摘要:本文從橋梁樁基施工前的準備、鉆孔、鋼筋籠、澆注混凝土及成樁等幾個方面闡述了橋梁樁基施工工藝要點。
關鍵詞:橋梁樁基,施工,工藝
0 前言
橋梁樁基施工具有設備簡單,施工操作方便,占用施工場地小,對周圍建筑物影響小,施工質量可靠,可全面展開施工,縮短工期,造價低等優點,因此得到廣泛應用。南水北調在建的大部分橋梁采用樁基礎,現就關于橋梁樁基施工工藝簡述如下,在此提出的施工工藝要點,應是確保整個工程質量與安全的關鍵。
1 工程概況
南水北調中線工程鄭2橋三標郭廠東公路橋上部結構為預應力混凝土箱梁,下部結構為樁柱式橋墩臺,鉆孔灌注樁基礎,共有樁基礎16根;直徑1.5m的4根,直徑2m的12根。
2 施工工序
橋位開挖→場地平整→樁位放樣→鋼筋制作→鉆機就位→樁位校核→鉆孔施工→成孔檢查→鋼筋籠安裝→導管安裝→泥漿檢測→砼澆筑→樁頭鑿除→成樁檢測。
3 施工工藝
3.1平整場地
鉆機就位前,進行樁位場地平整,壓路機壓實,根據設計圖紙樁位頂高程,平整后地面高程宜高出設計樁位頂標高1.5米。
3.2樁位測量放樣
樁位放樣前,根據設計圖紙尺寸和直線、曲線及轉角表進行樁位坐標校核,準確計算出各樁位中心坐標,然后根據設計和校核好的坐標用全站儀測放出樁位中心位置,經復測準確無誤后,進行樁位控制樁埋設。
3.3埋設護筒
護筒采用5mm以上鋼板制作,護筒內徑大于樁徑20cm,護筒頂端高出地面0.3m,護筒埋置深度不小于1.5米,四周回填黏土并分層夯實。護筒埋設完成后校正護筒中心與樁中心位置。
3.4鉆機就位
旋挖鉆機中心對準樁中心,進行鉆機定位,定位后鉆機應平衡、穩固,確保在鉆孔過程中不發生傾斜和位移。
3.5泥漿制備
在護筒內先注入少量水,拋灑粘土,用旋挖鉆頭反復攪拌泥漿,測泥漿各種性能指標,達標后方可鉆進。泥漿性能指標,相對密度1.03~1.06g/cm3。
3.6造孔、驗孔、清孔
鉆孔:鉆機在鉆孔過程中,鉆頭出渣時應緩慢提升,鉆進時杜絕空鉆。鉆機在鉆孔時要經常注意鉆渣的取樣,及時排除鉆渣并置換泥漿,使鉆錐經常保持鉆進新鮮地層。鉆孔達到設計標高時,對孔徑、孔深、孔位、豎直度進行檢查確認合格后,方可進行清孔。
驗孔:利用樁位控制點進行孔位校核。采用鋼筋籠探孔器吊入孔內進行孔徑、孔深和傾斜度檢測,探孔器的長度為4-6倍的孔徑,直徑大于樁基鋼筋籠直徑10cm,泥漿濃度采用泥漿比重儀檢測;孔深檢測采用測繩測量,孔底地質情況通過鉆孔排出的渣樣進行簽別,鉆孔深度必須符合設計及規范要求。
清孔:孔徑、孔位、孔深檢測合格后,采用換漿法或掏渣法清孔,清孔后標準符合設計及規范要求。若澆注砼前孔內沉淀厚度超過設計允許值時,需進行二次清孔。
3.7鋼筋籠制作、安裝
(1) 鋼筋籠制作:箍筋在鋼筋加工廠采用模具成型,按臺模焊接箍筋,主筋根據施工吊裝要求現場下料焊接,且同一斷面的焊接頭不得大于50%,接頭錯開長度不小于35d(d為鋼筋直徑) 且不小于50cm,采用雙面焊接時,焊縫長度不小于5d,單面焊接時,焊縫不小于10d(d為鋼筋直徑),焊接完成后,鋼筋籠在現場分段綁焊成型,按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上,定位鋼筋根據設計要求均勻設于加強筋四周,點焊牢固。進行直徑、間距、長度、焊接質量檢查。
(2) 鋼筋籠入孔時,由25噸吊車吊裝。在安裝鋼筋籠時,采用兩點起吊。第一吊點設在骨架的下部,第二吊點設在骨架長度的中點之間。吊放鋼筋籠入孔時應對準孔徑,保持垂直、輕放、慢放入孔,入孔后應徐徐下放,不宜左右旋轉,嚴禁擺動碰撞孔壁。
3.8聲測管及輔助鋼筋的安裝
聲測管的布置及數量必須滿足設計要求,同鋼筋籠分段制作,運到現場綁焊安裝。聲測管要求全封閉(下口封閉、上端加蓋),管內無異物,水下混凝土施工時嚴禁水泥漿進入管內。聲測管間連接采用鋼套管連接并且套管兩頭于聲測管焊接,管口高出設計樁頂不少于50cm,每個聲測管高度保持一致。
3.9導管安裝
導管采用內徑為300mm鋼管,壁厚3mm,每節2.5m,并配1~2節1~1.5m的短管便于施工調節。安裝時垂直吊裝,第一次使用導管前需進行水密性試驗,并進行編號,試水壓力為1.3倍孔內水頭壓力。檢查導管是否漏氣、漏水和變形,接頭連接是否牢固可靠,丈量導管組裝后的實際長度,并且要定期進行接長水密性試驗,導管間連接要安放密封圈。導管要依次下放,并要記錄好導管安裝順序、導管根數及每根導管的長度。安裝導管時應防止碰撞鋼筋籠,導管支撐架用型鋼制作,支撐架支墊在鉆孔平臺上,用于支撐懸吊導管。導管安裝完成后,應放到孔底,以便核對導管長度及孔深,灌注水下砼前,導管底部距孔底距離控制在40cm。 式中:L ――導管長度(m);
L1――孔外管長(m),即導管上端管口至護筒頂的距離;
L2――孔內管長(m);
H――孔深(m);
L3――導管下端管口距孔底的距離(m),即導管懸空,一般20~40cm。
3.10二次清孔
導管安裝完畢后,澆筑水下混凝土前,測量沉渣厚度,如超出20cm,則利用導管進行二次清孔,同時清孔過程中勤搖動導管,改變導管在孔底的位置,保證沉碴置換徹底。如果二次清孔不能滿足設計要求,提出導管用掏渣筒進行清孔。
3.11灌注水下混凝土
(1)首批封底混凝土
計算和控制首批封底混凝土數量,下落時有一定沖擊能量,能把泥漿從導管底部排出,并能把導管下口埋入混凝土的深度不小于1m。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開,是控制樁底沉渣,減少施工后沉降的重要環節。首批灌注砼的數量公式式中:V—首批混凝土體積(m3);
d、D—導管內徑和樁孔設計直徑(m);
α—擴孔(充盈)系數;
Ha—初澆混凝土高度(m),Ha = h1+h2 ;
H—孔內混凝土面深度(m);
Hb—孔內混凝土高度達到埋管深度時,導管內混凝土柱與導管外液柱的平衡高度(m),Hb = ( r1/r2)×H;
r1、r2—孔內泥漿和混凝土容重(kN/m3);
h1—導管底端到孔底的距離(m),一般取0.4m;
h2—導管埋入混凝土內的深度(m),一般取1.0m。
(2)混凝土灌注
打開漏斗閥門,放下封底砼,首批砼灌入孔底后,立即探測孔內砼面高度,計算出導管內埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。如發現導管內大量進水,孔內水位變化較大,表明出現塌孔或灌注事故,需進行處理。
灌注混凝土一旦開澆后,應連續進行,不得中斷。根據混凝土的入孔方量反推混凝土面上升高度,計算導管埋入深度,一般控制導管的埋深在2~6m之間。適時測量樁孔內混凝土面上升高度,實測與計算比較,并及時做好混凝土澆筑記錄,指導導管的拆卸工作。
灌注成型的樁頂標高應比設計樁頂標高高出0.5-1.0m,以保證樁頂混凝土的強度,灌注完畢后將鋼護筒拔出,多余部分待砼強度到80%后鑿除,在鑿除樁頭多余砼時,防止樁身破損。
3.12 樁基檢測
砼灌注完成后,采用風鎬鑿除樁頭,砼強度達到至少7天(一般14天)進行超聲波檢測。對每一根樁的完整性進行無破損檢測,以確定樁的承載力符合設計要求并沒有斷樁情況。
4 結語
本工程采用旋挖鉆孔混凝土灌注樁施工,施工工藝成熟可靠,方法操作靈活方便,灌注樁成孔率高,大大節省了施工成本,保護了當地的環境,加快了工程施工進度。
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