,使軌道枕木均勻著地,同時安裝導正裝置。碰到大的探頭石或其它硬物時,可將鉆機的速度跳到慢檔。
2.5斷樁
處理措施:鉆孔完成后, 要做好清空工作,常用的方法是采用沖洗液清孔,同時根據(jù)孔內沉渣情況控制好清空時間,清孔后一定要及時灌注混凝土,以免孔底部的沉渣超過規(guī)范規(guī)定?;炷凉嘧⒅耙欢ㄒM行孔徑測量,準確地計算出全孔以及首次混凝土的灌注量。在混凝土的澆注過程中,導管的埋深和混凝土面標高要進行實時精確的控制,導管的提升要嚴格遵守操作規(guī)程做到準確可靠。掌握好混凝土配合比例,使混凝土具有較好的和易性和流動性,將坍落度損失控制在滿足灌注要求的范圍內。施工前要用水泥或套管對地下水活動較大的地段進行處理,止水后才可以進行混凝土灌注。灌注混凝土時,準備灌注的混凝土要足量,從導管內灌入,灌注過程要連續(xù)、快速,灌注混凝土過程中盡可能不要出現(xiàn)停電、停水現(xiàn)象。根據(jù)首次混凝土灌入量的多少選擇綁扎水泥隔水塞的鐵絲,保證不斷裂。根據(jù)導管外混凝土的上升高度決定導管的拆卸長度,同時確保導管的密封性良好,不要拔起過多。
2.6混凝土流失
處理措施:鉆孔完成后,若孔中水位低于其他相鄰的孔或水位突然降低是,將一定量的較大的石塊投入孔中,使待孔中的水位上升,迅速灌注混凝土;適當增加水泥用量,利用水泥將混凝土與原先投入的石塊更好的混合在一起。
3.港口工程施工展望
隨著社會的進步與發(fā)展,我國的港口建設取得了很大的成就,也為我國社會主義經濟建設做出了巨大的貢獻,但是也應該同時看到這其中存在的問題。在研究港口工程建設中的環(huán)境工程地質問題也很重要。
具體的工程地質問題主要有:(1)港口淤積。北方港口淤積的程度要輕于南方的港口淤積,同時隨著世界自然環(huán)境總體的惡化,港口淤積程度也在不斷加深。(2)港工地基變形。港口工程的地基就更不穩(wěn)定,承擔著比陸地相似建筑物大得多的負荷。港口周圍生態(tài)環(huán)境惡化。(3)港口周圍生態(tài)環(huán)境惡化。港口工程建設使大量建筑物填塞河道,港口建設過程中,在航道疏浚、港池挖泥過程中,底內生物和底上生物因航道底部的底泥開挖、搬運,將全部損失,部分游泳能力差的底棲游泳生物如底棲魚類、蝦類也將因躲避不及而被損傷或掩埋;此外,挖泥施工產生的高濃度的懸浮物和重金屬溶出物質也可能會對水生生態(tài)環(huán)境產生不利影響,從而造成海洋生物資源的破壞,開發(fā)建設港口應采取必要的環(huán)保措施,盡可能的保護海洋生態(tài)環(huán)境不遭破壞。
伴隨著我國港口基礎設施建設的快速發(fā)展,港口工程的施工量也越來越多,雖然其施工技術已經成熟,但由于灌注樁的施工地點大多在水下,受到水文、氣象、地質條件的制約,另外受混凝土的配制比例、鉆孔技術、鋼筋籠上浮及灌注施工等多方面因素的影響,鉆孔灌注樁施工容易出現(xiàn)各種問題,所以必須對其質量進行嚴格控制。
一、鉆孔前的相關準備工作
嚴格按照《港口工程灌注樁設計與施工規(guī)程》(JTJ 248-2001)中埋設護筒的相關方法和規(guī)定要求進行施工。鉆機就位前,檢查好各項準備工作,主要包括場地的布置、鉆機所在位置是否平整壓實、檢查并安裝機具、準備其他配套設施、確定水電供應順暢等。如果是在水上鉆孔時,要了解并調查該水域的水文情況以及氣象方面的相關資料,要搭設好安全穩(wěn)定、高度合適、面積足夠的工作平臺。鉆機就位前將護筒埋設在樁位處,以達到方便檢測樁位和保持孔內泥漿液面高程的作用,并能夠確保灌注樁孔口段不致于塌方。水下埋設護筒必須采取穩(wěn)妥的錘擊打入法進行施工,并隨時關注鉆孔機的水平度和垂直度,這個環(huán)節(jié)尤為注意。
二、鉆進階段的質量控制
鉆孔施工過程中要注意控制孔位、孔深、孔徑、孔斜與沉碴。結合施工實際情況,每天應常測泥漿濃度,而對于經驗豐富的施工者,不一定要測量全部指標,但他們會注意體會泥漿手感的好壞,手感差則證明不合乎要求,就要重新清孔換漿。特別是端承樁,在孔終時須測一次孔深和孔徑,確保是否達到設計標高和地層,清孔以后再測一次孔深以確定孔底部沉碴的厚度。一般用細鋼絲測繩來測量孔深,在使用過程中還要經常用鋼尺進行校正,保證孔底沉碴的厚度不超標。在成孔過程中,須避免塌孔。如果發(fā)現(xiàn)塌孔,應立即采取有效措施進行處理。至于在成孔過程中,孔壁上不可避免形成的泥皮會降低樁周側摩擦阻力,理論上要求泥皮的厚度越小越好,但具體的厚度值是多少還要根據(jù)不同的成孔方法、泥漿的性能差異等作具體分析。
三、下鋼筋籠階段的質量控制
(一)加勁箍筋
對于直徑小的樁,把加勁箍筋置于鋼筋籠主筋內側,采用導管法灌注混凝土,但這容易導致掛籠事故的發(fā)生,尤其要特別注意法蘭式導管,其邊緣容易掛住加勁箍筋,如果導管在混凝土中埋深大的情況下,混凝土的流動性降低,掛籠后導管的活動受限甚至不能活動,更嚴重的是導管拔不出來,留在孔內,造成混凝土灌注樁無法連續(xù)施工的現(xiàn)象。避免類似事故的方法較多,比如設置法蘭護罩或在法蘭盤處焊上加勁鋼板。
(二)制作鋼筋籠的連接
分段制作鋼筋籠,連接時要相互錯開相鄰的主筋接頭,間隔距離大于500 mm,保證在同一個截面內的接頭數(shù)小于或者等于主筋根數(shù)的一半。鋼筋焊接宜采用綁條焊,兩端的連接必須垂直,鋼筋焊接質量應經過檢查合格后方可下放。吊放入孔時,應精確測量鋼筋籠垂直度,并防止在下孔時碰掛孔壁。如果強行入孔容易造成孔壁上的泥土塌落。鋼筋籠安裝就位后,應采取措施固定,防止?jié)仓炷習r發(fā)生偏移和上浮。
(三)保護層
在水下灌注混凝土,主筋的保護層厚度大約為50 mm,允許有上下20 mm的偏差。有的設計為了確保主筋保護層厚度,要求將鋼筋制成“耳朵”狀,并將其焊在主筋的外側,但“耳朵”形鋼筋由于容易進入孔壁,造成保護層的實際厚度變小,甚至暴露在外,鋼筋易腐蝕生銹。在施工過程中,施工單位經常使用與灌注樁混凝土強度等級相同的砂漿制成半徑50 mm,厚度達70 mm的輪形保護塊,中間穿上鋼筋并焊在兩根主筋外側,數(shù)量根據(jù)籠徑、籠長及分段情況確定,這種方法使用效果好,而且還能確保質量,降低成本。
四、混凝土灌注階段質量控制
(一)混凝土灌注
鉆孔灌注樁混凝土施工應采用導管施工法,混凝土所使用的原材料應事先按規(guī)范要求進行試驗,合格后方可采購進場。混凝土配合比設計應符合現(xiàn)行行業(yè)標準的有關規(guī)定?,F(xiàn)場施工的混凝土配合比強度宜適當高于設計強度,以確保質量。施工前應準確計算每根樁混凝土用量,特別是第一次灌注量須保證導管埋深長度不小于1m,混凝土灌注過程中,應隨時監(jiān)控混凝土面標高和埋深導管的長度。嚴格按照操作流程,準確提升導管,保證混凝土有足夠的流動度,做到連續(xù)、快速完成混凝土的灌注過程。當發(fā)生澆筑中斷時,接樁處理方案應征求設計單位意見。
(二)坍落度
在水下進行混凝土灌注時,要嚴格控制坍落度,一般規(guī)定在180 mm與220 mm之間,攪拌機使用前應檢查計量設備,確認計量誤差值是否在允許范圍之內?;炷凉嘧⑶皯诔鰴C口和澆筑地點檢查坍落度,如果坍落度不符合標準,流動性能差,不利于灌注,應立即查找原因;反之,坍落度大于規(guī)定說明水灰質量比發(fā)生變化,也要立即查明原因,并進行調整,避免使混凝土強度不符合設計要求。所以,在攪拌混凝土的過程中一定要嚴格控制坍落度。
(三)導管提拉
當導管內的混凝土在灌注過程中下落不暢時,需要提拉導管,這時候要注意防止力度過猛、幅度過大,并且防止進入水和空氣,使局部混凝土縮頸斷層。在上下提拉導管的過程中,導管外混凝土隨之上升,當其與導管內混凝土面的高度差達到一定數(shù)值時,導管外的混凝土面不繼續(xù)上升,如果此時快速放下導管,就會由于管內混凝土的流動性差,易出現(xiàn)導管外混凝土面比導管內混凝土面高的現(xiàn)象。當提拉拔出導管之后,泥漿、沉碴等混合物質會迅速填充到導管拔出后的空間,造成混凝土夾渣和氣泡、強度不合格的問題,嚴重時形成“空心樁”。尤其是在灌注即將完成時,因灌注時間長,導致其流動性差,混凝土難以充分攪動,都可能影響混凝土的質量。
所以,在灌注時應注意混凝土攪拌質量、灌注時間、提拉導管的速度,在快達到樁的頂部時,還應多灌注一定數(shù)量的混凝土,使含有泥漿和氣泡的混凝土充分從護筒頂部溢出,并經過幾次慢起慢落提拉之后,再緩慢地將導管提出混凝土面。施工實踐證明此措施可避免出現(xiàn)混凝土質量偏低的情況。
五、水上安全控制
港口工程灌注樁施工大多在岸邊水下,周邊水域常有漁船作業(yè)和行船經過,容易與工作平臺碰撞,造成平臺變形甚至損壞,使工程無法正常進行。為此,施工單位要像對待工程質量一樣進行水上安全控制。一般作法是按照《水運工程施工安全防護技術規(guī)范》(JTS205-1-2008)的相關規(guī)定在施工區(qū)周邊拋設警示標進行界定,并派巡邏船只和安全管理人員對周邊水域內船只進行安全宣傳和望巡視,以防止發(fā)生安全事故而影響施工。
總結:港口工程中灌注樁施工的工作環(huán)境大多在水下,同時受到水文、氣象和地質條件等因素的制約,因此,施工前要做好相關的準備工作,對每一個環(huán)節(jié)都要按照規(guī)范嚴格執(zhí)行,工程中的任何一個細節(jié)都可能會影響到整個工程的質量,所以要嚴格控制施工質量,以確保施工安全。
參考文獻:
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一.課題研究的目的
本工程為2萬噸級液化泊位沉箱碼頭,地處某沿海地區(qū)。通過搜集相關資料,同時運用相關知識,對碼頭結構做出科學的設計,并且對碼頭進行合理的平面布置。
二.課題依據(jù)
根據(jù)工程實際,本設計擬采用重力式沉箱碼頭結構,碼頭規(guī)模為2萬噸級,功能為液體石油化工品碼頭。
此設計的依據(jù):
(1)所學教材:水力學,水利工程制圖,水工鋼筋混凝土結構學,工程力學,結構力學,土力學,地基基礎,港口水工建筑物,港口規(guī)劃與布置等;
(2)圖集:港建標準圖集等;
(3)國家現(xiàn)行有關規(guī)范和標準:中華人民共和國行業(yè)標準.海港總平面設計規(guī)范,中華人民共和國行業(yè)標準.海港水文規(guī)范,中華人民共和國行業(yè)標準.港口工程荷載規(guī)范,中華人民共和國行業(yè)標準.重力式碼頭設計與施工規(guī)范,中華人民共和國行業(yè)標準.防波堤設計與施工規(guī)范、港口與航道土木工程師實務手冊,中華人民共和國行業(yè)標準.港口工程地基規(guī)范等;
(4)其他:中國海洋大學勘察設計開發(fā)院.萊州港擴建二期工程海洋環(huán)境影響報告書等。
三.意義
隨著經濟個球化的發(fā)展,運輸事業(yè)發(fā)展迅猛,運輸力一式也日漸多樣化,但是水上運輸做為承擔著大數(shù)量、長距離的運輸,以其成本低廉、安個可靠,仍是在干線運輸中起主導作用的運輸形式。碼頭做為其航運的起始點,其靠泊能力必須與運輸市場需求相適應,因此近年來國內各港口的筑港事業(yè)也在不斷擴大。
隨著我國經濟的高速發(fā)展,海上油品運輸市場日益繁榮,油品運輸船舶大型化己經成為降低運輸成本的卞流發(fā)展趨勢。由于港口碼頭建設周期長、審批手續(xù)繁雜等原因,港口碼頭的建設速度不能完全滿足國內船舶運輸大型化的發(fā)展速度,一些在用老舊碼頭而臨被海運市場淘汰的局而。對于港航專業(yè)的學生,掌握好學校所學的知識,同時對于實際工程加深認識,對于我們今后的工作是十分有利的,我們將更從容的去面對今后的工作。
通過畢業(yè)設計這一重要的教學環(huán)節(jié),可以培養(yǎng)港口航道與海岸工程專業(yè)本科畢業(yè)生正確的理論聯(lián)系實際的工作作風,嚴肅認真的科學態(tài)度。 畢業(yè)設計要求我們在指導老師的指導下,獨立系統(tǒng)的完成一項工程設計,解決與之有關的所有問題,熟悉相關設計規(guī)范、手冊、標準圖以及工程實踐中常用的方法,具有實踐性、綜合性強的顯著特點。因此畢業(yè)設計對于培養(yǎng)學生初步的科學研究能力,提高其綜合運用所學知識分析問題、解決問題能力有著重要意義。
四.國內外研究動態(tài)
重力式碼頭作為我國重要碼頭結構之一,在碼頭工程施工中已被廣泛應用。重力式碼頭在實際應用過程中,不僅具有抗凍、抗病和堅固耐久特性,同時對船舶荷載和地面荷載也有一定承受能力。重力式碼頭憑借其獨特優(yōu)勢,在一定程度上能更好的提高港口競爭力,滿足大型船舶需求。然而,在用重力式碼頭結構進行施工的時候,也會出現(xiàn)一些間題。在這種情況下,有必要采取相應措施以更好的對重力式沉箱碼頭施工質量進行控制。隨著經濟和科學技術不斷的發(fā)展,重力式碼頭施工質量將會得到有效控制,更好的促進港口發(fā)展。
另外,重力式碼頭雖然具有結構簡單,耐久性好,適應荷載變化及施工方便等優(yōu)點,在工程上得到廣泛的采用,但由于它是依靠結構自身重量來獲得穩(wěn)定,因此比較沉重,對地基條件要求較高,在實踐中,由于地質條件的估計不足,或者施工中對地基及基礎的處理不善,而造成碼頭的位移和沉降量過大,甚至發(fā)生結構整體失穩(wěn)滑坡,導致碼頭破壞的例子也時而出現(xiàn).因此地基的處理就成為在軟基上建造重力式碼頭的關鍵.
最近幾年,隨著起重安裝設備的不斷提升,特別是大型半潛駁在沉箱浮運安裝中的應用,沉箱結構越來越大,由幾年前500t控制到目前超過3000t。根據(jù)我們了解,國內大型沉箱以前通常用于重力墩式結構,在連片式深水泊位的應用主要在這幾年才開始采用。重力墩式結構后方沒有填土,沒有水平土壓力的作用,基床應力的問題并不明顯。而碼頭前沿水深不大的情況下,有填土土壓力的重力式沉箱結構的安全指標取決于抗滑、抗傾和基床應力,然而,減小結構自重會降低抗滑、抗傾的穩(wěn)定系數(shù),通常不考慮通過減小結構自重的辦法來降低基床應力。
五.研究的基本內容
1.確定碼頭的平面尺寸、碼頭結構型式及構件的主要尺寸;
2.環(huán)境條件收集與選定;
3.碼頭主要構件的內力計算;
4.碼頭結構穩(wěn)定性驗算,基床承載力驗算;
5.選擇碼頭附屬設備,主要為系船柱和護航。
六.成果形式
1.要求完成的圖紙、規(guī)格及說明書
(1)計算書要求:結構計算書一份;
(2)碼頭、結構施工圖。
2.主要內容包括;
(1)碼頭設計總說明;
(2)碼頭平面、立面和剖面圖;
(3)結構設計總說明;
(4)結構布置圖和配筋圖;
七、參考文獻
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八.研究工作進度
20XX.12.2120XX.01.10 完成荷載作用的分類計算;
20XX.01.1120XX.01.20 完成畢業(yè)論文中期檢查;
20XX.01.2120XX.02.10 完成碼頭的穩(wěn)定性驗算;
20XX.02.1120XX.02.28 完成結構內力及承載力基床,地基計算;
Abstract: This paper combine the work practice analyzed the problem of bored pile construction in dock project often, and point out the corresponding countermeasures and prevention measures for reference.Key words: bored piles; problem analysis; control measures
中圖分類號:U443.15+4 文獻標識碼:A文章編號:
前言
鉆孔灌注樁是一種比較常見的樁型,在各種地基上均可使用,能建造比預制樁的直徑大的多的樁,因此廣泛用于港口工程中。某石化項目碼頭工程采用高樁預應力梁板結構及高樁墩式結構,共有273根φ1000mm鉆孔灌注樁,均須鉆入強風化層,總工期為300個日歷天,與鋼管樁沉樁施工相互交叉干擾,施工壓力很大,因此,必須落實施工技術措施,并加強施工質量管理,密切注意控制好施工過程中每一個環(huán)節(jié)的質量,力爭將隱患消除在成樁之前,確保樁基工程施工質量。筆者就樁基施工中常遇到的問題及防治措施試述如下:
1、鉆孔問題及防治措施
1.1鉆孔位置和垂直度偏差過大
造成原因:鉆孔過程中遇到地下障礙物產生孔位偏差;鉆機安裝就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時鉆機不穩(wěn)或鉆桿彎曲;地面軟弱或軟硬不均勻;水上施工平臺穩(wěn)定性差或高低不平;遇斜狀變化分布土層或土層中夾有大的孤石或其它硬物等。
防治方法:鉆孔施工選用沖抓鉆機,利用沖擊功能將石塊等障礙物擊碎,并抓出塊石碎體;陸上場地夯實、整平,軌道枕木均勻著地;水上施工平臺確保排架穩(wěn)定,平臺頂面標高不受位影響;安裝鉆機時要求轉盤中心與鉆架上的起吊滑輪在同一軸線,鉆桿位置偏差不大于200mm;在不均勻地層中鉆孔時,選用自重大、鉆桿剛度大的鉆機;進入不均勻地層或碰到孤石時,鉆速要放慢檔;安裝導正裝置防止孔斜;如遇鉆孔偏斜,可提起鉆頭,上下反復掃孔幾次,以便削去硬土,萬一糾偏無效,應在孔內填粘土至偏孔處500mm以上,重新鉆孔。
1.2孔壁坍陷
造成原因:土質松散、泥漿護壁不好、護筒周圍未用粘土緊密填封、護筒內水位不高等是孔壁坍陷的主要原因。另外,鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長也會引起孔壁坍陷。
防治方法:在松散易坍的土層中,適當加大護筒埋深;用粘土密實填封護筒四周;使用優(yōu)質的泥漿,提高泥漿的比重和粘度,保持護筒內泥漿水位高于地下水位;鋼筋籠搬運和吊裝過程防止變形,安放時要對準孔位,避免碰撞孔壁;鋼筋籠接長應加快焊接時間;成孔后待灌時間一般不大于3h,并控制混凝土的灌注時間,在保證施工質量的前提下,盡量縮短混凝土的灌注時間。
1.3縮頸
造成原因:塑性土膨脹。
防治方法:采用優(yōu)質的泥漿,泥漿的比重要加大,降低失水量;成孔過程加大泵量,成孔速度要加快,在成孔一段時間內,孔壁形成泥皮,則孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹;如出現(xiàn)縮頸,可采用上下反復掃孔的辦法擴大孔徑。
1.4孔底沉渣厚度過大
造成原因:清孔不干凈或未進行二次清孔;泥漿比重過小或混凝土注入量不足而難以將沉渣浮起;鋼筋籠吊放過程中未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底;清孔后待灌時間過長,致使泥漿沉積。
防治方法:成孔后,鉆頭提高孔底100~200mm,保持慢速空轉,維持循環(huán)清孔時間不小于30min;采用性能較好的優(yōu)質泥漿,控制泥漿的比重和粘度;吊放鋼筋籠時,鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁;鋼筋籠對接可采用鋼筋冷壓接頭工藝加快對接速度,減少空孔時間,從而減少沉渣;鋼筋籠就位后,檢查沉渣量,如果沉渣量超過規(guī)范要求,則利用導管進行二次清孔,直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求;開始灌注混凝土時,導管底部至孔底的距離以30~40mm為宜;混凝土的儲備量要足夠,使導管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣,達到清除孔底沉渣的目的。
2水下混凝土灌注問題及防治措施
2.1鋼筋籠上浮
鋼筋籠上浮是指鋼筋籠的位置高于設計位置的現(xiàn)象。
造成原因:鋼筋籠放置初始位置過高;混凝土流動性過小,導管在混凝土中埋置深度過大,混凝土頂升鋼筋籠;當混凝土灌注至鋼筋籠底時,若此時提升導管,由于導管底端距離鋼筋籠底僅有1.0m左右,澆筑的混凝土自導管流出后具有較大的沖擊力,推動了鋼筋籠上浮。
防治方法:鋼筋籠初始位置應定位準確,并與孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,縮短灌注時間,或摻外加劑,防止混凝土頂面進入鋼筋籠時流動性變小;混凝土灌注接近鋼筋籠時,控制導管埋深在1.5~2.0m;混凝土灌注過程中,應隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深,當混凝土埋過鋼筋籠底端2~3m時,應及時將導管提至鋼筋籠底端以上;導管在混凝土面以下的埋置深度一般宜保持在2~4m,不宜大于5m也不應小于1m,嚴禁把導管提至混凝土面之上;萬一發(fā)生鋼筋籠上浮現(xiàn)象,應立即停止灌注混凝土,準確計算導管埋深和已澆混凝土面的標高,提升導管后再進行灌注,上浮現(xiàn)象即可消失。
2.2卡管
造成原因:初灌時,隔水栓堵管;混凝土的和易性、流動性差,造成混凝土離析;混凝土粗骨料粒徑過大;鋼筋籠吊裝后彎曲變形嚴重;施工機械故障引起混凝土澆注不連續(xù),混凝土在導管中停留時間過長;導管不密封進水造成混凝土離析等。防治方法:使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配,同時具有良好的隔水性能,保證順利排出;鋼筋籠箍筋間距不能過大,箍筋與主筋要焊接牢固;鋼筋籠吊裝時,注意不要與樁機等碰撞防止彎曲變形;混凝土澆注時,加強對混凝土攪拌時間和坍落度控制,坍落度控制在180~220mm為宜;混凝土必須具備良好的和易性,配合比設計通過試驗確定,粗骨料最大粒徑不得大于導管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4,且應小于40mm;為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑;導管使用前應試拼裝、試壓,確保導管連接部位的密封性,防止導管進水(試水壓力為0.6~1.0MPa);混凝土澆注過程中,混凝土應緩緩倒入漏斗導管,避免在導管內形成高壓氣塞;施工過程中加強機械設備監(jiān)控,避免機械發(fā)生故障。
2.3混凝土流失
造成原因:孔底遭遇地下暗流,混凝土灌注下去后被地下水沖走。
防治方法:成孔后,發(fā)現(xiàn)孔中水位明顯低于其他臨近的孔或水位突然降低較多時,可往孔中投入一定量的較大的石塊,待孔中水位上升后,馬上灌注混凝土;首次灌注混凝土的強度等級比設計要求提高一個等級;適當加大水泥用量,使混凝土與原先投入的石塊能較好混合在一起,確保樁的質量。
2.4斷樁
造成原因:由于導管底端距孔底過遠,混凝土被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充;受地下水活動影響或導管密封不良,沖洗液浸入混凝土,使混凝土水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝固;在澆注混凝土過程中,導管提升和起拔過快,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣,出現(xiàn)樁身巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開;違反操作規(guī)程,沒有從導管內灌入混凝土,而是采用從孔口直接倒入混凝土的辦法,產生混凝土離析現(xiàn)象,造成混凝土凝固后不密實堅硬。
防治方法:成孔后,必須認真清孔,一般采用沖洗液清孔;沖孔時間應根據(jù)孔內沉渣情況而定,沖孔后應及時灌注混凝土;灌注混凝土前認真測量孔徑,準確計算全孔及首次混凝土灌注量;混凝土灌注過程中,應隨時控制混凝土面標高和導管埋深,嚴格遵守操作規(guī)程,準確可靠提升導管;混凝土的配合比要保證有良好的和易性和流動性,坍落度損失應滿足灌注要求;在地下水活動較大的地段,事先要用套管或水泥進行處理,止水成功后方可灌注混凝土;灌注混凝土要從導管內灌入,灌注過程要連續(xù)、快速,混凝土用量要足夠;預防停電、停水,確保導管的密封性。
3、結束語
碼頭工程中的鉆孔灌注樁施工大部分是在水下進行的,施工過程無法觀察,成樁后也難以進行開挖驗收。施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將直接影響到整個工程的質量和進度,甚至給業(yè)主造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此,很有必要對鉆孔灌注樁施工過程容易出現(xiàn)的質量問題進行分析,并總結出相應的對策及防治措施,保證工程質量,控制好工程進度和造價。
參考文獻:
1方偉強; 黃明政灌注樁在港口工程中的應用[J].湖南水利水電,2008(05)
1水利工程環(huán)保型施工的意義
隨著社會的發(fā)展,環(huán)保型施工是建筑業(yè)主要的發(fā)展趨勢,并且越來越受到重視。近年來,國家加大了對水利工程節(jié)能環(huán)保施工的重視,因此,對其進行進一步研究非常有必要。在進行水利工程環(huán)保型施工時,需要采取一些環(huán)保節(jié)能方法進行排洪防澇控制,引進一些新型節(jié)能技術進行多方面的節(jié)能控制,從而有效控制污染[1]。
2水利工程建設對環(huán)境的影響
2.1水利工程施工建設對河流生態(tài)環(huán)境的影響
水利工程是對水資源的集中開發(fā),因而在水利工程的施工建設階段,其對河流生態(tài)環(huán)境的影響是最為直接的。首先,水利工程需要利用鋼筋混凝土材料對天然河道進行人工改造,建立各類基礎設施,一些工程甚至還會改變河流的流向,導致河流內生物的生存環(huán)境出現(xiàn)極大的變化,如河流流量減小、流速變緩、營養(yǎng)物質沉淀、泥沙大量沉積、水位提高等,而各類物種的正常生存也會面臨巨大的危機。一旦有物種在河流流域內消失,當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡會被打破,整個生態(tài)系統(tǒng)的完整性以及生物多樣性都會受到嚴重的影響。其次,水利工程施工建設雖然以鋼筋混凝土材料為主,但其他施工材料的應用也非常多,加之工程建設過程中生活垃圾以及廢水排放等方面的影響,不可避免地會對河流中的水資源造成污染,從而對河流生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。
2.2水利工程施工建設對當?shù)貧夂驐l件的影響
根據(jù)水利工程的功能,水利工程可分為防洪工程、農田水利工程、水力發(fā)電工程、巷道港口工程、城鎮(zhèn)供排水工程、環(huán)境水利工程、漁業(yè)水利工程、海涂圍墾工程等。對于大多數(shù)類型的水利工程,施工建設會對山體結構以及植被造成破壞,并不同程度地改變當?shù)氐牡匦危蚨魅趿酥参锏墓夂献饔靡约氨3炙?、調節(jié)溫度等功能,當?shù)氐臏囟?、降雨量、地表蒸發(fā)量等氣候條件都會出現(xiàn)一定的變化。
2.3水利工程施工建設對當?shù)赝寥罈l件的影響
不同地區(qū)的土壤條件存在較大的差異,因而在水利工程施工建設的影響下,土壤條件產生的變化是截然不同的。例如,在南方地區(qū),土壤多為紅土,土壤中的酸性物質含量較高,而水利工程施工建設完成后,周圍區(qū)域的地下水位會隨之升高,從而使當?shù)赝寥赖乃釅A度遭到破壞、氮元素含量大大降低,土壤肥力下降,農業(yè)生產會受到影響。而在北方地區(qū),土壤大多為黃土,由于土壤中的水分含量較低,因而堿性物質的含量會比較高,而在水利工程的影響下,當?shù)刂脖桓采w率大大下降,降水量會隨之減少,土壤中的水分含量也會變得更低,土壤的酸堿度同樣會失衡,最終使土壤肥力下降。
3水利工程環(huán)保型施工措施
3.1加強水泵的效能
為了達到水利工程的節(jié)能目的,可以從用電設備的使用出發(fā),如提高水泵的整體性能。為了提高水泵的使用性能,需要對水泵的進水效率進行調整。為了實現(xiàn)水泵的節(jié)能使用,需要不斷加強水泵的改造升級工作,從而減少用電負荷,實現(xiàn)綠色施工。
3.2節(jié)約資源
進行綠色施工時,節(jié)約資源非常關鍵。施工前,需要對材料的使用量進行精確地計算,對于數(shù)量不夠的施工材料,可以進行二次采購,從而避免材料過量造成浪費現(xiàn)象,也可以避免因長時間的儲存,導致材料變質,不能用于施工造成的材料浪費。在施工過程中,會產生很多污水,要對污水進行處理后才能排放,防止對周圍環(huán)境造成影響,并將可進行二次利用的水資源進行儲存,并將其進行充分利用,從而達到節(jié)約資源的目的[2]。
3.3進行綠色施工
為了實現(xiàn)綠色施工,需要做好以下方面的工作:(1)將施工場地和非施工場地進行隔離,以減少施工過程中對周圍動植物產生的影響;(2)需要對施工產生的廢棄物進行回收,并派專職人員進行施工廢棄物檢查與處理,對可回收利用部分進行再利用,確保最大程度發(fā)揮其作用,減少施工垃圾,達到綠色施工的目的[3]。
3.4控制對施工區(qū)域的污染
環(huán)保型水利工程的建設可減少空氣污染。在施工過程中,需要減少施工現(xiàn)場的煙塵,減少廢氣中有害氣體的排放。進行材料運輸時,需要采用封閉性較好的運輸車,同時使用灑水車進行輔助,從而減少粉塵污染。使用工程機械時,需要安裝除煙塵裝置。對于廢水以及廢棄物對環(huán)境的污染問題,需要嚴格按照相關標準進行控制,可對廢水和廢棄物進行處理后回收利用,對于不可回收的材料,需要嚴格按照相關標準進行處理,嚴禁隨意丟棄,如重金屬材料。
3.5建立環(huán)保清潔責任,做好制環(huán)境監(jiān)理
在水利工程的施工過程中,需要將環(huán)境保護納入監(jiān)理人員的工作內容中,從而在施工過程中對資源的利用、現(xiàn)場生活用水、水源污染、空氣氣質量檢測、植被恢復、水土流失的治理等內容進行嚴格的監(jiān)督與管理,并且環(huán)保部門要進行階段性檢查,從而落實環(huán)保型施工的各項措施,更好地促進水利工程可持續(xù)發(fā)展建設。
3.6相關環(huán)保措施的制定
為了更好地落實水利工程的環(huán)保施工,需要建立一些環(huán)保機構,同時考慮到環(huán)境因素,進行工程施工時,需要加強整個過程的管理和監(jiān)督。管理機構采取以下措施:(1)完善合同中有關環(huán)保的內容,進一步加強施工期間對環(huán)境的保護;(2)制定環(huán)保規(guī)劃方案;(3)加強環(huán)保工作的監(jiān)督工作;(4)不斷加強環(huán)保工作的宣傳和培訓工作;(6)加強環(huán)保項目的驗收工作。
中圖分類號:TU714文獻標識碼: A
引言:建筑安全生產是建筑項目管理的重要組成部分,當前雖然我國對建筑安全生產加大了治理力度,但是目前處于的形式依然十分嚴峻,建筑在施工中的事故發(fā)生率依然較高,主要的安全管理問題有如下幾個方面。
一.安全管理中的問題
1.施工單位方面
建筑工程項目都是以控制成本為基礎,并且最大化追求利益,在工程項目運行中都將利潤增長為主要目標。并且忽視了安全生產管理,在安全意識上十分缺乏,尤其僥幸心理嚴重。這使很多施工單位在項目的安全管理上都成為形式主義。在安全責任制上不能很好的落實。雖然建立了安全生產責任制,但是這些條款在實際操作上都成為了一句空話,安全生產責任制的不落實,使企業(yè)在管理中不能真正的安全生產形式的推廣,同時很多項目的安全管理人員在管理形式上敷衍塞,例如在轉包上只收取安全管理費用,對其實際操作不予監(jiān)管。在一些工程的安全管理過程中,還存在著生產保證體系不健全的現(xiàn)象。這主要表現(xiàn)為安全管理制度形式化、安全管理人員素質不高、缺少安全投入、安全檢查基于形式等問題。在安全管理制度上,對于崗前安全教育、安全交底、日常安全檢查、安全防護等項目落實不到位。
2.安全管理水平較低
我國建筑行業(yè)很多企業(yè)都已經完成了轉型,使企業(yè)朝著存管理形式邁進,這使項目成本收入和結構控制更加優(yōu)化,隨之帶來的是工程項目的安全管理水平逐漸降低。工程建設人員多為外包隊伍,對于總承單位的安全措施規(guī)定并不能很好的了解,使工程中的安全問題頻發(fā)。很多工程項目在安全管理上形式單一,只是運用檢查的手段,缺少合理的安全預防機制。不能達到在安全風險上做到控制和預防。在安全管理過程中,安全管理沒有真正落到實處,甚至有的規(guī)則和制度成為了掛在墻面上的條幅。在管理人員分配上,安全職責十分模糊,形成了對于安全生產無重視度,只有上級領導來檢查才做做表面文章,但檢查完成后,又恢復現(xiàn)狀。另外很多企業(yè)對于安全管理人員的培養(yǎng)不重視,這使初始安全技術管理水平較低的主要的問題。尤其在進行施工組織設計和施工方案的編制中,缺少安全技術人員的參與,使整個施工組織設計沒有將工程特點和安全隱患做好預防,只成為了控制成本的保證書,對于工程的安全性,根本沒有實際操作性。
3.安全而投入不足
根據(jù)國家法規(guī)規(guī)定,每的工程項目都必須有相應的安全措施費用,但是在實際項目運行中,安全措施費被挪用的問題嚴重。因為很多施工企業(yè)的負責人和項目經理對于安全措施費用的投入十分抵觸,認為這使一筆看不到效益投資,并且安全事故不一定會降到自己頭上。所以只是單一的搶進度,忽視安全生產。很多項目設立了安全措施費用,但是這使在業(yè)主單位和建設主管單位要求下來繳納的,在實際應用上常以資金不到位、周轉困難為借口進行搪塞。另外有的建設單位為了降低安全措施費用的投入,經常壓減安全措施費用的投入。
4.缺少對重大危險源的管理
針對重大危險源在管理上缺少實際的控制,這使建筑行業(yè)中事故頻發(fā)嚴重,尤其是在特種設備、超高腳手架、移動模板、深基坑等問題上容易出現(xiàn)較大的事故。施工單位在進行重大危險源施工前沒有按照實際情況編制的安全專項方案。有的項目對于安全專項方案的編制不重視,漏洞百出,起不到實際的安全作用,同時對于危險性巨大的工程不進行專家論證,使危險源的控制缺少理論性知道,一切都憑借經驗。
二.安全管理的改進辦法
1.提高項目的安全管理重視程度
強化對工程項目法人和主管安全領導的安全培訓。通過培訓和教育,讓主要領導提高安全生產的認識,更加深刻的理解安全生產的方針、政策,讓他們從自身思想根源上,對安全生產的管理工作有一個更明確的認識。嚴格落實安全生產責任制。安全生產責任制是建筑企業(yè)最基本的安全管理制度,也是安全生產管理的核心。在安全體系的管理上要做到合理和健全,要以加強對企業(yè)的監(jiān)督為基礎,并且根據(jù)工程項目的法定人員,安全主管人員以及下級安全技術人員進行安全生產的重要性的落實,并且開展實際的安全管理活動。以安全工作開展作為前提,不管是在項目管理、技術控制、成本應用等方面,必須見安全管理體系得到健全,這樣才能保證工作的有效開展。
2.在管理模式上進行改進
合理改變安全管理模式。首先要在工程項目中設立安全管理部門,并且根據(jù)法規(guī)要求進行安全管理人員的配備,要在安全生產中多管理工作做大落實和監(jiān)督,對于分包單位的進場人員要做好安全教育、檢查、指導等。對于安全生產做到合理的執(zhí)行。對于安全生產中的違章行為進行管理。在安全管理制度的應用上,要切合實際,安全規(guī)章制度是安全管理的重要組成部分。尤其是安全標準必須符合施工的實際環(huán)境,切勿制定“百年大計,質量第一”的形式型制度,要加強管理的針對性,并且使安全生產制度更加貼近實際,使職工能夠對其理解和體會。
3.加強建筑企業(yè)安全投入
建筑施工企業(yè)應針對本工程的施工特點,加大對安全生產措施費用的投入,切不可為了節(jié)省資金,使用低價、劣質的安全產品。應在施工現(xiàn)場的各個部位和各個環(huán)節(jié),都要加大安全投入。如在施工現(xiàn)場的臨邊、洞口搭設標準的防護欄桿,為施工現(xiàn)場臨時用電系統(tǒng)配置合格、安全的總配電箱、分配電箱、開關箱且搭設防護棚。在申報安監(jiān)手續(xù)時,應依據(jù)相關法律法規(guī),繳納足額的安全生產措施費用。同時,建設、監(jiān)理單位及對安措費的使用情況進行監(jiān)督檢查,行業(yè)主管部門加強安措費的審批監(jiān)管,不符合申領條件的安全措施費用延緩巧:復,要求施工單位立即改正,對于施工現(xiàn)場安全措施費用不用于安全生產的行為嚴肅處理,禁止施工單位挪用安措費,保證??顚S茫袑嵱糜诎踩a。
4.抓好重大危險源監(jiān)管
施工項目的重大危險源控制,是未來建筑行業(yè)安全管理的重要組成部分,因為建筑形式和規(guī)模越來越大,所以在進行施工現(xiàn)場的管理時,必須對危險源進行合理控制,才能降低危險施工的發(fā)生。首先在危險源的控制上,做到認識和分類,對其要進行動態(tài)監(jiān)控,要隨時掌握危險源的情況,要做到發(fā)現(xiàn)問題立即處理。要加強巡查和監(jiān)控,對于高危性危險源的控制上要聘請專家進行現(xiàn)場論證,并且根據(jù)工程項目制定合理的預防措施和控制體系。
結束語:
本文將建筑施工過程中的安全管理問題進行分析,總結出工程施工項目安全管理中的常見問題,并且積極的提出相對控制措施,指出了施工項目中的安全管理上的薄弱點,希望能夠通過合理的安全管理來避免安全事故的發(fā)生,形成安全第一,以人為本的社會氛圍,在保證安全生產的前提下,提高建筑工程項目收益。
參考文獻
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[2]蘇永強,徐曉兵.建筑施工企業(yè)安全教育的標準化[A].第一屆全國安全科學理論研討會論文集[C].2007年
【中圖分類號】G642.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089 (2012)02-0014-02
前言
土木工程概論是在教育部1998年進行專業(yè)目錄調整,大土木專業(yè)建立后新出現(xiàn)的一門面向入學新生的必修課程,也是一門新興課程。主要介紹土木工程(專業(yè))內涵、土木工程形式、特點、最新成就、發(fā)展方向以及土木工程材料、建造方式等內容,還包括土工程學生應具備的知識、能力和學習方法。目的是使學生一入學就了解土木工程的廣闊領域[1],感覺到專業(yè)成后可以大有作為,從而產生強烈的學習欲望,建立對專業(yè)的深厚感情,樹立投身祖國建設事業(yè)的信念。
該課程具有以下特點:
(1)課程較新,不同于力學、建筑學、結構設計等傳統(tǒng)課程,還未形成非常成熟的教學體系;
(2)受眾特殊,面向的是沒有任何基礎的新生,講授的卻是專業(yè)性較強的內容;
(3)內容涉及面廣,涵蓋土木工程(專業(yè))的方方面面,即包括專業(yè)情況、知識體系、能力要求及學習方法,還包括各種工程形式、建造以及管理等方面的知識;
(4)教學目的特殊,其他課程以傳授知識、培養(yǎng)能力為主,該課程要求學生掌握的內容不多,主要是幫助學生了解大土木的內涵、樹立專業(yè)觀念、培養(yǎng)專業(yè)學習興趣、了解研究發(fā)展的方向。
由于上述原因,導致在目前的課程教學實踐中存在一些問題,未能很好地發(fā)揮該課程的的重要作用,為改善教學效果,許多開設土木工程的院校對該課程教學改革進行了有益的探索,在分析了目前土木工程概論教學存在問題的基礎上,我們也結合自身情況進行了相應的教學改革實踐。
1 存在問題
重視不足。由于課程的新興性和介紹性特點,一些學校對該課程重要性認識不足,選派教師、安排學時、教師授課以及學生學習等環(huán)節(jié)往往不如骨干課程受重視。
課程內容把握差距大。這有教材的原因也有教師的原因,有些教材內容帶有很強的作者或學院背景,本人(學院)哪些方面比較強,往往重點介紹;有些教材重理論介紹,有些教材重建設實例展示;有些教材注重過去發(fā)展,有些教材注重未來展望,故此教材內容、形式不統(tǒng)一。因為該課程內容相當寬泛,很少有教師能夠熟悉課程涉及的全部內容,教學實踐中有些授課教師熟悉部分多講,不熟悉部分少講、不講,所以各院校該課程的學習相差較大。
講授方式不固定。目前教學實踐中一般由一名教師主講和多名教師共同講授兩種方式。一人講存在局限性,如前述,土木工程涵蓋過去的多個專業(yè),涉及工程建設的各環(huán)節(jié),某一教師不可能是各方面的行家;有些院校組織各方面資深學者就土木工程的某些方面作專題講座的形式來講授,深度和前瞻性都能滿足,但作為課程的系統(tǒng)性不能保證。
教學方法單一。我國高校傳統(tǒng)的教學方法通常只關注教與學,對學生怎樣學、學什么、學多少及學生的認同感關注不夠[2],在教與學的關系中,“教”雖然起著指導作用,但終究是外在的東西,只有“學”才是內在的。學生只有通過主動刻苦的學習,才能把知識內化成自己的才能[3]。目前土木工程概論的教學實踐中也存在重知識、輕方法,重灌輸、輕互動,重教師、輕學生等問題。
教學改革實踐
選擇優(yōu)質教材,結合專業(yè)方向設置制定教學大綱,課程內容既考慮土木工程豐富內涵和知識的系統(tǒng)性,又有學院自身的特點。我院土木工程專業(yè)共開設建筑工程、道路與橋梁工程兩方向,擬開設港口工程方向。首先參考了江見鯨等[4]、羅福午[5]、丁大鈞等[6]、陳學軍[7]等多版本教材,最終選定了江見鯨先生、葉志明教授主編的土木工程概論教材及相應CAI教學課件作為教材,其余作為參考教材。江見鯨教材的優(yōu)點,根據(jù)我院專業(yè)培養(yǎng)目標要求對其內容做適當?shù)脑斅蕴幚恚?0學時課程,建筑工程、交通土建、土木工程施工各用4課時,工程材料、基礎工程港口工程、土木工程師設計方法各用2學時,其余適當介紹主要內容。
由于教材編制的時效性,至少落后工程實踐2年以上,所以教材使用中,應注意及時將土木工程的新理論、新技術、新方法、新材料及新建典型工程等信息補充至教學中,保證課程的先進性。
2.組織課程組,系統(tǒng)授課。結合前述兩種授課方式的特點,我們成立了以專業(yè)負責人主的土木工程概論課程組共5人,其中教授2人、副教授3人,有博士學位2人,碩士學位2人,專長涉及建筑工程、巖土、交通工程、施工組織與管理等方面,這些教師不但有較高的專業(yè)水平還有深厚的工程或研究背景。課程組共同討論修訂教學大綱,由負責人進行課程統(tǒng)籌,制定教學計劃,基礎工程、交通工程、施工和設計方法等章節(jié)由4名教師主講,其余內容由課程負責人講授。
3.根據(jù)課程特點采用啟發(fā)性、典型工程實例引導等教學方式??偫碓跁姷谖鍖酶叩冉逃龂壹壗虒W成果獎獲獎代表和北京市優(yōu)秀教師時提出,孔子說:“不憤不啟,不悱不發(fā)”,這八個字的意思就是要實行啟發(fā)式教育,把學生作為教學的中心,使學生在學習的整個過程中保持著主動性,主動地提出問題,主動地思考問題,主動去發(fā)現(xiàn),主動去探索。啟發(fā)式教育的核心就是要培養(yǎng)學生獨立思考和創(chuàng)新思維。所謂教是為了不教,就是要使學生自己掌握學習的方法,提高創(chuàng)新的能力。該課程面向剛入學還沒有建立工程、專業(yè)概念的新生,既要向他(她)們介紹土木工程形式、建造技術、發(fā)展等知識,更要傳授他(她)們專業(yè)的知識體系、學習方法[8],包括課程學習、設計、實習和實驗等環(huán)節(jié)的注意問題,幫助他們轉變思維方式,還要幫助他(他)們樹立專業(yè)觀念、工程意識,通過課程學習讓他(她)們熱愛上建設事業(yè),熱愛上土木工程專業(yè),激發(fā)起學好專業(yè)的興趣,使學生在進一步接觸專業(yè)的其他課程前,充分了解將來可能的工作崗位、工作環(huán)境,極大提高學生在本科的學習過程中尋找適合自己的方向,有目的性地學習,提高學習的有效性。
組織學生根據(jù)自己的愛好結合課程內容進行專題演講,可極大地提高學生的學習興趣,鍛煉學生的能力,效果更好。
有條件的話課余時間安排若干場有關土木工程各領域發(fā)展前沿的講座,聘請設計或施工企業(yè)知名的設計、建造師、和其他專家,讓學生與工程領域的專家學者見面,探討土木工程發(fā)展成就、專業(yè)技術現(xiàn)狀及發(fā)展前景等彌補課程教學之不足。
五、采用豐富教學方式,采用多媒體教學、典型工程實例介紹、工程現(xiàn)場講解、教師網(wǎng)絡答疑等多種方式,配合課堂教學。充分利用豐富的多媒體資源,有效使用各種媒體的信息傳遞手段,提高授課效果與效率。為使土木工程專業(yè)的新生能盡早對本專業(yè)有一定的了解,培養(yǎng)其學習興趣,多媒體授課時,盡可能采用圖片、動畫、視頻內容,充分展示了土木工程各個領域的典型實例,以生動活潑的方式,以聲音、視覺的沖擊加強學生的感性認識。
教學中應充分利用教師的個人特點,利用自己豐富的專業(yè)背景和工程及研究經驗,將他們多年積累的工作經驗、解決問題的思維方式傳授給學生,以自身的經歷與成就感染學生,增強學生的認同感和專業(yè)榮譽感,才可能給予剛入大學校門滿載熱情、焦慮、迷茫的新生指明專業(yè)方向[2], 滿足他們的求知欲,充分挖掘和發(fā)揮學生的自學能力和表現(xiàn)能力。
改革學生成績評定方法。應綜合考察學生的學習表現(xiàn)、知識水平、能力水平,要真正了解學生的課程學習效果。所以學生成績至少應由四部分組成:平時出勤情況,大約應占10%左右;課堂互動環(huán)節(jié)表現(xiàn),大約占10%左右;課程作業(yè),應作為主要考察內容,可以用小論文形式或調查報告形式。考慮到要求受教育者接受綜合課程的教育, 以便他們能夠在從事工程活動的同時考慮到自然界和人類社會的普通聯(lián)系, 并且學會從綜合的角度對這樣一些問題加以思考和解決[9],作業(yè)不應是簡單的問答形式,一般需要學生對課程知識的綜合理解和應用,通過觀察和思考,需要學生的主觀思維和邏輯判斷才能做出,以培養(yǎng)學生的辯證思維方法和自學能力,例如關于工程實例的調查研究報告或學習某種工程材料、形式、建造方法的收獲體會,通過作業(yè)還可以鍛煉學生理論聯(lián)系實際能力,既增加學生對土木工程的充分了解,也鍛煉了寫作的能力,此部分成績至少占50%;對課程知識的掌握程度以測驗形式檢驗,可安排2-3次測驗,成績占30%左右。通過這樣的評價體系可以更好、更客觀地反映學生的學習效果,也更符合課程的性質及特點。
經過幾年的改革探索,本院土木工程概論課程教學團隊已基本形成,教學效果明顯提高,學生對專業(yè)的認知有明顯提高,專業(yè)學習興趣十分濃厚,學生對該課程的評價在同專業(yè)內名列前茅,由主講教師編制的的教學課件獲得全國高等學校土木工程專業(yè)多媒體教學課件競賽二等獎和河北省第十二屆多媒體教育軟件大獎賽三等獎。今后我們還將繼續(xù)努力進行土木工程概論課程的改革探索,為更好的實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標做貢獻。
參考文獻
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[2] 劉巖,譚宇勝.土木工程概論課程的探索與思考[J]. 高等建筑教育,2006,15(1):74-76.
[3] 葉志明,宋少滬,汪德江,等.把教的創(chuàng)造性留給老師 把學的主動權還給學生[J]. 中國大學教育,2006(8):8-9.
[4] 江見鯨,葉志明土木工程概論(第二版)[M]. 北京:高等教育出版社,2004,11.
[5] 羅福午,土木工程概論(第三版)[M]. 武漢:武漢理工大學出版社,2005,7.
[6] 丁大鈞,蔣永生.土木工程概論(第二版)[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010,9.
將靜力觸探技術運用到巖土工程開發(fā)與勘探工作中,能夠優(yōu)化鉆探作業(yè)、取樣作業(yè)、運輸作業(yè)等,防止作業(yè)活動對巖土原生結構造成影響,快速獲取巖土地質的宏觀結構特征。因此,靜力觸探技術在巖土工程發(fā)展中具有無可替代的作用,應用范圍較為廣泛,技術手段較為成熟。靜力觸探技術主要是運用勻速靜壓力,將規(guī)格標準的圓錐形探頭沒入土城,并對探頭所承受的阻力進行測量。
1靜力觸探測試新技術的發(fā)展
1.1孔隙水壓力靜力觸探技術
將標準靜力觸探技術與測孔隙水壓力內部的傳感元件進行從新組合,從而形成一種新型技術,即“孔隙水壓力靜力觸探技術”(CPTU)。該技術對空氣側壁所受的莫測了和定錐尖所受的阻力進行測量時,能夠同時對孔隙水壓力進行測量;貫入停止時,可對超孔隙水壓的消散程度進行測量。土的強度以及變形程度、排水性能函數(shù)均是靜探探頭進入土層后所形成的超孔隙水壓力。從我國孔隙水壓力靜力觸探技術的發(fā)展與應用來看,該技術所運用到的儀器設備在我國多家設備生產廠商進行生產,并將改技術納入原位測試規(guī)范的行列。
1.2波速靜力觸探技術
以電測靜力觸探儀為研究基礎,將波速測量裝置安置到電測靜力觸探儀中,使靜力觸探儀的探頭上部擁有一個三分量的檢波器,并利用檢層法,開展波速靜力觸探檢測活動,故該技術被成為“波速靜力觸探技術”(SCP-TU)。運用該技術所獲取的監(jiān)測結果擁有兩種資料,即“靜探”資料與“波速”資料,該技術與傳統(tǒng)波速檢測技術相比,具有顯著優(yōu)勢,例如成本地、勞動量小、速度快、精確度高等。相關研究與應用證實:“波速靜力觸探技術”的最佳測試深度為3~30m、最淺測試深度為0.5m、最大測試深度為40m。除此之外,波速靜力觸探技術能夠使土城與波速探頭緊密相貼,提高測試結果的準確性與有效性。
1.3旁壓靜力觸探技術
原位測試技術“旁壓測試”(PMT)運用較為廣泛,其理論實質是讓鉆孔進行原位橫向載荷試驗,技術原理:利用旁壓器對豎直孔內實施加壓工作,使保護套或者是旁壓膜發(fā)生膨脹,然后由保護套或者是旁壓膜將壓力傳到周圍的軟巖或者是土體上,使軟巖或者是土體發(fā)生變形,直到軟巖或者是土體被壓力破壞;對裝置所施加的壓力、軟巖或者是土體的變形進行測量,從而分析壓力與軟巖或者是土體變形之間所存在的關系,利用曲線圖表現(xiàn)二者之間的關系;開展試驗評價,其評價內容主要為孔周軟巖或者是土體的承載力、孔周軟巖或者是土體變形性質等。將旁壓測試技術與靜力載荷測試技術進行分析對比可發(fā)現(xiàn),旁壓測試技術能夠對不同深度的地基進行測量,且所測得的地基承載力數(shù)值和平板載荷測試數(shù)值較為接近,準確度相對較高。隨著科學技術的不斷發(fā)展,為使旁壓測試效果,特將旁壓測試技術與靜力觸探技術結合在一起,形成“旁壓靜力觸探技術”(CPT-PMT)。
1.4電阻率靜力觸探技術
實施靜力觸探技術時對巖土電阻率進行測量,即“電阻率靜力觸探技術”(R-CPTU),具有較強的經濟性與快速性,能夠實現(xiàn)一孔多用。將電阻裝置安裝到靜探探頭的后方,形成電阻率靜力觸探裝置,能夠對孔隙水總電阻率和多孔介質進行測量。該技術具有兩種形式的電極,即15mm、150mm,大電極距適合對厚層土進行測量、小電極距社會對薄層土進行測量,所獲取的電阻率數(shù)值大約是電極距范圍土層平均電阻率的兩倍。
1.5放射性同位素靜力觸探技術
將靜力觸探與放射性同位素結合在一起,形成“放射性同位素靜力觸探技術”(RI-CPT),該技術能夠抵御電磁場的干擾,對巖體接觸界線、定隱伏構造位置等信息進行測量,了解孔隙度、介質的密度等信息。
1.6靜探頭攜帶攝像頭技術
將攝像頭技術運用到靜力觸探技術中,能夠有效運用CPT技術,使靜力觸探技術結果更加的直觀與真實,因此該技術被成為“靜探頭攜帶攝像頭技術”。該技術是將無線電攝像頭安裝到靜力觸探的上方0.5m的位置,使靜力觸探設備具備攝像功能。
2靜力觸探工程應用實例分析
隨著靜力觸探研究成果陸續(xù)問世,比廣泛運用到巖土工程發(fā)展建設工作中。為此,本文以安徽地區(qū)為例,分析靜力觸探技術在巖土工程中的實際應用。
2.1了解土體特征,合理規(guī)劃地貌單元
南淝河從西到東貫穿合肥市,最終匯入巢湖。應合肥市河流地勢受基底斷裂構造的影響,河流階地呈現(xiàn)內疊階地形式,上疊階地位于合肥市東部。對地貌單元進行劃分與判斷,需要結合地層結構的地形標高、地貌形態(tài)、分布特點等因素,確保地貌單元規(guī)劃的準確性與合理性。因此,當了地層結構分布特點后,就能夠對河流階地類型進行判斷,為工程地質評價場地提供有力的條件。
2.2了解粉土樁基,防止基樁發(fā)生偏離
從安徽巢湖、沿江、淮北沿岸的地質組成來看,主要含有沙土、布飽,導致該地區(qū)抗震性和穩(wěn)定性相對較差,強度低,容易發(fā)生變形,不符合建筑施工的要求,對其進行施工時通常選用樁基工程。因樁基工程在預制基樁輸送過程和持力層選擇過程,沉樁較為困難,導致基樁無法到達應有的位置,降低樁基承載力,通常需要對其進行截樁或者是接樁,并對打樁設備造成不同程度的損壞。例如江南某醫(yī)院開展基樁施工時,應基樁沒有達到指定位置,導致土樁混亂,浪費資源,對影響社會正常工作秩序。通過運用靜力觸探相關技術能夠在基樁施工前,準確找準基樁駐扎位置,提升基樁承載力,節(jié)約施工材料,降低巖石工程施工成本,降低施工對當?shù)丨h(huán)境的影響。
2.3確定隱物位置,避免影響地下隱物
隨著地下人防坑道工程的不斷修建,在一定程度上改變了我國地質構造,且受歷史人文因素的影響,部分城市地下均埋藏有古墓等隱蔽性物體。對此類隱蔽物體進行勘察具有較大的工作難度,不利于巖土工作的開展與實施。通過運用靜力觸探技術能夠準確了解地下隱蔽物體的空間位置以及形狀特征,為巖土工程的開展提供可靠的理論依據(jù)。
3總結
綜上所述,靜力觸探技術已被廣泛運用到我國巖土工程開發(fā)建設活動中,有效為我國巖土工程建設提供可??康睦碚撘罁?jù),促進巖土工程的發(fā)展與建設。在科學技術的推動下,注重靜力觸探技術與其他科學技術的融合,從而研發(fā)出新型靜力觸探技術,加快巖土工程測試技術的發(fā)展,提高巖土工程測試技術的便捷性、準確性、可靠性與先進性。廣泛吸收國內外先進技術理論與方法,做好試驗與總結工作,使靜力觸探技術能夠符合我國巖土工程研發(fā)與應用需求,落實靜力觸探技術的執(zhí)行能力與管理能力,使新型靜力觸探技術能夠被廣泛的運用到巖土工程發(fā)展建設中。
參考文獻
[1]郭林坪.隨機場理論在港口工程和海洋工程地基可靠度中的應用[D].天津大學,2014.
Pick to: cast-in-place pile construction and engineering is the key points and difficulties, the cast-in-place pile because away from terrestrial, restricted by various conditions is larger, but also increase the difficulty in construction, therefore take the appropriate construction technology for the whole construction quality will have great influence and progress.
Key words: process cast-in-place pile
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1 工程概述
防城港鋼鐵基地項目專用碼頭工程20萬噸級鐵礦石泊位(水工結構25萬噸級)位于防城港企沙半島西南端,防城港企沙臨海工業(yè)園內,在建的防城港鋼鐵項目西側臨海岸線內。
工程共有樁基146根,包括西岸0#橋臺、東岸35#橋臺、1#-34#橋墩。樁徑共有φ2.0m、φ1.6m兩種規(guī)格,最大樁長41.5m。其中0#橋臺樁基礎10根,30#、35#墩基礎樁各8根,31#-34#墩樁基礎各4根,7#-29#墩樁基礎各3根,1#-5#墩基礎各5根,6#墩基礎4根,碼頭平臺樁基礎6根。除35#橋臺8根φ1.6m樁在陸域以外,其他均位于海上。
2 地質情況
根據(jù)勘察設計提供的地質資料顯示,此處的地層從上而下依次為:粉細砂層、粉細砂及粘土層、粘全風化層、強分化層、中風化層(或弱風化層),按巖土的物質組成及工程性質分層如下。
(1)粉細砂(Q4m):灰黃色、灰色,飽和,松散,局部呈稍密~中密狀態(tài);多為細砂,多含貝殼屑、含量不等,底部一般含粗顆?;蛏倭柯阉槭?,局部混粘性土或為中砂條帶。普遍分布,為勘區(qū)主要海積層;場地內一般厚度4.0~7.5米,局部厚達8.4米。其標準貫入擊數(shù)平均值N=8擊(3~16)。
(2)粉質粘土及粘土(或亞粘土Q3el):褐黃、黃褐色,飽和,可塑~硬塑狀態(tài);含鐵錳結核、石英礫或碎石、局部含風化巖碎屑或砂礫物。呈薄層狀或帶狀分布于基巖風化面之上,隨巖面起伏,厚度3.4~4.0米不等。其標準貫入擊數(shù)平均值N=16擊(7~29)。
(3)全風化巖(S):褐黃、紫紅色,半堅硬~堅硬狀態(tài);巖芯多呈土柱狀、粘結性較好,部分呈砂質散體狀、粘結力弱。鉆探揭示多為泥巖、砂質泥巖及泥質砂巖全風化層,原巖結構基本破壞,局部含3~10cm厚的石英脈巖或碎石、巖屑,風化巖大部分已粘土化或具有粘土化特征。其標準貫入擊數(shù)平均值N=37擊(31~48)。
(4)強風化巖(S):黃綠、深灰色、紫紅色,堅硬狀態(tài);巖芯呈土柱狀、粘結性較好,部分呈砂質散體狀或碎塊狀、粘結力弱,其中的碎塊狀風化巖大部分礦物也已明顯變質或泥化,粘結強度不高,多數(shù)輕敲即碎,小塊手折可斷,局部含3~10cm厚的石英脈巖、質硬。鉆探揭示強風化巖多為泥巖、砂質泥巖及泥質砂巖風化層,原巖結構變形明顯,皺曲,風化裂隙密集。
(5)中風化巖(或弱風化巖S):紫紅色、淺灰色;巖芯呈短柱狀、碎塊狀,少量呈長柱狀,其中的碎塊狀風化巖部分礦物有變質現(xiàn)象或泥化特征,但多數(shù)干強度較高,小塊手不易折斷,錘擊可碎,少量巖芯見1~5cm厚的石英脈巖侵入。鉆探揭示中風化巖多為紫色泥質砂巖、紫紅色砂巖、淺灰色砂巖風化層,層理特征清晰、多為薄~中厚層巖體,風化裂隙較發(fā)育,局部巖體受構造擠壓作用,裂隙密集,鉆取巖芯極易散碎(碎塊巖干強度較高)
3 工藝說明
3.1設備選擇緣由
海上鉆孔灌注樁施工,由于受平臺場地空間的限制以及潮差變化的影響,大體積泥漿池安置、泥漿循環(huán)系統(tǒng)的布設,是必須要解決的又一技術難題。它是影響鉆孔成敗的又一關鍵技術,并直接關系到工程造價。因此我部結合現(xiàn)場條件采用φ600/800鋼管樁搭設棧橋(鋼管樁進入強風化巖層0.5m)、HN600及貝雷片搭設鋼棧橋,橋長1200m,橋寬7m,兩邊設欄桿,可滿足混凝土攪拌運輸車與小型車輛錯車,在400m及800m位置設置錯車平臺,用于大型工程車輛錯車。同時在棧橋北側搭設鉆孔平臺,鉆孔平臺寬7m,橋面及鉆孔平臺頂標高+6.8m,護筒頂標高為+7.0m,施工區(qū)域海水地面標高約-2m,依據(jù)地質情況,粉細砂層及粉質粘土層約占1/3左右,泥沙含量高,如上所述現(xiàn)場遠離陸域無法安置大型泥漿循環(huán)池,施工難度較大,根據(jù)現(xiàn)場實際情況利用相鄰樁作為小型泥漿池,泥沙分離器作為清渣設備。
3.2 泥沙分離器的原理及使用
整套清渣設備由三部分構成:兩臺泥漿泵、一臺泥沙分離器、用相鄰樁改造的泥漿池(混凝土澆筑至離護筒頂標高2-2.5m),泥沙分離器共有一個出口及兩個出口,如圖一、圖二所示:
圖一 泥沙分離器內部構造圖二泥沙分離器現(xiàn)場使用照片
泥沙分離器進口成螺旋狀,約為2/3圓周,泥漿進入螺旋狀孔道后,旋轉產生離心力,推動泥沙及密度較高的鉆渣沿管壁流動,形成旋流,使沙子和石塊進入底部,在一定的流速下,流體微團向X、Y 、Z 各方向流動,現(xiàn)實中的流體流動都是三維流動,即所謂的三元理論,在這種作用力下,泥漿中的鉆渣(粒徑0.05mm-5mm)將在此作用下沉淀,由下部出口排出,泥漿及小顆粒鉆渣(此時以沙的形式存在)則由頂部出口進入泥漿池繼續(xù)循環(huán)利用。
3.3 此套設備在鉆進及情況過程中可解決以下三個難題:
①鉆進清渣:由于“泥漿池”過小導致泥漿中的鉆渣無法及時沉淀,又由泥漿泵抽至孔底,繼續(xù)參與循環(huán),大部分鉆渣會停留在底部,嚴重時會形成板結,致使鉆孔緩慢,前期采取撈渣桶撈渣的措施,但無法過濾泥漿,優(yōu)質泥漿隨鉆渣一起排除,使得孔內泥漿性能變化,無法滿足施工要求,利用泥沙分離器及其下置濾網(wǎng)和導流槽可將泥漿內混雜的鉆渣分離,分離后的鉆渣可統(tǒng)一收集處理,泥漿隨導流槽回流至泥漿池內繼續(xù)使用,其下部球閥可在不同的地質及鉆進過程調節(jié)需分離的顆粒大小,使其滿足施工要求。在鉆進過程中測得泥漿三大指標圖下表:
表1 泥沙分離器進出口泥漿三大指標變化值
②潮位變化:護筒頂標高為+7.0m,施工區(qū)域屬于規(guī)則性全日潮,且潮差變化較大,按照潮汐表中炮臺角全年潮位變化及現(xiàn)場經驗總結為其變化范圍為-0.5m-+5.0m。鉆進過程中在需保證泥漿面高于海面水位1m左右,因此鉆進過程中需經常調節(jié)孔內泥面高度,采用常規(guī)正循環(huán)施工,泥漿由護筒頂部流至泥漿池,將導致泥漿面較大程度高出海水面而造成穿孔,特別是在涌浪較大海況時,波浪力將對護筒產生輕微晃動,增大穿孔幾率,采用泥沙分離器循環(huán)系統(tǒng)后,在鉆進孔內放置一臺泥漿泵,用手拉葫蘆控制其升降,可隨時調節(jié)泥漿面高度,方便施工。
③清孔:在鉆至設計標高后即進行清孔,采用常規(guī)方式時,將可能導致1和2兩種情況同時發(fā)生,清孔速度慢且易發(fā)生穿孔,利用兩臺22Kw/h的泥漿泵做循環(huán)系統(tǒng),泥沙分離器正循環(huán)清孔,分離器管徑50mm,流速控制為8m/s,流量為56.52m3/h,按照孔深35m計算,2m樁孔內泥漿總量為3.14×12×35=110m3,理論上可在兩小時之內將孔內泥漿置換一遍,1.6m樁孔內泥漿總量為3.14×0.82×35=70m3,理論上70分鐘可將孔內泥漿置換一遍,且泥沙分離器進行泥漿調節(jié)最小可分離粒徑在0.05mm左右泥沙顆粒,利用膨潤土及燒堿配制出的泥漿,清孔效果更佳,由于地質及地理位置的特殊性,我部在最終驗收時,泥漿指標按照港口工程鉆孔灌注樁規(guī)范規(guī)定泥漿三大指標:泥漿比重1.1-1.2;含沙量
4 施工成果
待混凝土澆筑完成約10天后,可進行樁身完整性檢測,根據(jù)超聲波樁基完整性檢測可知,現(xiàn)階段已完成樁基125根,檢測類樁122根。比率97.6%,成樁質量良好。
經過樁基自平衡試驗檢測,當加載至向上位移16.73mm,向下位移10.69mm,樁頂位移14.17mm時停止加載,根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)繪制的Q-s曲線、s-lgT曲線、s-lgQ曲線計算其樁基承載力。
表2 抗壓樁承載力計算結果
Qusi(KN) Quxi(KN) Wi(KN)
15000 15000 2362 0.8 (15000-2362)/0.8+15000=30798KN
即極限抗壓強度Pu=30798KN,約為設計承載力的2.05倍。
5 結語
對于一個施工工序,工藝及設備選型很重要,選擇正確的工藝及設備,他能決定整個施工工序的質量和進度,對于整個工程的影響深遠、重大。
參考文獻:
鑒于這一會議的論壇性質,以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納,提交與會專家考慮并審議。
一、土建結構工程的安全性
結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力,是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準,也與結構的正確使用(維護、檢測)有關,而這些又與土建工程法規(guī)和技術標準(規(guī)范、規(guī)程、條例等)的合理設置及運用相關聯(lián)。
1.我國結構設計規(guī)范的安全設置水準
對結構工程的設計來說,結構的安全性主要體現(xiàn)在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規(guī)范在這些方面的安全設置水準,總體上要比國外同類規(guī)范低得多。
1.1構件承載能力的安全設置水準
與結構構件安全水準關系最大的二個因素是:1)規(guī)范規(guī)定結構需要承受多大的荷載(荷載標準值),比如同樣是辦公樓,我國規(guī)范自1959年以來均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤),而美、英則為240和250公斤;2)規(guī)范規(guī)定的荷載分項系數(shù)與材料強度分項系數(shù)的大小,前者是計算確定荷載對結構構件的作用時,將荷載標準值加以放大的一個系數(shù),后者是計算確定結構構件固有的承載能力時,將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度,在安全系數(shù)設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規(guī)范)中稱為安全系數(shù),體現(xiàn)了安全儲備的需要;而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規(guī)范)中稱為分項系數(shù),體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數(shù)或分項系數(shù)越大,表明安全度越高。我國建筑結構設計規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載(如結構自重)的分項系數(shù)分別為1.4和1.2,而美國則分別為1.7和1.4,英國1.6和1.4;這樣根據(jù)我國規(guī)范設計辦公樓時,所依據(jù)的樓層設計荷載(荷載標準值與荷載分項系數(shù)的乘積)值大約只有英美的52%(考慮人員和設施等活載)和85%(對結構自重等恒載),而設計時據(jù)以確定構件能夠承受荷載的能力(與材料強度分項系數(shù)有關)卻要比英美規(guī)范高出的10~15%,二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國家的結構設計多根據(jù)發(fā)達國家的規(guī)范,就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規(guī)范一樣。至于中國的香港和臺灣,至今仍分別以英國和參考美國規(guī)范為依據(jù)。這里需要說明的是,在其他建筑物的活荷載標準值上,與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同,比如鋼結構的差距可能相對小些。
公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似,除車載標準外,荷載分項安全系數(shù)(我國規(guī)范對車載取1.4,比國際著名的美國AASHTO規(guī)范的1.75約低25%)與材料強度分項安全系數(shù)均規(guī)定較低。
盡管我國設計規(guī)范所設定的安全貯備較低,但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的,這里的問題主要在于設計墨守陳規(guī),在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創(chuàng)新。
1.2結構的整體牢固性
除了結構構件要有足夠承載能力外,結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力,或者說是結構不應出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度,用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果,可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當?shù)胤课萁Y構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件,一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞,竟導致整棟樓的連續(xù)倒塌,也是房屋設計牢固性不足的表現(xiàn)。
1.3結構的耐久安全性
我國土建結構的設計與施工規(guī)范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環(huán)境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少?;炷两Y構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害,所以這個問題必須引起格外重視。我國規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關的一些要求,如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級,都顯著低于國外規(guī)范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高結構構件承載能力的安全設置水準,在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
2.調整結構安全設置水準的不同見解
我國結構設計規(guī)范的安全設置水準較低,與我國建國后長期處于短缺經濟和計劃體制的歷史條件有關。但是,能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求,而且業(yè)已歷經了較長時間的考驗,這是國內土建科技人員經過巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全儲備較低,抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發(fā)生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發(fā)生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致?,F(xiàn)在提出要重新審視結構的安全設置水準,主要是基于客觀形勢的變化,是由于我們現(xiàn)在從事的基礎設施建設要為今后的現(xiàn)代化奠定基礎,要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發(fā)展的需要,有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論,在如何調整的問題上存在較大的意見分歧,這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解:
1)認為我國現(xiàn)行規(guī)范的安全設置水準是足夠的,并已為長期實踐所證明,而國外就沒有這種經驗。我國取得的這一成功經驗決不能輕易丟掉,在安全度上不能跟著英美的高標準走;安全度高了是浪費,除個別需調整外,總體上不必變動。
2)認為我國規(guī)范的安全度設置水準盡管不高,但在全面遵守標準規(guī)范有關規(guī)定,即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正?!睏l件下,據(jù)此建成的上百億平米的建筑物絕大多數(shù)至今仍在安全使用,表明這些規(guī)范規(guī)定的水準仍然適用;但是理想的“三正常”很難做到,同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續(xù)發(fā)展和提高耐久性的需要,在物質供應條件業(yè)已改善的市場經濟條件下,結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度,因為我國目前尚屬發(fā)展中國家。
3)認為我國規(guī)范的安全設置水準應該大體與國際水準接近,需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發(fā)展和生活水平不斷提高,土建工程特別是重大基礎設施工程出現(xiàn)事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重,而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程(特別是建筑工程)造價中所占的比重現(xiàn)在已愈來愈低,材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要,但決不是沒有風險,如果規(guī)范的安全水準較高,曾經發(fā)生過的有些安全事故本來是可以避免的,而規(guī)范的這一缺陷在一定程度上為“三正?!钡奶岱ㄋ谏w。在建的工程要為將來的現(xiàn)代化社會服務,安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認,即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發(fā)達國家一樣,由于我們的施工質量總體較差,結構的安全性依然會有差距。
3、結構設計規(guī)范的概率可靠度設計方法
自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統(tǒng)一標準以來,我國的建筑結構設計規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設計方法,從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法;其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規(guī)范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規(guī)范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規(guī)范,在國際學術界內通常被看成是一種發(fā)展趨勢,但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394,國外卻鮮有重要或著名的結構設計規(guī)范已直接采用了可靠度設計方法,至今仍采用多安全系數(shù)設計方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國,對于建筑結構設計規(guī)范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業(yè)的各種結構設計規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來的做法,雖然工程設計界頗有微詞,但學術界持贊成和肯定者是主流,不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規(guī)范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規(guī)范可靠度方法的意見分歧。
對我國規(guī)范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步,可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數(shù)更清晰、更科學、更合理,當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷,有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為,結構設計規(guī)范所面向的是類型多樣的復雜群體,在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜,并不是“從統(tǒng)計數(shù)學觀點出發(fā)的概率定義”所能科學描述或處理;規(guī)范可靠度方法在我國十多年的實踐表明,它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效,反而造成了安全概念上的某些混亂;對工程技術人員來說,結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系數(shù)那樣從安全儲備出發(fā)的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題;現(xiàn)行設計規(guī)范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他們認為半概率的多安全系數(shù)方法更適用于規(guī)范,也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考,在綜合判斷安全系數(shù)的合理取值時予以考慮。
二、土建結構工程的耐久性
土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系,是使用期內結構保持正常功能的能力,這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性,而且更多地體現(xiàn)在適用性上。
1、土建結構工程的耐久性現(xiàn)狀
大多數(shù)土建結構由混凝土建造?;炷两Y構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題,并非我國所特有,但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視。
長期以來,人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到70年代末期,發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎設施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現(xiàn)劣化;據(jù)1998年美國土木工程學會的一份材料估計,他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內基礎設施工程存在的問題,僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無,而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有50~60億美元。另有資料指出,美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并積極采取應對措施,如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害,鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40,橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區(qū)的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求,對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25,與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋,建成后僅8年,由于鹽凍侵蝕,現(xiàn)已不得不部分拆除重建。
我國建設部于80年代的一項調查表明,國內大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用25~30年后即需大修,處于嚴酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對較好,一般可維持50年以上,但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30~40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重,由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差,許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落,需要大修。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用,使用十幾年后就出現(xiàn)問題,有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害,東北地區(qū)一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料,密實度和抗?jié)B性差,不耐地下水與機車廢氣侵蝕,開裂與滲漏嚴重;對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明,漏水的占50.4%,其中1/3滲漏嚴重,并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電,影響正常運行,而1999年頒布的鐵路隧道設計規(guī)范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當?shù)膶Σ?,如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。
耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內的大量慘痛教訓,還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋,仍沒有在材料性能和結構構造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋,其主體結構在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3~4cm厚的保護層厚度。
有專家估計,我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續(xù)20年,由于忽視耐久性,迎接我們的還會有“大修”20年的,這個可能不用很久就將到來,其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。
使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有:
1)由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,導致水泥工業(yè)對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值,而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值,如果強度超過了也被認為不合格,這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。
2)工程施工單位不適當?shù)丶涌焓┕みM度,尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預?;炷恋哪途眯再|量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證,早產有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國外要被罰款,因為意味著工程質量有遭到損害的可能。
3)環(huán)境的不斷惡化,如廢氣、酸雨,我國的酸雨面積已超過國土的30%。
當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例,修訂補充現(xiàn)行規(guī)范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命,在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走,很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據(jù)。更為嚴重的是現(xiàn)行規(guī)范中的有些條文,本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段,國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料,而我國的鐵路混凝土橋隧施工規(guī)范仍在明文禁止使用。此外,工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法,對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑,而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段;又如,希望加大水泥用量來保證混凝土強度,而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
在修訂規(guī)范的耐久性要求上,交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范已為其它土建工程行業(yè)起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗,盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需,另一方面則要安排系統(tǒng)的研究項目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一,而我國在這一方面相當落后?;炷恋哪途眯匝芯侩x不開原材料和環(huán)境等特定條件,需要考慮本國的特點,是不能完全依賴國外研究成果的。
重視混凝土結構的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床,水泥生產排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5~1/6,而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現(xiàn)在每年生產5億多噸水泥,與之相伴的是年耗20多億方的砂石,長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節(jié)約材料,而耐久的混凝土一般又應是水泥用量較低和礦物摻合料(工業(yè)廢料)用量較高的混凝土,所以耐久的混凝土正適應環(huán)境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年,有的如英國為120年??紤]到耐久性不足所造成的巨大經濟損失和資源浪費,國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢,如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應有150年。
2.土建結構工程使用階段的正常檢測與維護
結構耐久性和使用壽命的概念,與使用階段的檢測、維護和修理不能分割,對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用過程中,應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規(guī)范與施工規(guī)范,但沒有如何使用的規(guī)范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故,就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕,如果有定期的檢測要求,這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程,強制規(guī)定必須定期檢測;即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件,因其墜落后容易傷及公眾,也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差,質量控制與質量保證制度不夠健全,規(guī)范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低,已建的工程中往往存在較多隱患,所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量,雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規(guī)定,但是這種要求執(zhí)行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度,還應以預防為主,通過例行檢測及時發(fā)現(xiàn)問題。
現(xiàn)在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治,也有大量已建的違章工程需要評估,更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固,各地已涌現(xiàn)了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍,并有蓬勃發(fā)展成為一種新興行業(yè)的趨勢。出現(xiàn)問題和病害以后再來治理固然重要,但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估,要建立相應的法規(guī)和標準,要有從業(yè)人員的注冊和從業(yè)機構的資質認證制度,在管理體制上予以規(guī)范。
從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看,需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出,很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用,不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能,而且經濟上算總賬會很不合算。在發(fā)達國家,由于新建工程少,用于維修的費用往往更為主要,英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍,1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發(fā)展中國家,現(xiàn)在正大興土木,可是過去建成的大量工程已經或過早老化。國內40%公路橋梁的橋齡已大于25年,加上進入90年代以后交通量猛增,超載嚴重,以往的設計標準又低,路、橋的維修問題十分突出。由于養(yǎng)護維修費用得不到保證,造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上,希望有關部門能加大已建工程維修的費用。
為加速路橋等公共工程建設,國家現(xiàn)在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規(guī),就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經營時的良好功能,對于設計工作壽命為100年的橋梁,至少還可正常使用70年,而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。
三、技術規(guī)范的作用與管理
這次科技論壇對于土建結構工程技術規(guī)范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。
長期以來,受計劃經濟體制的影響,我們往往視技術規(guī)范為法,將規(guī)范的具體規(guī)定和要求等同于法律條文來對待。技術規(guī)范或規(guī)程,與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準,本身不具有法律作用,只當工程各方(業(yè)主、設計、施工企業(yè))認同作為設計與施工的依據(jù)并在契約的基礎上,才能作為法律仲裁的依據(jù)。將技術問題法制化并強制執(zhí)行,不利于技術進步和創(chuàng)造性的發(fā)揮,反而容易成為推卸責任的借口。當然,政府部門從國家和公眾的整體利益出發(fā),需要在安全、環(huán)保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規(guī),但法規(guī)一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法,后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規(guī)范或其中某些內容使用。
土建工程有著強烈的個性,需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規(guī)范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規(guī)范條文看作為一般意義上的法律條文,就有可能束縛設計施工人員的主動創(chuàng)造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創(chuàng)新,這與以往過分強調規(guī)范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規(guī)范加計算”的傾向不無關聯(lián)。我國的技術規(guī)范在編寫風格上也有模仿法律的傾向,極少提及使用者需要注意規(guī)范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規(guī)范中已經落后過時甚至有害的技術規(guī)定,則無異于違法行為。相反,只要墨守規(guī)范,即使出了事故,就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業(yè)務技能要求與職責要求,不利于提高我國建筑企業(yè)和從業(yè)人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規(guī)范條文的空子進行偷工減料,應有必要建立這樣的共識并作出規(guī)定,即遵守了規(guī)范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規(guī)范就是這樣規(guī)定的。
企圖不斷加強技術規(guī)范的強制性來解決屢禁不止的工程事故,不是解決問題的有效途徑?,F(xiàn)在,有關主管部門將建筑結構設計規(guī)范中的部分條文抽出來,明確列為強制性條文,同時規(guī)定各個設計單位完成的設計,須通過有關部門或其授權委任的其他企事業(yè)設計單位的審查,而審查的主要內容就在于對照規(guī)范強制性條文的要求,其任務已類似于執(zhí)法;這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因,主要在于管理不善,特別是管理環(huán)節(jié)上的腐??;其次是施工操作人員素質低,又難以短期解決;過分強調規(guī)范的地位與作用,未能建立與規(guī)范配套的完整標準體系,比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件,可以用來指導和規(guī)范設計與施工的各個具體環(huán)節(jié),也有一定的關系。從設計角度看,出現(xiàn)事故主要不是由于沒有按照規(guī)范強制性條文的規(guī)定,而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件;也有一些工程則因過去的設計標準過低,耐久性不足,在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實,要做到設計規(guī)范強制條文的要求最為容易,為此請專業(yè)人士審查似無必要。重要的工程設計應規(guī)定請專業(yè)單位全面審核,其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規(guī)范中抽出的強制性條文不免支離破碎,個別條文的規(guī)定也不一定適合某些地區(qū)和某些工程的具體特點,反而造成麻煩。
我國幅員廣闊,各地經濟發(fā)展很不平衡,技術力量懸殊,環(huán)境條件各異,客觀上要求規(guī)范能給設計人員更多靈活性,少一些強制性,這樣才能更好地在規(guī)范的指導下,根據(jù)工程的特點和具體條件去解決問題??傊?,在規(guī)范標準上,要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范,在工程的安全性和耐久性標準上,可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些,在抗震防災要求上,更應區(qū)別對待。全國性的規(guī)范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別象巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。
技術標準中的強制性越多,也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重,而這些本來不該是政府部門的職責。規(guī)范中的要求是最低要求,在安全設置水準上,政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計,政府有關部門至今仍規(guī)定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上,如將商品房的抗震設防烈度提高1度,抗震能力可提高約1倍,而增加的房屋造價相當有限,在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規(guī)定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋,如果發(fā)生地震造成損害,有關部門如何解釋?
規(guī)范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來,由政府部門負責統(tǒng)管并指定有關企事業(yè)單位分別承擔每本規(guī)范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢,有些在經費和人力上得不到保證,平時基本上沒有專門人員去搜集了解規(guī)范使用中的問題并及時修改補充規(guī)范條文;面對新的結構型式、新的材料和新的工藝,規(guī)范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力,而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
發(fā)達國家有關土建結構工程的規(guī)范及與之配套的各類技術標準多由行業(yè)協(xié)會或專業(yè)學會編制及管理,規(guī)范的翻新周期短,不象我們要長達10年以上。我國的學會與協(xié)會重復設置,分工不明,并且至今還依附于某一政府部門,基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用,距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠,如何發(fā)揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入,整頓合并有關的學會、協(xié)會,加強其職能,并逐漸成為技術標準編制管理的主體。
四、準備提交政府有關部門考慮的建議
為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性,這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮,:
1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性,已是當前亟待采取措施應對的重大問題。否則,一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證,我國的現(xiàn)代化建設和國民經濟會蒙受巨大損失,并將給生產和公眾生活帶來長期困擾。
建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門,能對工程的耐久性要求作重點審查,明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求,重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節(jié)與論證;
建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持;
建議國家安全生產監(jiān)督管理局為在近期內編訂有關法規(guī)標準給以立項資助;
建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中,聯(lián)絡國內有關專家,促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。
2、土建工程使用過程中的安全性,應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程,我國尚無必須進行安全檢測的法規(guī)。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向,不利于工程壽命和投資效益。
建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物,在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此,需要制定法規(guī),編制相應的技術標準;對于土建結構工程的檢測與評估,需要建立從業(yè)人員的注冊制度和從業(yè)機構的資質認證與監(jiān)管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業(yè)。
建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上,根據(jù)需要,加大工程維修費的比例。