井塔变形分析及注浆控制技术
Serial No．511November．2011
现代矿业
MODERN MINING
总第511期2011年11月第11期
刘自成（1968—），男，工程师，
261442山东省莱州市。井塔变形分析及注浆控制技术
刘自成
1
廖小康
2
刘大兵
1
李国栋
1
（1．山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿；2．北京科技大学土木与环境工程学院）
摘
要
三山岛金矿自矿井投产以来，新立副井井塔出现了持续不均匀的沉降变形，目前累计
变形量超过160mm ，严重影响了矿井生产和安全。通过采用新型的高压旋喷桩注浆技术，有效的
控制了井塔的变形。2010年以后，井塔变形速率为0．02mm /d ，达到了地基沉降稳定的控制标准，取得了预期的效果。
关键词
井塔变形
高压旋喷注浆
地基处理
三山岛金矿新立矿区位于莱州市三山岛镇新立
村西南，北距三山岛镇1．5km ，南距仓上金矿4．5km 。新立矿区于2005年底建成投产，设计生产能力1500t /d 。为适应市场经济发展的需要，实现做大做强的战略目标，公司决定扩大生产规模与产
能，
将生产能力扩大至6000t /d 。该矿区属于海底开采，矿区采用主副井联合开拓系统。其中副井井筒净直径4．5m ，井深695m ，内配罐笼平衡锤，承担人员材料、设备的提升任务。井位坐标：X =4139928．00，Y =40494693．00．新立副井井塔自矿井投产以来，出现了持续不均匀的沉降变形，目前变形量超过160mm ，严重地影响矿井生产和安全，
对该井塔的变形机理分析及进行有效地控制研究日益迫切。
1
井塔变形监测分析
1．1
竖井及井塔施工
新立矿区副井井筒穿过的地层自上而下为：第四系、胶东群变质岩及中生代花岗岩。其中第四系地层为粗砂砾石层、粉土黏土层和含粗砂的中砂层。由于该矿地质及水文条件复杂，建设单位采用了冻结法施工，井筒冻结深度为55m ，冻结参数见表1。
表1
井筒冻结设计参数
井筒净直径/m 井筒掘进
直径/m
冻结深度/m 冻结孔布置圈直经/m 冻结孔个数
/个4．55．8
55
8．326冻结壁厚度/m 冻结盐水温度/?冻结壁平均温度/?试挖时间
/d 标准制冷能力/（GJ /h ）
0．7
－25
－10
39
4．2
副井井塔基桩采用钻孔灌注桩，整个基础的布
置分为9组，共33根，单桩承载力设计值为
4000kN ，桩身直径1000mm ，桩长25m 的9根，桩
长30m 的18根，桩长35m 的4根，36m 桩长的1根，
14m 桩长1根。设计桩身的混泥土强度等级为C20，属于摩擦端承桩。井筒位于桩基础中心的东北方向。
1．2井塔沉降因素分析
影响冻土融沉性的主要因素有土质、干容重和
含水（冰）量［1］
。①土质，相同含水条件下，沙土的融沉系数小，黏土的融沉系数大；②在非饱和状态，随干容重增大融沉系数增大，当冻土在饱和状态，则随干容重的增加融沉系数减小；③含水量大，融化带来的体积收缩量就大，而且大含水量特别是饱和及过饱和状态的冻土融化后，由于融化水的排除将引起更大的沉降。
地面沉降的产生机制有内因和外因。抽取大量地下水是产生地面沉降的外因，松散未固结土层的存在是地面沉降产生的内因。疏水范围之内的岩土层因为释水而压密固结引起其上部岩土体沉降，上覆土层在自重力的作用下依次产生向下的移动和弯曲变形，延伸到地表便会产生大面积的地表塌陷沉降。
根据沉降曲线（见图1）可以发现，井筒施工结束冻结停机后，随着大气温度增高，冻结圈与外界热交换增多，开始解冻，在井塔重量作用下，井塔塔基持续下降，在800d 的时候，井塔基础沉降值在86 95mm ，接近900d 时，随着冻结圈的快速解冻，井筒出水量大，含水层水位下降，地层压缩，井塔基础下沉较大。
在偏心荷载的作用下，桩基础的沉降量为181mm ，最大沉降量在西北方向。与沉降曲线对比可以发现，造成沉降的最主要因素为冻土融化而引
11
图1累计沉降量观测值点线图
◆—ES ；■—EN ；▲—WS ；●—WN ；
?—井塔主体
起的土融沉。土质、容重和含水量不同，土的融沉系
数不同，
各个位置的冻土融化情况不一致，加上偏心荷载的影响，造成了井塔的不均匀沉降。
1．3塔基沉降监测
在矿井井塔沉降治理的过程中，为客观反映矿井井塔的沉降趋势，在井塔的东南（ES ）、东北
（EN ）、西南（WS ）、西北（WN ）4个方向设置了监测点，通过7a 11个月的监测，得到井塔沉降值（见表2）。
表2
井塔沉降观测数据表
日期天数
ES
高程/m 沉降量/mm
EN
高程/m 沉降量/mm
WS
高程/m 沉降量/mm
WN
高程/m 沉降量
/mm 井塔主体
沉降量/mm 2002-11-2105．65405．79805．741805．6992002003-01-10495．6444－9．65．788－105．732－9．85．6897－9．5－9．72003-07-242435．622－325．7648－33．25．7079－33．95．6666－32．6－32．92003-11-093485．6195－34．55．7524－45．65．7015－40．35．6594－39．8－402004-04-094985．6101－43．95．7417－56．35．6804－61．45．6369－62．3－562004-08-066155．5917－62．35．7299－68．15．6637－78．15．6161－83．1－72．92004-12-167455．5831－70．95．7162－81．85．6461－95．75．5953－103．9－88．12005-04-128615．5557－98．35．6913－106．75．6049－136．95．5558－143．4－121．32005-08-039725．5517－102．35．6903－107．75．6002－141．65．5518－147．4－124．72005-12-1211015．549－1055．6865－111．55．5963－145．55．5483－150．9－128．52006-04-1012195．5469－107．15．6838－114．25．5918－1505．5447－154．5－131．82006-07-1113105．5457－108．35．6826－115．45．5889－152．95．5441－155．1－1332006-10-1614055．5449－109．15．68－1185．5868－1555．5418－157．4－134．92007-03-2315625．5441－109．95．6806－117．45．5838－1585．5354－163．8－137．32007-11-0217815．5432－110．85．6799－118．15．5819－159．95．5289－170．3－139．82008-07-0820275．5368－117．25．6736－124．45．5802－161．65．5259－173．3－144．12009-03-0422635．5396－114．45．6761－121．95．5819－159．95．5193－179．9－1442009-11-0425035．5407－113．35．6778－120．25．5713－170．55．5119－187．3－147．82010-05-2827075．5315－122．55．6739－124．15．5629－178．95．5044－194．8－155．12010-07-0427435．5312－122．85．6726－125．45．56－181．85．5037－195．5－156．32010-09-1628155．5306－123．45．6707－127．35．5577－184．15．5019－197．3－1582010-11-16
2875
5．5313
－122．7
5．6712
－126．8
5．5579
－183．9
5．5017
－197．5
－157．7
2增强型高压旋喷桩技术
注浆技术目前已成为我国岩土工程技术领域的一个重要分支，具有施工设备简单、损耗少、工期短、投资少、见效快，对环境影响小、施工中产生的噪声和振动小，在狭窄的场地和矮小的空间均可施工，加固深度可深可浅、易于控制等优点
［2］
。
增强型高压旋喷桩技术是将静压注浆技术和高压旋喷注浆技术进行时序结合，从而发挥两种注浆技术各自优势的一种新注浆技术
［3］
。将增强型高
压旋喷桩技术应用到地基加固中，既能充分发挥两种注浆加固技术的优点，又能达到最大适用范围和最佳处理效果。2．1
增强型高压旋喷桩技术的施工顺序
①注浆钻孔：对须处理的井塔地基先钻穿；②建
立空口注浆装置：孔口注浆装置通过预埋设的方法
固定在注浆孔口，采用水泥浆或者水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的空隙固定密封；③高压旋喷注浆：在孔口注浆装置埋设1d 后，将注浆管分段插入孔底，按从上向下的方式高压旋喷注浆，为了减小井塔的附加沉降，宜采用单管旋喷注浆，下钻时尽量快速并且尽量使用小压力水流喷水；④静压注浆：高压注浆结束后，封住孔口进行静压注浆，扩大浆液的注入范围，防止旋喷固结体收缩，增加旋喷体与原基础结合的紧密性，静压注浆在开始时宜采用较稀的浆液和较低的注浆压力，然后逐渐增加注浆压力和浆液浓度，直至达到设计注浆量和注浆压力为止；⑤封孔：静压注浆结束后，如果注浆孔口有冒浆，需对孔口进行封闭处理。
1
11刘自成廖小康等：井塔变形分析及注浆控制技术2011年11月第11期
注浆顺序见图2。
图2增强型高压旋喷注浆施工顺序
2．2浆液材料及施工工艺
（1）注浆浆液材料。采用水泥浆为主，对既有建筑物地基加固注浆时一般采用425#早强型硅酸盐水泥。为了获得较高的固结体强度，采用高标号的525#普通硅酸盐水泥。速凝剂采用水玻璃，水玻璃加量为水泥用量的2%，早强剂为氯化钙和三乙醇胺，加量为水泥用量的2%。
（2）注浆主要施工工艺参数（见表3）。
3治理效果监测
井塔沉降治理前，沉降持续发展，平均沉降速度达0．12mm/d，累计沉降量达160mm，表现为向西
表3注浆施工工艺参数
旋喷注浆
压力
/MPa
旋喷提升
速度
/（cm/min）
喷射旋转
速度
/（r/min）
静压注浆
压力
/MPa
浆液水灰比
旋喷
注浆
静压
注浆20102031?10．6?1
北方向倾斜。开展治理工作之后，通过监测数据（表2）发现，至2008年以后，井塔的沉降速度减缓，并且趋于平稳。2010年以后，平均沉降速度在0．02 mm/d以下。
根据《建筑变形测量规范》（jgj8-2007）对于沉降稳定的控制指标，使用最后100d的沉降速率小于0．01 0．04mm/d作为稳定指标，目前副井井塔已经趋于稳定，能满足安全生产的要求，井塔沉降治理取得了预期的效果。
4结语
由于井塔加固的施工环境及井塔地基特定的地层条件，目前一般的地基加固技术难于满足有效控制井塔变形的要求，增强型高压旋喷桩技术是高压旋喷和与静压注浆相结合的地基处理新技术，能充分发挥两种地基处理技术的优点，有效提高桩体和地层的承载能力，在适合的条件下可以推广应用。
参考文献
［1］吴世明．土动力学［M］．北京：中国建筑工业出版社，2000．［2］叶观宝．地基加固新技术［M］．北京：机械工业出版社，1999．［3］王道富．旋喷注浆法在上海地铁建设中的应用［J］．岩土工程界，2002，5（8）：42-44．
（收稿日期2011-07-22
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
）·记者在线·
湖南制定最新稀土产业发展规划
据悉，未来5a，湖南省将投资50亿元重点推进十大稀土产业项目，力争到“十二五”末，实现稀土产品年销售收入300亿元以上，并带动上下游相关产业形成千亿元的规模。
湖南是稀土资源大省和技术强省。据勘探，可用于工业生产的稀土矿种在湖南几乎都能找到，其中，褐钇铌矿为湖南特有，保有储量居全国首位；离子吸附型稀土矿储量居全国第四位；轻稀土矿储量居全国第五位。在稀土开发利用方面，有十多家具有一定规模的稀土金属开采、冶炼、分离专业企业，同时拥有湖南稀土金属材料研究院、中南大学等一批科研院所，初步形成了包括矿山采选、冶炼分离、新材料开发及应用的完整产业体系。
据最新制定的稀土产业发展规划，未来5a湖南省将重点支持稀土资源勘查和开采、稀土资源加工利用等十大项目，形成布局合理、协调发展、集约增长的稀土产品产业化与研发体系，建成国内领先的稀土产品深加工基地和稀土功能材料及器件应用基地。
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总第511期现代矿业2011年11月第11期
焊接变形的分析与控制
焊接变形的分析与控制 随着我国钢结构产业的高速发展，焊接技术在钢结构工程中得到大量的应用，焊接工件尤其是厚板件的变形现象也成为人们密切关注的焦点。 在焊接过程中，焊接残余应力和焊接变形会严重影响制造过程、焊接结构的使用性能、焊接接头的抗脆断能力、疲惫强度、抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂能力。焊接变形在制造过程中也会危及外形与公差尺寸、接头安装偏差且增加坡口间隙，使制造过程更加困难，当出现题目时还需采取一些费时耗资的附加工序来进行弥补，不仅增加本钱，还可能出现由此工序带来的其他不利因素。因此，要得到高质量的焊接结构必须对这些现象严格控制。焊接应力分析 熔化焊接时，被焊金属在热源作用下发生局部加热和熔化，材料的力学性能也会发生明显的变化，而焊接热过程也直接决定了焊缝和热影响区焊后的显微组织、残余应力与变形大小，所以焊接热过程的正确计算和测定是焊接应力和变形分析的条件。因此在焊接过程的模拟研究中，只考虑温度场对应力场的影响，而忽略应力场对温度场的作用。同时，非线性、瞬时作用以及温度相关性效应等也会妨碍正确描述在各种情况下产生的残余应力，并使同一系统化的工作很难完成。为使其简单化，实际中常用焊接性的概念作为一种分类系统，将焊接分解为热力学、力学和显微结构等过程，从而降低了焊接性各种现象的复杂性。图1所示的工艺基础将焊接性分解为温度场、应力和变形场以及显微组织状态场。这种分解针对焊接残余应力和焊接变形的数值分析处理很有价值。 在狭义上，焊接性又可理解成所要求的强度性能。影响强度性能的主要因素又包括化学成分、相变显微组织、焊接温度循环、焊后热处理、构件外形、负载条件以及氢含量等。因此可将图1扩展成图2以夸大相变行为的影响。其中，图1和图2中的箭头表示相互影响，实箭头表示强烈的影响，虚箭头表示较弱的影响。显微组织的转变不仅决定于材料的化学成分，也决定于其受热过程（特别是与焊接有关的过程），特别是它在焊接接头的热影响区和熔化区的影响更加引人留意。
焊接变形控制方法
1、利用反变形法控制焊接变形 为了抵消和补偿焊接变形，在焊前进行装配时，先将工件向与焊接变形相反的方向进行人为的变形，这种方法称为反变形法。反变形法是生产中最常用的方法，通常适用于控制焊件的角变形和弯曲变形。 2、用刚性固定法控制焊接变形 利用夹具、支撑、专用胎具、定位焊等方法来增大结构的刚性，减小焊接变形的方法称为刚性固定法。刚性固定法简单易行，是生产中常用的一种减小焊接变形的方法。生产中常用刚性固定配合反变形来控制焊接变形。 3、选择合理的装焊顺序控制焊接变形 同一焊接结构，采用不同的装焊顺序，所引起的焊接变形量往往不同，应选择引起焊接变形最小的装焊顺序。一般采取先总装后焊接的顺序，结构焊后焊接变形较小。 4、选择合理的焊接顺序控制焊接变形 当焊接结构上有多条焊缝时，不同的焊接顺序将会引起不同的焊接变形量。合理的焊接顺序是指：当焊缝对称布置时，应采用对称焊接；当焊缝不对称布置时，应先焊焊缝小的一侧。此外，采用跳焊法、分段退焊法等控制焊接变形均有较好的效果。 5、散热法 散热法又称强迫冷却法。就是把焊接处热量散走，使焊缝附近的金属受热面大大减小，达到减小变形的目的。散热法有水浸法和散热垫法。 6、锤击法 利用锤击焊缝使焊缝延伸，就能在一定程度上克服由焊缝收缩所引起的变形。例如，薄板对接焊后会产生波浪变形，就可以用锤在焊缝长度方向上对焊缝进行锤击来克服其变形。 7、选择合理的焊接方法 选用能量比较集中的焊接方法如CO2气体保护焊、等离子弧焊来代替气焊和手工电弧焊进行薄板焊接，可减小变形量。 焊接电弧 焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象。在这种气体放电过程中产生大量的热能和强烈的光辉 。通常，气体是不导电的，但是在一定的电场和温度条件下，可以使气体离解而导电。 焊接电弧就是在一定的电场作用下，将电弧空间的气体介质电离 ，使中性分子或原子离解为带正电荷的正离子和带负电荷的电子（或负离子）， 这两种带电质点分别向着电场的两极方向运动，使局部气体空间导电，而形成电弧。 1、焊缝位置的影响 2.结构的刚性对焊接变形的影响3、装配和焊接顺序对结构变形的影响
变形监测方案
绿园污水处理厂 顶管施工基坑监测方案 编制: 审核: 审定: 二0一五年七月
目录 1.项目概述 (2) 1.1概况 (2) 1.2监测项目 (2) 2.第三方监测原则及技术规程 (2) 2.1监测原则及目的 (2) 2.2技术规程 (2) 3.监测实施程序 (3) 4.监测实施 (3) 4.1基坑围护结构顶部沉降监测 (3) 4.1.1水准控制网的设置 (3) 4.1.2监测点的埋设原则 (5) 4.1.3监测点的安设方法 (5) 4.1.4监测方法及精度控制 (6) 4.1.5沉降观测数据分析及成果表述 (7) 4.2基坑围护结构顶部水平位移监测 (7) 4.2.1水位位移监测控制网的布设形式 (7) 4.2.2水平位移监测控制网布设原则 (8) 4.2.3水平位移测点布置原则 (8) 4.2.4水平位移测点的埋设技术要求 (8) 4.2.5观测技术方法及精度控制 (9) 4.2.6观测数据分析及成果概述 (12) 4.3基坑自身监测频率 (13) 5报警的处理方法 (14) 5.1报警值的设定 (15) 5.2报警的处理办法 (15) 6实施组织计划 (14) 7本工程拟投入的主要仪器设备表 (15) 8人员组织实施 (16)
.项目概述 1.1概况 受0000000厂委托，00000000承担绿园污水处理厂配套管网基坑沉降变形观测工程，管道位于：东湖大街、滏阳路、朝阳大街、长安路、和平路、等路段，管线总长度约12263米，共计92个深基坑，我公司在基坑开挖至回填土完成期间，对基坑坡顶进行水平位移和沉降变形监测。 1.2监测项目 本方案监测项目有：基坑围护结构顶部沉降、水平位移监测。 2.第三方监测原则及技术规程 2.1监测原则及目的 在施工方对基坑支护结构进行实时监测前提下，我方监测在对施工方监测进行校核的基础上，独立地进行监测。 我方遵照委托方提出的要求，在基坑施工期间对基坑支护进行高精度监测，并从岩土工程专业的角度对监测数据、信息进行及时分析，向业主提供监测变形的情况，对异常情况及时提供建议，为施工安全和施工方案优化提供科学依据。 2.2技术规程 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009） 《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007） 《国家一二等水准测量规范》（GB/T12897-2006） 《工程测量规范》（GB50026-2007） 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011） 《岩土工程勘察规范》（GB 20021-2001,2009版） 《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）
袖阀管注浆施工方法
袖阀管注浆施工方法 1 前言 长沙轨道交通二号线一期工程SG-1标内的西湖公园站部分。本站是2号线一期工程的中间站，位于枫林一路与白云路交叉路口的西北侧西湖渔场内，呈东—西走向。车站西侧为龙头山，北面为规划的西湖公园，南侧为枫林一路，枫林路北侧为枫林一路护坡桩，护坡桩上为挡墙。 车站西端基坑深度17.21m，中部及东端基坑深度9.50m。车站北侧枫林路挡土墙高出车站基坑顶面6.31m，与基坑最近处仅为1.9m，最远处为11.6m。枫林路挡墙与车站基坑中间土层以杂填土为主，为避免枫林路挡墙产生的大偏压使两结构物之间的土体隆起，影响枫林路的使用功能以及对车站基坑较大的安全隐患。为此对车站基坑与枫林路挡土墙之间土体进行袖阀管注浆加固。 2 工法特点 （1）一般用于50m以内的地表注浆，垂直和水平注浆均可； （2）具有上下两个阻塞器，能将浆液限定任何区段内进行注浆，可达到分段注浆的目的； （3）阻塞器可在袖阀管内自由移动，可根据需要在注浆区域内反复注浆； （4）可根据地层特点，在同一袖阀管内采用不同的注浆材料，选用不同的注浆参数进行注浆； 3 适用范围 此工法适用于铁路、公路、市政和房屋建筑领域的土体加固工程。主要应用于： （1）对松散，成分以粉质粘土、建筑垃圾为主，含少量碎石及块石片的杂填土层或砂层、卵石层等松散地层的土体加固； （2）盾构机始发、到达时对洞门的加固； （3）弥补旋喷桩、搅拌桩局部没有咬合或成桩效果不好所产生的空隙； （4）充填矿区因过分开挖使地层出现破碎带或空洞，降低岩、土层的可压缩性，以减小周边建筑物的沉降和变形； （5）阻止路基产生的裂缝或沉降变大而进行的加固； （6）在深基坑周围做防渗处理等。 4 工艺原理 袖阀管注浆法是通过较大的压力将浆液注（压）入岩土层中，注浆芯管上下的阻塞器可实现分段分层注浆，可由施工需要选择联系或跳段注浆。此工法在需要全程注浆的施工中，通过分段注浆，
变形分析与控制
（一）核心筒整体变形控制 在高层钢框架—钢筋混凝土核心筒混合结构中,由于框—筒竖向构件的材料不同、应力不同以及混凝土的收缩和徐变、施工安装的时间差、结构不同部位的温度差等影响, 将导致竖向构件之间的竖向变形差异, 其中钢构件的压缩大于混凝土构件的压缩。由于同一结构中不同竖向构件的材料特性及应力水平的差异，将导致这种混合体系产生显著的竖向变形差。根据国内外多个工程实测表明：若不包括温度变形，钢筋混凝土柱的弹性变形和徐变、收缩变形之和大约每400m高度可达100mm，徐变和收缩变形之和约为弹性变形的两倍。这些与时间和环境相关的变形将使结构随时间发生显著的内力重分布，也会给非结构构件带来不利影响，还可能影响设备的安装和使用。 为了能尽可能的控制核心筒的整体变形，我们应对各种变形的原因进行分析，找出对应的解决措施。 1、混凝土结构徐变 混凝土在持续荷载作用下会发生徐变变形，徐变的存在会使混凝土结构的强度降低，缩短其使用寿命。混凝土是一种主要用于承受压力的脆性材料，其抗压强度远远高于抗拉强度。混凝土生产徐变的原因，一般认为是由于在长期荷载作用下，水泥石中的凝胶体产生粘性流动，向毛细管内迁移，或者凝胶体中的吸附水或结晶水向内部毛细孔迁移渗透所致。从水泥凝结硬化过程可知，随着水泥的逐渐水化，新的凝胶体逐渐填充毛细孔，使毛细孔的相对体积逐渐减小。在荷载初期或硬化初期，由于未填满的毛细孔较多，凝胶体的迁移较容易，故徐变增长较快。以后由于内部移动和水化的进展，毛细孔逐渐减小，徐变速度愈来愈慢。 徐变是混凝土这种粘弹性材料的重要性质之一。通常对于混凝土结构会因为徐变而使得变形不断增大 ,或者带来预应力损失 ,人们十分熟悉。但是另一方面,徐变会使混凝土的温度或其他收缩变形受约束时产生的应力得到松弛。事实上 ,长期以来结构混凝土因为各种收缩变形受约束而并未引起广泛开裂的重要原因,是早期强度增长较缓慢的混凝土徐变松弛作用显著的结果。以一组数据来说明徐变的作用[1 ]:设混凝土达到温峰后下降幅度为 3 0℃ ,其弹性模为 3 0ＧＰａ,线胀系数 1 0× 1 0 -6,如果不存在徐变 ,则引起的拉应力可高达 9ＭＰａ ,显然任何普通混凝土都无法承受这样大的应力而产生开裂,由此可见徐变的影响之大。徐变与混凝土强度通常是反向发展的，使普通混凝土原来具备开裂后的自愈能力完全丧失 ,因此一旦混凝土开裂就无法再愈合 ,而且在外界荷载与环境条件 (包括干湿、冷热循环 )作用下继续收缩,使裂缝会进一步连通和扩展。 1.1、徐变产生的机理分析 徐变是指在固定应力或荷载作用下，应变随时间的增长而继续不断发展的一种现象。它是一个复杂的物理和化学过程，将其主要机理分为: 1）在应力作用下、在吸附水层的润滑作用下，水泥胶凝体的滑动或剪切所产生的水泥石的粘稠变形。 2）在应力作用下，山于吸附水层的渗流或层间水转移而导致的紧缩。 3）由于水泥胶凝体对骨架(由骨料和胶体结晶组成)弹性变形的约束作用所引起的滞后弹性变形。 4）由于局部破裂(在应力作用下发生微裂及结晶破坏)以及重新结晶与新的联结而产生的永久变形
焊接变形控制技术要点
钢结构制造事业部焊接变形控制工艺 编制： 校对： 审核： 批准： 重庆建工工业有限公司 钢结构事业部 2015年6月11日
1 焊接应力 (2) 1.1焊接应力的种类 (2) 2 焊接变形 (2) 2.1焊接变形发生的原因 (2) 2.2焊接变形的主要形式 (2) 3 焊接变形的影响因素 (3) 3.1材料因素的影响 (3) 3.2结构设计因素的影响 (3) 3.3焊接工艺的影响 (3) 3.3.1焊接方法的影响 (3) 3.3.2焊接接头形式的影响 (3) 3.3.3焊接层数的影响 (4) 3.4焊接参数的影响 (4) 3.4.1电弧电压 (4) 3.4.2焊接电压过高 (4) 3.4.3焊接速度 (4) 3.4.4焊丝伸出长度 (4) 3.4.5焊枪倾斜角度 (4) 4 焊接变形的预防与控制措施 (5) 4.1设计措施 (5) 4.4.1尽量减少焊缝数量 (5) 4.4.2合理地选择焊接的尺寸和形式 (5) 4.4.3合理设计结构形式及合理安排焊缝位置 (5) 4.2工艺措施 (5) 4.2.1焊前预防措施 (5) 4.2.2焊接过程控制措施 (6) 4.3焊后矫正措施 (6) 4.3.1机械矫正 (6) 4.3.2加热矫正 (6)
1 焊接应力 焊接时，由于焊缝局部加热到高温状态，焊件温度均匀不分布，造成钢结构不均匀冷却收缩而产生变形。其次，在焊接时，由于不同焊接热循环作用引起金相组织发生转变，随之而出现体积的变化，当体积变化受到周围金属阻碍时便产生了应力，从而出现整体变形。 焊接变形分为局部变形和整体变形。局部变形指焊接结构的某部分发生变形，在焊接中易于矫正；整体变形指整个结构的形状或尺寸发生变化，是由于焊接在各个方向上收缩不均所引起的，这在焊接中尤为重要，一般不允许发生整体变形。焊接变形产生的原因很多，不均匀的局部加热和冷却是最主要原因。焊接时，焊件局部加热到熔化状态，形成了温度不均匀分布区，使焊接出现不均匀的热膨胀，热膨胀受到周围金属的阻碍不能自由膨胀而受到压应力，周围的金属则受到拉应力。当被加热金属受到的压应力超过屈服点时，就会产生塑性变形；焊接冷却时，由于加热的金属在加热时已产生了压缩的塑性变形，所以，最后的长度要比未被加热金属的长度短些，从而产生变形。 1.1焊接应力的种类 1.1.1热应力：又称温度应力。它是在不均匀加热及冷却过程中所产生的应力，它与加热温度和加热不均匀程度、焊件的钢度以及焊件材料的热物理性能等因素有关。 1.1.2相变应力：金属发生相变时，由于体积发生变化而引起的应力。 1.1.3装配应力：在装配和安装过程中产生的应力。 1.1.4残余应力：当构件上承受局部荷载或经受不均匀加热时，都会在局部地区产生塑性应变。当局部外载撤去后或热源离去，构件温度恢复到原始的均匀状态时，由于构件内部发生了不能恢复的塑性变形，因而产生了内应力，即残余应力。残留下来的变形即残余变形。 焊接过程中焊件的热应力是随时间而变化的瞬时应力，焊后残余下来，即为残余应力。 2 焊接变形 2.1焊接变形发生的原因 钢材的焊接通常采用熔化焊方法,把焊接局部连接处加热至溶化状态形成熔池,待其冷却结晶后形成焊缝,使原来分开的钢材连接成整体。由于焊接加热时还焊接接头局部加热不均匀,金属冷却后沿焊缝纵向收缩时受到焊件低温部分的阻碍，使焊缝及其附近区域受拉应力，远离焊缝区域受压应力。因加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行,膨胀和收缩变形均受到拘束而产生塑性变形，焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来，焊接变形因此产生。 2.2焊接变形的主要形式 焊接变形主要有收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和破浪变形五种基本形式。其成因如下： 收缩变形是由于焊缝的纵向（沿焊缝方向）和横向（垂直焊缝方向）收缩引起的 角变形由于V型坡口对接焊焊缝布置不对称，造成焊缝上下横向收缩量不均匀而引起的变形
浅谈变形监测平面控制网的建立与精度分析
浅谈变形监测平面控制网的建立与精度分析 发表时间：2019-09-12T11:49:43.813Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：岳小勇[导读] 摘要：如今在人类生活和生产建设中，出现了越来越多的山体、基坑塌陷等的灾害。 青海地理信息产业发展有限公司青海西宁摘要：如今在人类生活和生产建设中，出现了越来越多的山体、基坑塌陷等的灾害。由于多种因素的影响，在一定的时间内发生某种程度的变形，这种变形在一定范围内往往是允许的，但当其超出一定值时，就很可能会变成灾害，而要预防这些灾害的发生，就必须进行变形监测，分析变形产生的原因，总结变形发展的规律。本文主要就变形监测平面控制网的建立与精度进行分析，以供参考和借鉴。 关键字：变形监测；平面控制网；精度；分析引言 变形是自然界历来普遍存在的现象，它是指变形体在各种外力作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中发生变化。所谓变形监测，就是利用测量仪器与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作，其任务是在确定各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。 1变形监测概述 1.1变形监测的概念 变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作，其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道以及地铁等。变形监测的内容应根据变形体的性质和地基情况决定，对水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测，这些内容称为外部观测。为了了解建筑物内部结构的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容常称为内部观测，在进行变形监测数据处理时，特别是对变形原因做物理解释时，必须将内、外观测资料结合起来进行分析。 1.2变形网的特点 第一，工程测量控制网建立时，保证网点之间的相对精度至关重要，而变形监测网的布网目的是为了测定网点的变形，网点之间的相对精度不是最重要的。由于布网目的不同，影响网质量的因素也就不同，比如大气折光和系统误差对工程测量控制网的影响很大，而对变形网的影响不是最重要的。在变形观测中只要保证监测仪器和人员相对不变，计算过程中上述影响可以相互抵消，使变形不会受这些误差的影响；第二，首级网的精度相对较高，基准点一般应建立在变形体以外的稳定区域，特别是网址的起算点一点要建立在基岩基础上，以便于发现其他点位移，工作基点可以布设在变形区；第三，变形网的网址应在现有的人力、物力和财力的基础上尽可能的具有发现监测点位移的精度、灵敏度和可靠性，看其指标能否满足变形监测要求；第四，变形网的边长一般较短，但精度高，一般情况下需要强制归心；变形网要求通视条件好，而不过于要求网形的构成；对变形网来说，多余观测冗余多。 2变形监测系统的组成 2.1自动监测系统 通常情况下，为实现项目监测的自动化，工作基点站应设在隧道侧壁，同时设置四个校核点以校核工作基点。安装于基点站的TCA2003全站仪与监测系统机房建立通讯联系，由机房控制全站仪对校核点和变形点按一定的顺序进行逐点扫描、记录、计算及自校，并将测量结果发送至机房入库存储或并进行整编分析，实现了自动观测、记录、处理、储存、变形量报表编制和监测结果自动远程发送等功能。 2.2徕卡自动全站仪 徕卡TCA系列自动化全站仪，又称“测量机器人”，该仪器精度高，且性能稳定，其内置自动目标识别系统，可以自动搜索目标、精确照准目标、跟踪目标、自动测量、自动记录数据，在几秒内完成一目标点的观测，像机器人一样对多个目标作持续和重复观测，具有计算机远程控制等优异的性能。采用结构变形自动化监测系统进行变形监测，可以实现无人值守及自动进行监测预报，即实现变形监测全自动化，它不仅便捷准确，而且可以减少传统意义上形变观测中的人为观测误差及资料整编分析中可能造成的数据差错。 2.3工作基站及校核点设置 为使各点误差均匀，并使全站仪容易自动寻找目标，工作基站布设于监测点中部，校核点布设在远离变形区以外，最外观测断面以外40m左右的隧道中，先制作全站仪托架，托架安装在隧道侧壁，离道床距离1.2m左右，以便全站仪容易自动寻找目标，监测基准点使用位于东山口站台内的平面、高程控制点。 2.4隧道监测断面布置及监测断面内监测点布置 变形监测点按照设计要求的断面布设，上下行隧道各布置5个监测断面，每个断面在轨道附近的道床上布设两个沉降监测点，中腰位置两侧各布设两个水平位移监测点，即每个监测断面布设6个监测点。各观测点用连接件（人字形钢架）配小规格反射棱镜，用膨胀螺丝及云石胶锚固于监测位置的侧壁及道床的混凝土中，棱镜反射面指向工作基点。布设监测点应严格注意避免设备侵入限界，可以将监测点布设在图中位置。 3变形监测平面控制网的建立与精度分析 3.1监测网的建立 3.1.1平面控制网的建立 首先应根据设计单位和用户对实施监测物的精度要求，结合施工单位的仪器设备，制定平面测量的等级，然后充分考虑工程各部施工放样需要，点位不与工程建筑物发生冲突，使用方便，点位便于长期保存等方面情况下交替进行图上和实地选点，构造网形，确定点位测量的实方案。在点位确定后，可以根据点与点之间的通视情况构成网形，拟定图中的角度和边长观测量，可以用专有的软件进行精度的估算和观测量优化，通常是边角全测网开始优化计算，若计算结果的冗余过大，删掉一些通视条件不好的，边长过长，竖直角过大的边和相应的角度，再进行估算，直至点位精度满足要求，工作量又相对较小。 3.1.2高程控制网
焊接变形处理方案
首先从设计上就要下手，尽量焊缝对称，排布均匀，集中部分加大块加强筋控制变形。 焊接时有筋板的先焊筋板，根据变形的预测确定每条焊缝的起弧和收弧方向，也就是是从左往右焊还是从右往左焊，尽量对称焊接，比如先焊左边的一道位置，然后是右边的同位置，然后还是右边，再左边，左边，右边。框型结构先焊对角，再焊另外两个对角，长焊缝先断焊再满焊，小件可以用胎具压牢焊接，大件根据变形预测做反变形拼接。 因此，对于一些构件截面厚大，焊接节点复杂，拘束度大，钢材强度级别高，使用条件恶劣的重要结构要注意焊接应力的控制。控制应力的目标是降低其峰值使其均匀分布，其控制措施有以下几种： 1)减小焊缝尺寸：焊接内应力由局部加热循环而引起，为此，在满足设计要求的条件下，不应加大焊缝尺寸和层高，要转变焊缝越大越安全的观念。 2)减小焊接拘束度：拘束度越大，焊接应力越大，首先应尽量使焊缝在较小拘束度下焊接，尽可能不用刚性固定的方法控制变形，以免增大焊接拘束度。 3)采取合理的焊接顺序：在焊缝较多的组装条件下，应根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。 4)降低焊件刚度，创造自由收缩的条件。 5)锤击法减小焊接残余应力：在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动锤击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。 但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口面相邻的两侧焊道不宜锤击，以免出现熔合线和近缝区的硬化或裂纹。高强度低合金钢，如屈服强度级别大于345MPa时，也不宜用锤击法消除焊接残余应力。 6)采用抛丸机除锈：通过钢丸均匀敲打来抵消构件的焊接应力。
造船焊接变形和反变形控制
造船中的焊接变形和反变形控制 1.研究背景 船舶工业是传统的劳动密集型装配制造业，焊接操作是其中主要的作业形式之一，焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率,而焊接变形又是焊接过程中最难控制的一环。焊接变形的存在不仅造成了焊接结构形状变异,尺寸精度下降和承载能力降低,而且在工作荷载作用下引起的附加弯矩和应力集中现象是船舶结构早期失效的主要原因,也是造成船舶结构疲劳强度降低的原因之一[1]。焊接变形对现代造船技术的应用产生了障碍。由于焊接变形对船舶建造质量、成本和周期都具有重要影响，工业界一直对其非常重视，对焊接变形从实验和理论上进行了大量研究，希望能够对焊接过程进行有效预测和控制。反变形可以控制焊接变形，降低残余应力，且方法简单易行，在船舶行业有广泛的应用。 2.背景内容 针对造船中的焊接变形，国内外专家进行大量的研究。焊接过程是一个非平衡的、时变的、带有随机因素影响的物理化学过程，它涉及电弧物理、传质传热和力学等方面。至今对焊接过程变形的实时检测与监控仍是困难的，不仅需要特殊的方法，而且对设备的要求也很高。随着计算机软、硬件技术的快速发展，使得焊接热加工过程的数值模拟应运而生，实践证明数值模拟对于研究焊接现象是一种非常有用的方法。 2.1国外专家的预测和研究 20世纪30年代以来，许多苏联学者就开始了焊接变形计算与控制研究。如C.A.库兹米诺夫[2]研究了典型船体结构总变形和局部变形的计算方法，提出了减少和补偿焊接变形以及矫正主船体结构的解决方案。Greene和Holzbaur[3]开展了降低焊接残余应力和变形的研究，目前降低残余应力和焊接变形技术大多数由他们制定的法则演变而来。法国的国际焊接研究所对“焊接结构中残余
地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理
地铁隧道结构变形监测控制网及其数据处理 发表时间：2017-10-30T09:25:06.667Z 来源：《基层建设》2017年第20期作者：汪英宏王守横 [导读] 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。 上海市机械施工集团有限公司大连地铁216标段项目经理部辽宁大连 116037 摘要：地铁隧道结构复杂，在长期使用过程中会受到各种因素的影响，因此，做好变形监测非常重要。本文将进行分析，以供参考。关键词：地铁隧道；变形监测；原因；措施 1.前言 对于地铁隧道结构变形的监测，不能采用传统的变形监测控制网布设方法，在施工过程中根据施工要求对工艺参数进行控制，为保证结果的准确度，必须进行基准点的稳定性检验。 2.地铁隧道变形原因 2.1轨道结构变形 地铁隧道变形包括轨道结构变形和隧道结构变形两种形式。其中轨道结构变形的主要原因是列车荷载长期对轨道产生反复作用，使轨道发生几何偏差进而影响轨道的平整性和顺畅性。除列车荷载作用外，隧道周边建设施工的卸载、负荷、加载也会引起道床的不均匀沉降。这种沉降同样会影响轨道的平整度及顺畅。对于铁路来说，地铁运行车辆重量较轻、速度低，轨道和车辆行走部分的变形一般不会引起地铁事故，但轨道变形造成的不平顺可能会导致列车发生不正常振动。这会降低列车运行的稳定性，减少用户的舒适度，更重要的是会加快轨道结构部件的损坏速度，从而间接影响列车的行车安全。 2.2隧道结构变形 地铁隧道结构变形发生在施工阶段和运营阶段，在施工阶段，地铁暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的。在开挖过程中对地下岩土的扰动是不可避免的，这就破坏了地下岩土体原有的平衡条件。隧道开挖时地层初期受到的影响较小，发生的也是微型形变，随着开挖的不断深入，变形会极剧增大然后又趋于缓慢。因此，在隧道开挖过程中应对隧道的拱顶下沉量和地表的下沉量进行监测，以便于对隧道结构的稳定性和开挖工程的安全性提供分析依据。地铁隧道开挖引起的地层变形是一个漫长而缓慢的过程，无论是浅埋暗挖法还是盾构法在工程完工投入使用后都会不同程度的发生整体下沉的现象，尤其是工程处于软土层中时下沉现象更加明显。 3.地铁隧道变形监测技术 3.1传统监测技术 传统监测技术是利用水准测量仪的检测功能对隧道结构的变形情况进行监测，主要对隧道变形区域的断面进行监测。该法在实际使用过程中存在一系列不足： 首先，该法无法使用先进的远程测量技术。在监测过程中不得不打断监测区内的列车运行。 其次，地铁隧道内可视性差，空间受到限制，运行环境复杂，给监测的安全性和监测质量造成了不利影响。 最后，监测点数量受限，若设置监测点过多，不仅会增大工作量还会延长监测周期的长度，无法准确的反映出变形的真实情况；若设置监测点过少，无法根据有限的数据得到较为精准的变形趋势，这对后期的隧道结构的变形负荷分析是极为不利的。传统的监测技术已经无法适应现代社会的需求新型的监测技术急需被研发使用。 3.2高程监测控制网 在地铁进行跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测。 3.2.1跨河水准测量跨河水准观测采用威特 N3 及配套的铟瓦水准尺，施测前仪器 i 角检校为+1.2s。跨河水准测量严格按《国家一、二等水准测量规范》要求选定与布设场地，使仪器及标尺点构成平行四边形。作业方法、视线距水面的高度、时间段数、测回数、组数及仪器检查等按规范要求执行。按二等跨河水准观测精度施测 8个测回，高差中数中误差为±1.48mm。 3.2.2 测量机器人三角高程法测量采用徕卡 TCA2003 机器人完成，在 b1、b2 设置仪器，对向观测 12 个测回，测回间隔 5min。每测回量取 2 次仪高和棱镜高，量取至毫米。高差中数中误差为±1.00mm。 3.2.3 GPS 高程测量b1、b2大地四边形进行 GPS 联测，GPS 网解算的 b1、b2大地高的高差为-0.3403。 3.2.4 三种方法的成果比较高程监测控制网采用跨河水准测量、测量机器人三角高程法测量、GPS 测高三种方法进行施测结果进行对比。 4.基于组合后验方差检验法的灵敏度 4.1灵敏度的概念及其目的 通常情况下对基准点的稳定性进行判断是在测量结束后的内业处理过程中，删除一些不稳定的点带来人力物力和时间的浪费，在当今世界寻求的应是高效节能的方法，若是在观测现场测量人员或者测量机器人根据观测数据能感知到基准点的不稳定性，就可以给外业监测提供指导，提前对基准点进行筛选，甚至给基准网的布设提供意见，使得地铁隧道结构变形监测网和后期数据处理得到优化。 然而对同一个点的多次观测结果存在差异可能是误差影响也可能是基准点不稳定引起，要是知道到底出现多大的变动时可以认为是基准点发生了移动，那进行现场监测时就能对基准点的稳定性进行判断，不需要等到进行完内业处理才能得到答案。当观测值出现一定程度变化的时候，这种方法就能够有效的检测出结果。 4.2组合后验方差检验法灵敏度的探测 为模拟基准点的变动，对观测数据进行人为的改动。从众多基准点中任意选取3个，分别对方位角、天顶距和距离三个观测量进行测试，当角度偏差大于3秒小于6秒时对该点的稳定性应持怀疑态度，而大于6秒时该点稳定性就一定不可靠，当距离的测量偏差大于5ｍｍ时该点的稳定性同样不可靠。计算所得的组合后验方差检验法的灵敏度在实际工程实例中可以作为重要的比较参考值，通过比较监测数值间的差值，实现监测现场简单、快速判定基准点的稳定性。 5.隧道变形监控的系统建立 5.1系统数据库结构 变形监测数据库用于存储监测点属性、监测成果等数据信息，是数据管理系统的基础。因此，合理的数据库结构不仅是数据库设计的
浅析建筑工程注浆技术的应用与施工工艺 陈安林
浅析建筑工程注浆技术的应用与施工工艺陈安林 发表时间：2018-09-20T13:54:11.917Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第12期作者：陈安林 [导读] 随着建筑工程施工技术的不断发展和进步，注浆技术也获得了很大的发展和提升。 山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东莱州 261442 摘要：随着建筑行业的快速发展，注浆技术由于具备操作简单、经济性良好等优点大建筑、铁路等领域得到广泛的应用。在建筑施工的过程中，经常会出现地基处理不稳定以及混凝土裂缝等问题，这些问题都会降低建筑物的使用年限和安全性能，所以要采取有效的控制措施。本文主要探讨了注浆技术在建筑工程施工中的应用。 关键词：建筑工程；注浆技术；施工工艺 一、注浆技术概述 1.1注浆技术理论 随着建筑工程施工技术的不断发展和进步，注浆技术也获得了很大的发展和提升。由于其在实际应用中的一些优点，因此在建筑施工中逐渐的被重视起来。将配置好的浆液通过专门的注浆设备注入到土层当中，这些浆液往往具有较强的粘性，能够和土层中的空隙紧密的集合，有效的提升土层的密实性。在浆液凝固以后能够有效地起到防水加固的作用。该技术由于设备简单、施工效率高、效果明显，具有很广泛的使用范围，因此在建筑施工中得到广泛的应用。常常用于水工建筑或者是建筑基坑的防水防渗工程或者是对建筑工程软土地基的加固。 1.2注浆技术方法及分类 注浆方法的种类比较的多，根据不同的分类标准可以分成不同的类型，比较常见的分类标准是根据压力进行分类： 1.2.1静压注浆法静压注浆 静压注浆法静压注浆又称劈裂灌浆。在软土地基中进行静压注浆施工，是利用劈裂作用机理，即用压力注入比重较大的水泥浆或水泥砂浆，在压力传递作用下灌入的浆液沿地基应力场中的最小主应力面或弱应力分布区劈裂、延伸，所形成的浆脉状或不规则形状的凝结体，对周围土体产生挤压和密实作用，使土体的孔隙减小，压缩模量增加。浆液凝结体在土体中起到骨架作用，从而达到提高地基承载力，减少沉降变形的目的。 1.2.2高压喷射注浆法 高压喷射注浆法高压喷射注浆法始于20世纪60年代后期，在我国已经有了广泛的应用，并且制定了相应的施工设计规范。在高速公路软弱地基加固、水利工程防渗、矿山井巷加固与防渗等方面得到了越来越多的应用。在一些大城市，随着地铁建设和高层建筑的崛起，不少深基坑工程亦都采用了高压喷射注浆技术来进行深基坑的止水防渗。 1.2.3 复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合，发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中先采用高压旋喷注浆成桩柱体，再采用静压注浆增强旋喷效果，扩散加固浆液，防止固结收缩，消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中，能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点，克服其缺点。复合注浆法适用地层范围广，它既可用于砂卵石层，又可用于粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层，同时可用于处理岩溶土洞。而且复合注浆法可操作性强，施工简便，施工噪音小，注浆材料对环境无污染，加固效果好。 二、注浆技术在房建工程中的具体应用 （一）注浆材料选择 注浆材料作为房建工程的重点，在具体选择的过程中，应该注意相应的环境，特别是需要结合新疆维吾尔自治区房建工程的发展状况，选择注浆材料，进而提升房建工程强度。对于注浆材料，当前广泛应用的主要包括以下几种：水泥：注浆常常采用水泥作为主要的材料，由于水泥的水稳定较强，在固化之后能够形成稳定的胶结体。例如氯化钙浆液、超细水泥以及膨润土浆等。 水玻璃浆液：在进行水泥配浆的过程中，会加入相应的化学浆液，掺加少量的化学外加剂，进而增强水泥浆液的内在性能。 高分子材料：随着科学技术手段的快速发展，有机高分子材料具备良好的发展空间。当前作为主流的高分子材料主要是高分子化合物硅酸盐及其衍生物，同时还包括高分子聚合物，例如纸浆废液―过硫酸铵浆液。 （二）注浆技术在墙体部位应用 注浆技术在墙体部位的具体应用，需要结合实际进行具体处理。在整个房建工程项目当中，受到房屋的楼板与周围结构方面的约束，在温度的作用下通常会导致膨胀率发生变化。一旦墙体出现病害现象，则需要将女儿墙与楼板的接缝作为施工缝。 具体灌浆方法：（1）在充分分析楼板的变形缝之外，还需要针对整个墙体接触部位进行埋管灌浆，选择剪应力良好并且粘度性能较好的材料作为灌浆材料；（2）砖墙体注浆处理采用注浆技术是将窗的框周围布孔，重点在框的底部注浆，材料通常以水泥浆为主。当整个水泥注浆技术完成之后，需要进行环氧封闭处理，通过该处理方法，主要是为了确保水泥注浆保证良好的效果，增强注浆强度；（3）如果墙面出现渗漏的状况，则需要准确的对墙体的渗漏位置进行具体明确，对墙面进行整体布孔，应用注浆技术，将注浆强度控制在0.5-0.8MPa[2]。在该过程中选择的注浆材料为水泥浆，凭借其良好的防水性能，最终取得良好的效果，防止雨水的渗透，从而取得理想的效果。在墙体部位应该注重良好的防水性能处理，在按照不同部位的注浆要求，对墙体完成注浆处理。 （三）注浆技术在结构部位应用 房建工程中的结构部位应用注浆技术，需要对病害位置的打孔进行具体处理。保持打孔的孔间距控制在300-400mm之内，孔的直径控制在0.8-1.2mm，这是最为合适的注浆位置及孔内直径[3]。但针对病害部位的处理，需要判定干缝面还是湿缝面，不同的缝面采取不同的措施。对于干缝面，可确定打孔位置在缝隙两侧的30-50mm为宜，并采取环氧胶封的方式对缝口进行封闭，避免在注浆过程中导致的顺缝隙注浆窜出；针对湿缝则可以采取沿着缝隙开槽的方式，对槽口的深度与宽度进行具体确定，避免缝口的扩张。
控制压力容器管板焊接变形的方法
行业资料：________ 控制压力容器管板焊接变形的方法 单位：______________________ 部门：______________________ 日期：______年_____月_____日 第1 页共8 页
控制压力容器管板焊接变形的方法 在压力容器制造中，由于在控制压力容器管板进行焊接时，没有对焊接工艺参数进行合理的选择，导致在焊接过程管板焊接变形，本文主要对控制压力容器管板焊接变形的方法进行探讨。随着科学技术的迅猛发展，压力容器被普遍应用到能源工业、石油化学工业、科研工业等工业的生产过程中。因为压力容器属于危险性比较高的一类物品,很容易出现燃烧起火、爆炸等情况，对相关人员和单位造成一定的经济损失和伤害。在压力容器在压力容器制造中，往往由于组装与施焊的顺序不当，以及焊接工艺参数选择的不合理，易引起管板焊接变形，导致密封不严，管子拉脱。因此，在压力容器制作的过程中,对密封性要求非常的高。为了有效的避免因为各种不利因素对导致压力容器的密封性降低,本文主要对控制压力容器管板焊接变形的方法进行探讨。管板焊接变形的原因及影响因素 管板焊接变形的原因主要表现在两个方面。一是主要是由于筒体与管板焊接的横向收缩变形在厚度方向上的不均匀分布引起的；管板与筒体的焊缝一般为单面单边V型坡口，焊接时焊缝的背面和正面的熔敷金属的填充量不一致，造成了构件平面的偏转，所以这种变形在客观上是绝对存在的；二是管板与筒体焊接角变形主要由两种变形组成，即筒体与管板角度变化和管板本身的角变形，前者相当于两个工件对接焊接引起的角变形，后者相当于在管板上堆焊时引起的角变形。而焊接变形的大小的主要取决于管板的刚性、焊接线能量、坡口角度、焊缝截面形状、熔敷金属填充量焊接操作等因素有关。根据管板变形的原因及影响因素，由于管板焊接不能实现双面焊，焊接时电流过大会引起烧穿伤及换 第 2 页共 8 页
弱刚度件加工变形分析与控制对策研究
!国家部委)十一五*预研项目’1-W0.0Z0.0W(
!..0/! 其次%由于弱刚度构件的加工一般都需要大量的材料除去%这样改变了工件毛坯在成型过程中产生的材料残余应力的分布%为了达到新的应力平衡状态%工件在材料残余应力的作用下必然发生变形%这就是将加工完成的工件取出后一段时间发生变形的主要原因"这类变形对于复杂构件来说一般很不规则%一旦产生将很难校正" 另外%弱刚度构件在加工过程中产生的振动也是影响加工质量的重要因素"在实际生产中加工表面产生振纹%影响表面质量" 9典型弱刚度件加工变形规律分析 目前对于弱刚度件加工变形规律的分析主要采用数值模拟并结合加工实验验证的方法"对于弱刚度复杂构件加工变形%由于结构的复杂性%不同结构的工件其变形的规律也不一样%这给变形规律的分析带来了困难"因此通过对特征弱刚度构件的加工变形分析来说明弱刚度复杂构件的一般变形规律"9R 3 薄壁件的加工变形分析 薄壁类工件在弱刚度构 件中具有较强的代表性%其典型结构特点如图-所示"薄壁的加工主要采用铣削加工方法%在加工过程中由于薄壁的刚度小%在切削力的作用下极易发生沿壁面法向的变形%故而薄壁加工的形 状精度极难保证"文献#-b a $通过建立相应的切削力模型%采用有限元数值模拟方法分析了薄壁加工过程中的变形规律%认为薄壁的最底端变形较小%工件的形状误差主要来自刀具的变 形%由底端向上%工件的倾斜变形成为影响形状误差的 主要因素" 为了深入了解薄壁加工过程中的变形规律%本文采用刚性建模法’忽略由刀具变形引起的加工误差%只考虑薄壁的变形(%利用通用有限元分析软件> ?L (8(.0c 0对薄壁腹板的加工变形进行数值模拟"在实际加工过程中薄壁采用侧吃 刀量’$H (小的加工工艺%从而在数值计算时忽略模型加 工前后厚度的变化"在铣削过程中切削力的作用比较复杂%由于其大小方向都在不 断的变化%给数值模拟带来 很大的困难"本文将切削力的作用方式做了一定的简化%将其分解为进给方向’I 2 (和垂直于加工表面方向’I ^(的两个力%如图W 所示"按照上述方法建立的有限元模型如图]所示%薄 壁为高.0& &&厚.&&和长]0&&的铝合金’5 8.-(%采用(P 56f ]^单元%设置单元尺寸为0c ^&&j 0c ^&&j 0c ^&&"切削参数采用转速2000D e &*#%每齿进给量为0c .&&"进行计算时将薄壁的两端和底部固定’假设同薄壁两端连接处刚度足够强(%计算时在进给方向’,方向(上施加如图-所示的移动载荷%每次移动后计算腹板的变形规律%整个过程计算结束后保存计算结果" 图^"为薄壁距离底端腹板不同高度时沿,向的 相应变形曲线"由图可知在薄壁的底部’即靠近腹板的位置(%在加工过程中其’向的变形量较小%随着越靠近顶部其变形量越大"不同位置的变形曲线反映在,\-0&&’即,方向薄壁的中间位置(处变形最大%由中间到两边变形逐渐减小"因此薄壁加工时在中间部位会产生让刀%加工完成后薄壁的实际形状为两端薄中间厚"图^J 为加工到距离J 端在,向的不同位置时沿]向的变形曲线"由于在计算时薄壁两端的 约束条件一样%因此其变形关于,\ -0&&的位置对称"由图^J 可知在薄壁底部变形较小%到顶部逐渐增
焊接变形的控制及预防措施探究
焊接变形的控制及预防措施探究 焊接过程中，由于焊缝金属和基础材料的冷热循环问题所引发的收缩、膨胀，被称之为是焊 接变形问题。在进行焊接工作的时候，沿着同一边进行焊接，可能会引发变形超过两边交叉 焊接，并且由于焊接所引发的冷热循环中，会对金属的收缩性造成影响，并导致变形问题的 出现，像金属在受热过程中，其机械、物理性能都会有所变化，当热膨胀增大、热量增大的 时候，焊接区域的温度会升高，进而导致焊接区域钢板的弹性、强度和热导性能出现降低的 情况。 1 焊接应力和焊接变形的定义 在钢结构焊接过程中，由于焊接时产生的热源以及焊接热循环的影响，使焊件不均匀受热， 在焊件上形成了不均匀的温度区域，致使焊件根据钢结构的特性不均匀的收缩及膨胀，使焊 件内部形成焊接应力引起形变。焊接应力根据焊件材质、焊接时施工方法、焊接工艺及固定 时的拘束程度等，造成不同的焊接应力大小及分布，按照焊接应力作用方向可将其分为三大类，分别为单向力、双向应力及三向应力。薄板的对接焊划归为双向应力；大厚度焊件、丁 字焊缝划归为三向应力，其具有纵向应力、横向应力及厚度方向产生的应力。三向应力会使 钢结构的脆性断裂更易发生，降低材料的塑性，是一种存在安全隐患的应力状态。焊接残余 应力和变形，对钢结构的承载能力以及构件的加工精度有着很大的影响，施工中应该从源头 抓起，强化设计方案，增强焊接工艺、焊接方法的精确度，降低焊接应力和残余变形对钢结 构造成的影响。 2 导致焊接变形的原因 1)焊接应力的产生是导致焊接变形最主要的原因。焊接工件的大小程度，复杂情况会产生大 小数量不等的复杂焊缝。在处理焊缝的过程中，就有难以预测的复杂应力产生，从而导致焊 接变形。变形度越大那么工件的外观和质量就会受影响。甚至可能会报废，或发生安全事故，造成经济损失。2)受焊接材料的影响。焊接材料的质量好坏对焊接变形会产生影响。材料基 本都是金属，金属本身有特殊的热物理性。焊接材料的热传导系数越大，温度梯度较小，这 样焊接变形的几率也就越小。焊接是向母材料焊口加热，让其产生高温，使焊材与母材料完 全融合。如果在加热过程中，受热不均匀，都会导致焊接变形。3)焊接结构的设计。焊接结 构因素是焊接变形的最大原因。焊接结构设计非常复杂。工件自身是拘束体，它随焊接而慢 慢变化。所以工作的难度比较大。焊接会出现数量、结构不一样的焊缝。如果焊缝的结构复杂，焊接就更难掌握。因为一部分结构件设计繁琐。技术含量要求比较高，所以对焊接的各 环节的要求都很严格。假设焊接结构设计不合理，其中随便哪一个地方出现问题，都会出现 焊接变形的情况。4)没有制定合理的焊接工艺。不合理的焊接工艺会影响产品的质量和生产 效率。焊接工艺也考验师傅的手艺。当然，对技师的要求也必须要高。焊接时所需要的电压、工件的固定、焊接的前后顺序，怎么选择合理的焊接设备，等各方面用到的工具都是焊接工 艺对焊接变不变形的重要影响部分。这就需要丰富的理论知识和实践经验的技师来制定合理 的焊接工艺。 3 钢结构焊接变形与焊接应力的分类 3.1 钢结构焊接变形的种类 钢结构焊接变形可以分为两大类，即为面内变形和面外变形。而面内变形可分为纵向收缩变形、焊缝回转变形及横向收缩变形三小类，面外变形多为弯曲形变、扭曲形变、角形变及失 稳波浪形变等。其中，钢结构多表现为纵向收缩变形和横向收缩变形，而在不同焊件中，这 两种变形往往会因焊缝的数量及位置分布不同，表现出其他形式的变形。 3.2 残余应力的分类