¿Aplicación de la tecnología de pozos de cimentación profunda en la construcción de puentes?
Con el continuo desarrollo de la construcción urbana, han aparecido una gran cantidad de edificios de gran altura y proyectos municipales (carreteras, puentes, metros, etc.), y los espacios subterráneos se han desarrollado y utilizado continuamente. El soporte y la construcción de una gran cantidad de pozos de cimentación profundos se han convertido en puntos calientes y dificultades en la ingeniería de cimentaciones actual. La ingeniería de pozos de cimentación profunda es un nuevo tipo de ingeniería geotécnica que ha surgido con el desarrollo de la construcción urbana en mi país y se ha convertido en uno de los principales contenidos de la ingeniería geotécnica urbana. Con la profundización de la comprensión de estos problemas y la investigación sobre contramedidas, se están aplicando cada vez más tecnologías nuevas en proyectos de cimentaciones profundas.
1. Descripción general del proyecto
Un puente tiene una luz de 400 m y está dividido en dos partes. El puente único tiene 26,5 m de ancho. La estructura inferior es un estribo en forma de U. pilares de tableros de jarrón de paredes delgadas y cimientos de pilotes con agujeros perforados. El río donde se ubica este proyecto es un río navegable de tercer nivel, y el ángulo entre la línea normal y el flujo de agua es de 9.8°. La altura libre de navegación es de 12 m, el ancho libre es de 120 m y el nivel de agua de navegación más alto en el sitio del puente es de 4.744 m. El muelle del puente está ubicado en el río, la profundidad del agua es de más de 9 m y el diámetro del pilote es de 2,3 m. , cada pila de puente tiene 12 pilotes, el espacio entre pilotes es de 4,6 m, la longitud del pilote es de 65,5 m y el tamaño de la plataforma es de 12,90 mx 65438. Los datos geológicos muestran que de arriba a abajo hay limo limoso (9.553rr0), arcilla limosa (7.7In), arena gruesa (6.2fro), zona de roca completamente erosionada (32.7 m) y zona de roca fuertemente erosionada (6.0 m). zona de roca débilmente erosionada (10,3 m).
2. Ingeniería geológica y condiciones hidrogeológicas
El puente está construido principalmente sobre el río Hanshui, atravesando Hankou y Hanyang. La estratigrafía del sitio de construcción es:
(. 1) Relleno artificial: espesor 0,3-0,5 m, relativamente suelto.
(2) La capa aluvial del Holoceno Cuaternario se divide en las siguientes subcapas de arriba a abajo: ① Capa de suelo arcilloso; ② Capa de suelo limoso mezclada con limo arcilloso y arena limosa; capa ⑤ Capa de arena fina; ⑥ Capa de arena media; ⑦ Capa de grava redonda. Entre ellos, el espesor total de la capa ①-③ es de 11,24 a 22,23 m, el suelo cohesivo y la marga son en su mayoría plástico blando y plástico fluido, y la capa de limo es extremadamente suelta, la capa 4 tiene un espesor de 4,85 a 17,22 m, suelta; y denso. ⑤El espesor total de esta capa y las inferiores es de 18,66 a 31,33 m, denso y denso. Areniscas arcillosas, conglomerados y areniscas totalmente meteorizadas y fuertemente meteorizadas, con un espesor de 2,85-9,3 metros. El limo arcilloso y la marga son capas débilmente permeables y relativamente impermeables al agua; el limo, la arena fina y la grava son capas altamente permeables al agua y la arenisca son capas débilmente permeables e impermeables al agua; El agua de las fisuras del lecho rocoso tiene una cierta capacidad de carga.
Las condiciones del sitio del proyecto son relativamente estrechas, con carreteras a ambos lados del río Han. El borde del pozo de cimentación está a 14 m del centro de Xining Road en el lado norte, adyacente a un edificio residencial de 5 pisos. Está a 15 metros del centro de South Road y adyacente a áreas residenciales de 5 a 7 pisos. Todas las calles están densamente cubiertas por varias tuberías.
3. Tecnología de construcción de pozos de cimentación profunda
3.1 Proceso
Construcción de pilotes de ingeniería y soporte → Desagüe de pozos de carga → Excavación con cuchilla hasta el fondo de la viga cajón Hoja → Construcción de viga caperuza → Excavación de tierra hasta el fondo del primer anillo de vigas → Construcción de caballete → Construcción de la parte inferior del primer anillo de vigas → Mantenimiento → Excavación de tierra hasta el fondo del segundo anillo de vigas → Aplicación del segundo anillo de vigas → Mantenimiento → Excavación de tierra hasta el fondo del primer anillo de vigas Fondo del pozo → limpieza de zanjas → cojín → cimientos y tratamiento de cabeza de pilote de ingeniería → drenaje del pozo de drenaje → construcción del piso. Rellene y reemplace el cinturón de soporte → retire las vigas secundarias → construya la segunda estructura subterránea → rellene el suelo entre la capa exterior de tierra y los pilotes perforados → retire el primer anillo de vigas → construya la primera estructura subterránea → rellene. El monitoreo de precipitaciones y salpicaduras de pozo se incluye durante todo el proceso de construcción.
3.2 Soporte del pozo de cimentación
El diseño del soporte del pozo de cimentación profundo para este proyecto debe lograr los siguientes objetivos: ① Proporcionar suficiente superficie de trabajo para la construcción del pozo de cimentación (2) No afectar; el pozo de cimentación Operación normal del entorno circundante (3) Rápido y económico, especialmente la deformación de la estructura de soporte no debe causar grietas graves en el suelo en la parte superior de la pendiente, no representar una amenaza para las casas cercanas y las tuberías subterráneas, y no afectará el uso normal.
El método de hinca de pilotes consiste en saltar el pilote a intervalos y la calidad del pilote se controla estrictamente. Al verter hormigón bajo el agua, asegúrese de que la calidad del hormigón del pilote alcance la resistencia de diseño. La plantilla de soporte de viga anular horizontal utiliza moldes de madera, que se preprocesan en la planta de procesamiento y se amplían según el tamaño del dibujo para garantizar dimensiones de procesamiento precisas. El tubo de acero transversal de la quilla principal utilizado para el encofrado lateral de la viga anular se dobla y se forma de acuerdo con el radio de la viga anular.
Cuando el radio de la viga anular es grande, las barras principales son rectas; cuando el radio de la viga anular pequeña es pequeño, las barras principales están dobladas. Los estribos cerrados de conexión en las tangentes de la viga anular grande y la viga anular pequeña se colocan con anticipación para evitar la situación de que las barras principales de las dos vigas anulares no se puedan colocar después de atarlas. La operación de hormigón adopta el sistema de soporte horizontal de cada capa para ser vertida continuamente en su conjunto, sin dejar juntas constructivas. Después de verter, tapar y regar a tiempo para que cure.
3.3 Deshidratación del pozo de cimentación
Antes de excavar el pozo de cimentación, se debe bajar y eliminar el nivel del agua subterránea en el pozo para que el suelo en el pozo pueda alcanzar una cierta resistencia mediante la consolidación del drenaje durante excavación del pozo de cimentación Mejorar la resistencia horizontal del suelo en el pozo y reducir la deformación del pozo de cimentación mejorar la estabilidad del fondo del pozo de cimentación y reducir la elevación del suelo en el fondo del pozo. El agua subterránea en esta estructura poblacional incluye principalmente: (1) La capa superior es agua estancada, ubicada de 3 a 4 m por debajo del suelo El acuífero es una capa de relleno artificial y capa de limo con permeabilidad débil (2) Sumergible, ubicada a 8-; 4 m bajo tierra 9 m. El acuífero es una capa de arcilla limosa y una capa de limo con permeabilidad al agua promedio (3) El agua presurizada se encuentra debajo de 12 m bajo tierra; El acuífero está formado por una capa de arcilla, una capa de arena limosa, una capa de arena medianamente gruesa y una capa de grava, con una fuerte permeabilidad al agua. La deshidratación del pozo de cimentación adopta el método de pozo tubular + pozo de filtración, y la deshidratación comienza 20 días antes de la excavación del pozo de cimentación. Durante las precipitaciones, observe y controle la seguridad de los edificios adyacentes y las tuberías subterráneas. Al mismo tiempo, se instala un pozo de recarga en el terreno fuera del pozo y se toman medidas de recarga cuando es necesario para garantizar la seguridad de los edificios circundantes.
3.4 Construcción del cerramiento del foso de cimentación
Se instala una estructura protectora de pilotes de hormigón moldeados in situ con un diámetro de 800 mm alrededor del foso de cimentación, con una separación de 1,0-1,2 m entre pilotes y refuerzo parcial en las esquinas. Los pilotes de contención se perforan con una perforadora rotativa y el hormigón se vierte bajo el agua mediante el método de conductos. Durante la construcción de perforación, para reducir la interferencia con los pilotes adyacentes y garantizar la calidad de los pilotes, se adopta el método de perforar orificios por cada tres pilotes (es decir, se construye un pilote por cada tres pilotes). La viga de corona conecta los pilotes de contención en un marco integral, de modo que todos los pilotes de contención formen un * * sistema de soporte de esfuerzos para resistir la carga lateral del suelo externo o la roca circundante. Una vez completada la construcción de los pilotes de contención, las vigas de corona deben excavarse inmediatamente y el concreto sobre los pilotes debe retirarse y limpiarse. Los refuerzos principales de los pilotes del cerramiento se anclan en la viga de corona. La viga de corona se vierte in situ con el mismo grado de concreto que los pilotes del cerramiento y se instalan placas de acero embebidas para cumplir con los requisitos de instalación del soporte de acero inferior. Después de excavar la tierra, se utilizan hormigón proyectado y varillas de anclaje entre los pilotes de retención para evitar que la tierra se caiga.
3.5 Elevación, inserción y plegado de pilotes de acero
Una vez superada la inspección, los pilotes de acero serán transportados hasta el muelle mediante dos juegos de vagones planos. Se permitirá apilar un máximo de cuatro capas en el orden de inserción del pilote. La diferencia de altura entre cada capa separada por patines no será superior a 10 mm. Las líneas centrales de los patines superior e inferior estarán en la misma línea vertical. , y el error permitido no será superior a 20 mm. Se insertan pilotes de acero utilizando El teleférico elevado transporta los pilotes de acero horizontal y verticalmente, transporta los pilotes de acero a la ubicación designada y luego usa dos ganchos para levantar el acero. Tablestacas para hacer que las pilotes de acero sean verticales. Retire los ganchos pequeños, muévalos a la posición de inserción e inserte los pilotes de acero en su lugar. Antes de izar, la cerradura se embebe con una mezcla de mantequilla y asfalto. Las abrazaderas curvas utilizadas para sujetar las placas de acero deben aflojarse una por una cuando se insertan en la cerradura. Las pilotes de chapa de acero se insertan en el fondo o en toda la ataguía pieza por pieza (grupo) (una ataguía rectangular puede ser un lado) y luego se insertan en la ataguía pieza por pieza (grupo). Generalmente, el lado aguas arriba de la ataguía rectangular se inserta primero y el lado aguas abajo se cierra. Hay tres órdenes de inserción para la ataguía circular de pilotes de chapa de acero, como se muestra en la Figura 1.
Como se puede ver en la figura. figura, A y B Hay un punto de cierre menos que C. El error acumulativo del punto B es mayor que C. Tanto A como B pueden verse afectados por el reflujo antes del cierre, lo que hace que las patas del pilote se muevan hacia afuera y dificulten el cierre. C se ve menos afectado por el reflujo, por lo que se utiliza en lugares con altos caudales. En el modo de inserción tipo A, la inserción es simétrica desde ambos lados hacia abajo. El número de inserciones en ambos lados es aproximadamente igual, con una diferencia máxima de 8 grupos. Cuando la verticalidad de las tablestacas de acero sea buena, hinque los pilotes hasta la profundidad requerida de una vez; cuando la verticalidad no sea buena, hinque los pilotes en dos pasos, es decir, hinque todos los pilotes hasta aproximadamente la mitad de la profundidad primero; y luego condúzcalos por segunda vez a la profundidad requerida.
3.6 Bombeo y taponamiento
Después de insertar las tablestacas de acero, la bomba se puede utilizar para la excavación. Al diseñar una ataguía de soporte, apóyela primero y luego bombee agua. Verifique si cada nodo está apretado y si la cuña entre la tablestaca y el marco guía está apretada para evitar accidentes causados por el bombeo. La velocidad de bombeo no debe ser demasiado rápida y los cambios en la ataguía deben observarse en cualquier momento. Cuando la cerradura no esté hermética y gotee agua, rellénela con algodón y al mismo tiempo retire una gran cantidad de aserrín o paja de la junta con fuga para que el agua pueda llevarla hasta la fuga y bloquearse. Cuando el pie del pilote tenga fugas, utilice el método de llenar el pie del pilote con bolsas de tierra y hormigón bajo el agua. Si la fuga del pie del pilote es causada por la permeabilidad al agua del lecho del río, el agua se puede detener inyectando mortero de cemento o sellador del fondo de concreto bajo el agua en la capa permeable.
3.7 Excavación del foso de cimentación y construcción del revestimiento
El revestimiento es una estructura de anillo de hormigón armado y se construye utilizando el método de construcción inverso. Los revestimientos varían en espesor. La excavación del pozo de cimentación debe realizarse de acuerdo con los principios de "simetría, zonificación, equilibrio y límite de tiempo", y el espesor de la capa debe ser el mismo que la altura de la capa de revestimiento (3 m/capa). Se adopta la "excavación en isla", es decir, primero se excava simétricamente el movimiento de tierras en el área circundante de 6 m y luego se excava el movimiento de tierras en el área central. De acuerdo con la secuencia de construcción de los segmentos de revestimiento, se determina la secuencia de excavación de cada área. La construcción del sistema de revestimiento se llevará a cabo inmediatamente después de que se excave el movimiento de tierras circundante, y la excavación del movimiento de tierras y la construcción del revestimiento en el área media se llevarán a cabo al mismo tiempo. Una vez que la resistencia del hormigón del revestimiento superior alcance el 80% de la resistencia de diseño, se excavará el movimiento de tierras circundante de la siguiente capa, y así sucesivamente, hasta el sótano. El pozo de cimentación se excava paso a paso de arriba a abajo.
Para garantizar buenas condiciones de construcción seca para la excavación del pozo de cimentación, antes de excavar cada capa de tierra, se inicia el pozo de drenaje en el pozo para drenar el agua subterránea en el pozo para garantizar que el nivel del agua en el pozo está 0,5 m más bajo que la superficie de excavación. Durante el proceso de excavación se utilizó tecnología de construcción basada en información y la Universidad de Tongji analizó los datos de monitoreo de manera oportuna para obtener la fuerza interna de la estructura de soporte y los parámetros mecánicos equivalentes del suelo. Según la fuerza interna y la deformación de la estructura, se juzga el estado de seguridad del pozo de cimentación. Al mismo tiempo, basándose en los parámetros mecánicos equivalentes del suelo, se predicen las tensiones y deformaciones de la estructura en el siguiente paso de construcción. Además, se puede utilizar un método de predicción de rodadura de varios pasos para predecir la deformación futura del pozo de cimentación, y se pueden hacer sugerencias para ajustar los parámetros de construcción en función de las señales de peligro reflejadas en la construcción para garantizar la seguridad de la excavación del pozo de cimentación. La práctica ha demostrado que la construcción basada en información es un medio poderoso para que las unidades de construcción y diseño comprendan el estado de seguridad estructural de manera oportuna, ajusten las técnicas de construcción de manera oportuna y garanticen la seguridad del proyecto.
3.8 Precauciones en la construcción
(1) La precipitación en la construcción no debe ser demasiado rápida. Durante el proceso de precipitación, se debe fortalecer el monitoreo de los edificios circundantes, las tuberías y los asentamientos superficiales. La excavación de tierras debe realizarse bajo la guía de monitoreo del nivel del agua.
(2) Durante la construcción, preste atención a la gestión del agua alrededor del pozo de cimentación, fortalezca la observación de fugas en las tuberías y corte los canales de suministro de agua alrededor del pozo de cimentación. Si hay fugas en la pared del pozo de trazado, se debe identificar la causa para evitar una lechada ciega.
(3) Durante la construcción, la carga alrededor del pozo de cimentación debe controlarse estrictamente. El apilamiento está estrictamente prohibido dentro de los 2 m alrededor del foso de cimentación, y la carga de apilamiento debe controlarse dentro de 1,4 veces la profundidad del foso alrededor del foso de cimentación.
(4) La excavación de tierra debe realizarse simultáneamente con el montaje del soporte, y la excavación debe realizarse en capas de acuerdo con los requisitos de diseño. Está estrictamente prohibido realizar excavaciones excesivas o insuficientes. La longitud de la sección de excavación debe determinarse razonablemente en función de la profundidad y la pendiente del pozo de cimentación y no debe ser demasiado larga. Cuando se excava el pozo de cimentación hasta la elevación de diseño, se debe verter hormigón acolchado inmediatamente para reducir aún más el valor de deformación del pozo de cimentación. El hormigón base debe estar terminado en un plazo de 5 a 7 días, y la construcción de las correspondientes capas estructurales debe mantenerse en el tiempo para establecer un sistema de equilibrio de tensiones permanente y controlar fundamentalmente la deformación del foso de cimentación.
(5) Fortalecer el monitoreo de la construcción y captar la estabilidad, la seguridad y el efecto de soporte de la pendiente para que los parámetros de diseño y el plan de construcción del pozo de cimentación se puedan ajustar en cualquier momento para garantizar la seguridad y confiabilidad de la cimentación. fosa.
4. Resumen
En la construcción del pozo de cimentación profundo de este proyecto, se adoptaron medidas técnicas razonables y una gestión de construcción estricta, y se utilizó tecnología de la información para el seguimiento de la construcción. construcción Se lograron buenos resultados, garantizando la finalización sin problemas del pozo de cimentación profundo y la seguridad del entorno circundante. A partir del análisis de la situación de la construcción, en comparación con otros métodos de soporte de pozos de cimentación, no solo ahorra grandes costos, sino que también tiene una eficiencia de trabajo obvia. La tecnología de soporte de pilotes de chapa de acero está madura, el proceso es simple, el período de construcción es corto, el costo es bajo y es civilizado. Tiene las características de alta resistencia, combinación estrecha, buen rendimiento de retención de agua, velocidad rápida y. económico y razonable.
La capa aluvial del Holoceno Cuaternario se divide en las siguientes subcapas de arriba a abajo: ① Capa de suelo arcilloso; ② Capa de suelo limoso; ③ Capa de arena limosa; capa de arena fina; ⑥ capa de arena media; ⑦ capa de grava redonda. Entre ellos, el espesor total de la capa ①-③ es de 11,24 a 22,23 m, el suelo cohesivo y la marga son en su mayoría plástico blando y plástico fluido, y la capa de limo es extremadamente suelta, la capa 4 tiene un espesor de 4,85 a 17,22 m, suelta; y denso. ⑤El espesor total de esta capa y las inferiores es de 18,66 a 31,33 m, denso y denso. Areniscas arcillosas, conglomerados y areniscas totalmente meteorizadas y fuertemente meteorizadas, con un espesor de 2,85-9,3 metros. El limo arcilloso y la marga son capas débilmente permeables y relativamente impermeables al agua; el limo, la arena fina y la grava son capas altamente permeables al agua y la arenisca son capas débilmente permeables e impermeables al agua; El agua de las fisuras del lecho rocoso tiene una cierta capacidad de carga.
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