U型槽三篇

2024-05-08

U型槽篇1

1工程概况

本项目为辽阳市中心城区中的一条次干道—小庄街, 为单块板式断面, 新建工程。本次设计的起点为胜利路, 终点为铁西路, 道路全长766. 308m, 其中291. 097m为U型槽段, 118. 903m为既有框构桥段, 其它为道路段, 规划道路红线宽32m。该路段与长大铁路和哈大快客线路垂直相交, 铁路部门已为小庄街的下穿预留了三孔式框构桥, 其边墙和中墙宽度均为1. 0m, 边墙间净宽为28. 90m, 机动车道限高4. 9m, 非机动车道限高3. 5m。

框构桥西侧U型槽长123. 127m, 东侧U型槽长167. 970m, 每隔20. 0m设一道沉降缝, 道路最低点设于框构桥东侧的出口处, 也是U型槽的集中排水点。

本文仅针对小庄街项目中U型槽的防水和排水设计进行介绍和分析, 其结构设计部分, 在此不予赘述。

2地质条件

2. 1岩土特征

场地范围内, 基岩埋藏较深, 第四系覆盖层较厚, 钻探所揭示的地层厚度、岩性特征等由上而下予以描述:

杂填土: 杂色, 厚0. 5 ~ 1. 5m, 由粘性土夹角砾碎石及建筑垃圾等组成, 稍湿, 松散。

粉质粘土: 分布广, 褐色, 厚0. 8 ~ 1. 6m, 软塑~硬塑, 稍有光泽, 无摇振反应, 强度中等, 韧性中等。基本承载力 δ = 150k Pa。

中砂: 黄褐色, 纯净, 饱和, 中密, 厚2. 5 ~ 3. 5m。基本承载力 δ = 350 k Pa。

粗圆砾土: 分布广, 黄褐色, 潮湿至饱和, 中密, 厚度超过5. 0m, 一般粒径20 ~ 60mm, 最大粒径>100mm, 主要成份多为岩浆岩和变质岩, 孔隙由粗砂填充。基本承载力 δ = 500k Pa。

2. 2水文信息

场地范围内, 地下水的基本类型为潜水型地下水, 存于中砂和粗圆砾土中, 由大气降水和地下径流补给, 一般初见水位深度3. 7 ~ 5. 80m, 稳定水位在地面下3. 3 ~ 4. 5m, 绝对高程为16. 82 ~ 15. 62m, 高于路面设计标高。

根据调查资料显示, 2010 年铁路框构桥施工时测量地下水位深度为3. 0 ~ 3. 8m, 水位年变化幅度1. 0 ~ 2. 0m。设计时应按最高水位进行计算。另外, 杂填土层含季节性上层滞水。水量、水位变化不均, 季节性影响较大。取水样化验表明, 该地下水无腐蚀性。

3防水设计

3. 1防水系统

U型槽主体结构长期处于地下水位以下, 其防水设计直接影响结构本身的坚固性和耐久性。防水应以“经济合理, 多重设防”的原则进行设计。

U型槽防水设计主要包括主体结构防水和细部构造防水两项, 其中主体结构防水主要是通过采用防渗混凝土解决, 细部构造防水主要包括缝隙防水和管线防水。缝隙防水主要是指沉降缝和施工缝的防水处理, 管线防水主要是指路面最低处横穿U型槽边墙的排水管线和纵向穿过端隔板的其它管线的防水处理。

本工程主体结构采用C30 防水混凝土就地支模浇筑, 根据《地下工程防水技术规范》GB 50108 -2008 中相关规定, 确定本U型槽的防水等级为二级, 不允许漏水, 混凝土抗渗等级P6。底板下部素混凝土垫层标号为C20, 厚度应为15cm。

施工缝通常采用企口式, 并应保证距离U型槽底板上边面1. 0m以上。本设计仅对边墙施工缝进行防水处理, 中心涂抹遇水膨胀密封胶, 迎水面粘贴预铺式冷自粘防水卷材。中墙不涉及任何防水处理。

本工程主要针对横穿U型槽边墙的排水钢管进行防水处理, 设计采用B型柔性防水套管作为主要的防水装置, 迎水面辅以遇水膨胀密封胶 ( 聚硫密封胶、聚胺酯密封胶) 进行嵌缝阻防。其它管线的防水可参考此方案进行处理。

做好防水处理是相当困难的一件事, 需要多方的努力和配合, 每个环节都不能出现任何闪失。缝隙防水和管线防水是整个防水体系中最为薄弱的两个环节, 且管线防水又很容易被忽视。关于沉降缝防水, 详见“传统防水”和“多重防水”。

3. 2传统防水

传统防水设计多采用单层或双层防水, 单层防水主要采用PE1 - 127 型中埋式橡胶止水带进行防水, 双层防水是在单层的基础上在迎水面增加一道预铺式防水卷材 ( SBS胎基) 进行封堵, 详见图2。

理论上单层防水是完全可以满足沉降缝的防水要求的, 但理论和实践是存在一定差距的, 受施工能力和使用环境等条件的制约, 要想达到设计的理想化状态几乎是不可能的, 也就是说我们无法保证所有橡胶止水带在施工及使用过程中不会出现任何的破损, 一旦橡胶止水带在某一环节出现任何微小的漏点将导致整个防水系统崩溃, 且不可逆。

工程实践证明传统防水设计出现漏点的现象还是有一定比例的, 没有人可以确保沉降缝处一定不会出现漏点, 但我们可以通过其它方式来提高其防水能力和防水概率。

3. 3多重防水

多重防水是利用多种高性能防水材料, 发挥其各自优点增加防水概率的一种综合性防水设计。与传统防水设计相比多重防水的性能更强效果更好。本工程采用的就是多重防水设计, 详见图3。

由图3 我们可以看到主防水结构仍然是橡胶止水带, 但同时增加了4 道辅助防水层, 为提高其防水概率有时可能会更多。图中预埋注浆管用于混凝土养护结束之后的注浆防水, 本工程选用的是聚胺酯注浆液。

由于本工程既有框构桥采用的是预制箱涵, 顶推就位的施工工艺, 因此不能采用双肢止水带, 只能采用单肢型止水带, 单肢埋于U型槽底板及边墙内, 靠橡胶孔的挤压变形来达到止水的目的。其它辅助防水层均可按图3 顺利施工。

4排水设计

4. 1排水系统

U型槽的排水设计直接关乎路面结构的稳定性和耐久性, 从而影响交通的安全性和顺畅性。整个排水系统由泄水管、盖板明沟、横向排水管、集水池和雨水泵站组成。也就是说我们要将所有流入U型槽内的雨水最终全部排入集水池, 由雨水泵站将其快速提升排走, 且边入边排。本项目泄水管设在U型槽中墙压顶内, 盖板明沟设在U型槽中墙和机动车道相交处, 横向排水管设在框构桥东侧道路最低点处的路基内, 集水池及雨水泵站设在U型槽北侧距离边墙20. 0m处。

4. 2排水过程

按照“减入增出, 明暗结合”的原则, U型槽两侧端隔板外侧路面应设置成反坡, 尽可能地减少雨水流入U型槽内的体量, 有利于减轻雨水泵站的排水压力, 加快排水速度, 必要时还可适当减小泵站规模, 经济合理。

流入U型槽内的雨水包括人行道雨水、非机动车道雨水及机动车道雨水, 人行道和非机动车道雨水顺横坡流向中墙, 通过设置在压顶内的泄水管排入机动车道, 机动车道雨水及汇入的人行道和非机动车道雨水一同流向铸铁盖板明沟, 雨水流入明沟后通过两根D400 横向排水钢管排入集水池, 最后由泵站内的潜水泵抽排至既有市政排水系统内。

道路管养部门要定期特别是汛期来临前务必做好安全检查工作, 及时清理U型槽内盖板明沟、横向排水管以及集水池内垃圾以免堵塞积水, 导致雨水泵站无法正常工作, 造成不必要的损失。

5注意事项

( 1) 施工U型槽底板垫层前应采取一定的排水措施 ( 本工程在基坑外缘布置管井降水) 进行降水, 使地下水位始终保持在垫层以下0. 5m, 直到边墙墙背填料及上部道路基层施工结束后方可停止降水作业。

( 2) 橡胶止水带必须符合国家技术标准《高分子防水材料第二部分止水带》GB18173. 2 - 2000中的相关规定。

( 3) 橡胶止水带在搬运、安装过程中, 不得损坏, 如有破损, 禁止使用。止水带位置应端正, 其中心线应与沉降缝中轴线重合, 防止扭曲、偏斜、被钢筋等割破。底板止水带下的混凝土及边墙止水带外侧的混凝土均应特别注意捣固密实, 保证无空隙, 以免漏水。

( 4) 橡胶止水带的安装应严格按照图纸施工, 沉降缝宽度不得超过3. 0cm, 以防止止水带起不到止水的作用。

( 5) 边墙橡胶止水带的最高点应高于丰水期最高地下水位线, 以保证地下水不能从止水带上方溢出。

( 6) 要保证U型槽基础的压实度, 避免发生不均匀沉降而拉裂止水带, 使其失去止水作用。

6结语

本次设计的小庄街U型槽部分已全部施工完毕, 但道路部分尚未竣工通车, 所以其防排水能力和使用效果还有待进一步的观察和研究。

以往我们都把注意力集中在了U型槽的主体结构上, 而忽视了其防排水设计。大量工程实例表明, 几乎所有出现问题的U形槽项目均为防水处理不当或排水不畅所致, 与结构无关, 望同行们引以为戒。随着U型槽结构的逐步推广和应用以及实践经验的不断积累, 其防排水设计将得到进一步的提高和完善, 从而形成一整套统一的设计规范, 更好地为城市交通服务。

摘要：U型槽以其结构简单稳定、施工方便, 并可有效挡土及抑止地下水保持路堑干燥等优点而得到广泛应用和认可。结合辽阳市实际工程项目, 对U型槽的防水和排水设计进行了全面细致的介绍和分析, 提出了“多重防水”及“管线防水”等一些关于U型槽防排水设计方案, 以期为同行提供参考。

关键词：U型槽,防水设计,主体防水,细部防水,排水设计,雨水泵站

参考文献

[1]张建军, 才西月.槽式挡土墙在城市地道桥引道上的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报, 2003, 5 (2) :6-7.

[2]费文燕.下穿立交引道中U型槽结构设计与分析[J].路基工程, 2015 (5) :151-152.

U型槽篇2

【关键词】U型槽；水泥土搅拌桩；综合处理；饱和黄土深路堑

1、概述

工点位于锦州至赤峰铁路DK250+980-DK251+080段长100m，线路中心最大开挖深度20.26m，设计为封闭式路堑。工点所处地貌为固定沙地及沙丘，地形略有起伏，地下水为第四系细圆砾层中微承压水，水位标高535.49m～540.89m，涌水量大。施工中采用了混凝土U型槽施工工艺，在路基开挖至一级平台处，采用管井降水，自基底以下实施6.0m桩长的水泥土搅拌桩，横向设96排，路基基底封闭宽度为15.2m，地基处理完毕后设3.0m高C35钢筋混凝土U型槽结构进行封闭，U型槽7.5m一节。

水泥土搅拌桩采用深层搅拌法施工，成桩直径0.5m，间距1.2m，正三角形布置。

2、施工方案

2.1 施工顺序

该U型槽工点是利用管井降水，排除开挖地段路堑的水源，土体开挖后，即刻进行水泥土搅拌桩施工，地基加固后立即进行混凝土施工，及时回填两侧开挖的部分。

2.2 施工关键工序及注意事项

2.2.1 设置观测桩

边坡沿线路方向每隔50m设置监测断面，每个断面分别于路堑边坡的侧沟平台、边坡平台、堑顶以及堑顶外10m设置观测桩。

2.2.2 天沟开挖施工

根据现场进行测量放线,施作天沟拦截地表水,防止开挖过程中地表水流入开挖区,影响边坡的稳定。

2.2.3 开挖一级平台以上路堑

挖除U型槽以上路堑土方，在保证施工时边坡稳定。

2.2.4 管井降水

在路堑两侧一级边坡平台施作管井，沿槽两侧间距35m呈直线形式布置。管井开孔45cm，滤管采用内径25cm，外径33cm的无砂混凝土滤水管。每座管井内放置一台25m3/h离心式水泵，专人负责抽水，防止施工场地积水，保证桩基顺利施工。

2.2.5 水泥土搅拌桩施工

⑴施工准备工作。开工前，进行现场试验，选择最优水泥浆液配比，确定材料用量；按设计要求，布置孔位，并复核无误；深层搅拌桩机、灰浆搅拌机、灰浆泵等机具就位并进行调试，保证正常工作。

⑵在槽内整平场地，按设计要求标识孔位，成正三角形。桩位偏差不大于50mm。

⑶搅拌机就位，调平，钻杆垂直偏差不超过1.5%。

⑷试桩。在现场进行工艺性试验，确定主要工艺参数。

⑸施工时，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，用输浆胶管将储料罐砂浆泵与深层搅拌机接通，开通电动机，搅拌机叶片相同而转，借设备自重，以0.38～0.75m/min的速度沉至要求的加固深度；再以0.3～0.5m/min的均匀速度提起搅拌机，与此同时开动砂浆泵，将砂浆从深层搅拌机中心管不断压入土中，由搅拌叶片将水泥浆与深层处的软土搅拌，边搅拌边喷浆直到提至地面，即完成一次搅拌过程，用同法再一次重复搅拌下沉和重复搅拌喷浆提升至设计停浆面，即完成一根柱状加固体，关闭搅拌机、清洗，桩机移至下一根桩。

2.2.6 注意事项

⑴施工时设计停浆面一般应高出基础底面标高0.5m，在基坑開挖时，应将高出的部分挖去。

⑵施工时因故停喷浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m。待恢复供浆时，再喷浆提升。

⑶壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h，如间歇时间过长，应采取局部补桩、注浆等措施。

⑷搅拌桩施工完毕应养护14d以上才可开挖。基坑基底标高以上300mm，应采用人工开挖。

⑸施工前应确定灰浆输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。

⑹所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。

⑺当水泥浆液达出浆口后应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。

2.3 U形槽施工

2.3.1 基坑开挖

待搅拌桩施工完毕应养护15d时开挖预留厚土层，最大开挖长度不超过20m。当观测桩位移达到3cm时，放慢开挖速度，观测桩位移达到5cm时应停止施工，并及时采取相应措施。

2.3.2 基底处理

于底板以下施作0.1mC20素混凝土找平层，找平层下铺设0.4m厚碎石；同时在每节底板中间垂直线路方向设0.3m厚、0.5m宽的凸榫，与底板一体浇筑，以增强机构抗滑性。

2.3.3 模板制安

采用大块组合钢模板，板厚5mm，长2.0m，宽1.0m，横竖成缝进行拼装，相邻模板间采用螺栓连接。拼缝间加垫橡胶条或双面胶，大块模板周边设角钢，内肋采用扁钢进行加固，两侧模板采用桁架进行支撑，共计6道，相邻间采用钢管扣件连接，为防止伸缩缝处二次浇筑出现错台，施工时，不拆边墙衔接处的模板，继续安装下一节模板，端头模板采用聚苯板，外贴定型钢模板，并进行支撑。

2.3.4 混凝土施工

按照规范要求对水泥、钢材和砂石料等进行试验检验，施工中混凝土采用搅拌站集中拌和，罐车运输，插入式振捣器捣实的浇筑方法。施工前，在端模进行无缝钢管预埋。首先，按穿销设计位置在端模上预留孔位，穿销穿入预留孔，穿销与模板预留孔间要密贴，并用双面胶粘贴，防止漏浆。预埋长度按设计要求，预埋端与边墙钢筋焊接牢固，以确保穿销位置的准确性，无缝钢管空隙涂黄油后用沥青麻筋伸入钢管内，伸缩缝处用沥青麻筋裹紧钢管，钢管端2cm处封死。

2.3.5 防水处理

边墙及底板伸缩缝宽度为2cm，伸缩缝采用外贴式塑料止水带、中埋式橡胶止水带、聚苯板等；边墙背后通铺EVA防水板（1.5mm厚）。防水是U形槽结构的难点，是本工程成败的关键，所以采用以下措施进行控制：

⑴安装止水带：按结构物周长，分别截取整条止水带，尽量避免接头，使两条止水带各自形成一U型封闭体系。预埋在底板时用木板夹紧，在边墙时采用定型钢模板固定。中埋式橡胶止水带中间空心圆环应与变形缝的中心重合，水平加固采用专用钢筋套，1.0m1个，转弯处采用直角圆弧状专用配件。浇筑混凝土时，对止水带处的振捣应特别注意，止水带不得移动和破坏，止水带下的混凝土应予以捣实。

⑵伸缩缝：拆模后清除槽体内杂物，在伸缩缝内填塞聚苯板，确保填缝紧密、平直。嵌缝内铺设隔离纸后，采用聚硫密封胶随用随时混合、密封，施工时注意确保界面清洁、混胶均匀。

⑶防水板：采用无钉铺设，铺设完毕后，再回填细砂作为保护层。接缝采用搭接热压焊，搭接长度不得小于15cm。

2.3.6 路面混凝土

采用定型钢模现场浇筑，平板振捣器捣实。电缆槽、侧沟盖板集中预制，人工安装。

2.3.7 渗漏水处理措施

该地段中的圆砾土地层最容易引起地下水渗漏，基坑开挖完毕如发现地面部位有地下水漏水时，采用采用Φ130mm钻机向下钻孔，并根据不同出水情况分别注入水泥浆或水泥水玻璃双液浆。钻孔先选定在搅拌桩咬合部，孔位呈梅花形布置，钻孔后注浆。渗水时，先进行凿平、清理、冲刷后，再采用防水砂浆（加早强速凝剂）抹平、喷防水涂料进行堵漏。未处理之前不可进入下一道工序。

3、质量检验及控制

3.1 水泥土搅拌桩质量检验及控制

3.1.1 水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点是：水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数、深度、停浆处理方法等。

3.1.2 水泥土搅拌桩的施工质量检验采用以下方法：成桩7d后，采用浅部开挖桩头［深度宜超过停浆（灰）面下0.5m］，目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查数量为总桩数的5%；成桩3d后，可用轻型触探（N10）检查每米桩身的均匀性。检查数量为总桩数的1%，且不少于3根。

3.1.3 竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验。

3.1.4 载荷试验必须在桩身强度满足试验载荷条件时，并宜在成桩28d后进行。检查数量为总桩数的0.5%-1%，且每项单体工程不应少于3点。

3.1.5 对相邻桩搭接要求严格的工程，应在成桩15d后，选取数根桩进行开挖，检查搭接情况。

3.1.6 基槽开挖后，应检查桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，应采取有效补强措施。

3.2 混凝土质量检验及控制

认真审核水泥出厂合格证、水泥试验报告、钢筋出厂合格证、钢筋试验报告、粗细骨料试验报告、水分析实验报告及外加剂试验报告等质量文件，合格方可进场使用，施工前对混凝土配合比选定单、模板拼接、拉筋设置以及止水带、防水材料应仔细检查、校核，确保无误后，开始进行施工。

4、安全措施

所有施工人员上岗前必须进行岗前培训和安全教育，获得《安全操作合格证》后，持证上岗。