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摘 要:本文结合云南元双公路六标桥梁挖孔桩施工实践,就挖孔桩施工的关键工序的技术控制进行了简要阐述。
关键词:公路桥梁 ; 挖孔桩;技术控制
云南元双公路第六标段起点里程为K36+820,位于新村河与古岩河交汇处以西约200米古岩河南岸谷坡下部,止于里程为K43+600,位于阿橄榄村以北约500米的古岩河西岸谷坡下部,全长6.78千米。
1工程概况
1.1主要工程量
本合同桥梁较多,共2657.31延米。隧道170米。路基土石方工程量较小,挖方弃方较多,最大挖深25m,在K38+335~K38+450段有一处滑坡体,位于古岩河岸边,边坡开挖后可能引起大规模的工后滑坡。对路线的施工及运营存在较大的安全影响。设计中采用抗滑桩进行防护。路基工程主要工程量为:挖方481604m3,填方86135m3,浆砌片石挡土墙26450m3,浆砌片石拱形格8597 m2,现浇砼拱形格22171 m2,锚杆框格梁28525 m2,预应力锚索框格梁3631 m2,植被护坡10894m2。
1.2地形、地貌
本合同位于侵蚀构造——侵蚀峡谷地形地貌地貌单元内,主要分布于古岩河两岸谷坡,地形起伏较大,横陂陡峭,自然坡度一般均在30度以上,局部达75度,多为深山峡谷,两岸谷深坡陡,基岩多裸露,形成断崖峭壁,溯源侵蚀强烈,相对高差达千余米,多为“V”字形基岩深切峡谷,山顶呈浑圆状,山坡陡崚。近期上升运动较为强烈,地表水侵蚀甚剧,多形成断崖陡坡地形,山势险峻,石壁耸立,岩脚之下常见石锥,,河谷下切作用较为强烈,谷底堆积物较厚,多数河库基岩出露。
1.3气象、水系
楚雄州属亚热带季风气候,但由于山高谷深,气候垂直气候明显。气候特征是冬夏季短、春秋季长;日温差大,年温差小;冬无严寒、夏无酷暑;干湿分明、雨热同季;日照充足,霜期较短;降水偏少,春夏旱重。因地形和海拔的差异,形成气象要素时空分布复杂,立体气候和小气候特征明显的特点。年均气温为14.8~21.9摄氏度。最冷月(1月)平均气温在7.4摄氏度;最热月(6月)平均气温21.4摄氏度。极端最高气温35摄氏度,极端最低气温-8.4摄氏度。无霜期为221天~275天。年均降水量800~1000毫米,为年降雨量的3倍多。
路线区域地处红河,金沙江两大水系的分水岭地带,路线K146+240附近为分水岭,以北区域向北汇入龙川江,属金沙江水系;以南地区向东南经刹甸河汇入绿汁江和向西汇入马龙河、礼社江,属红河水系。
1.4工程地质条件
线路经过区主要底层为第四系全新统残破积(Q4el+dl)、冲洪积(Q4al+pl);中生代属侏罗冯家河组(J1f)、张家河组(J2Z)、蛇甸组(J3s)沉积岩等组成。
2挖孔桩施工关键工序和技术控制
挖孔桩施工顺序:测量定位→井口锁口→分节开挖→分节支护→安装钢筋笼→灌注桩基砼→养护→桩基检测。
2.1施工准备
准备机具及模板制作,手摇绞车等。桩基孔位测量放样。场地平整,清除孔口淤泥质土层
1.0m并夯实,立模板浇筑孔口护壁;孔口高出地面0.3m。在挖孔区及孔口四周挖排水沟,做好排水系统,做好孔口的防雨设施。
2.2桩孔开挖
桩孔开挖顺序及方法为桩孔同时开挖,两人一组负责两孔开挖,组与组之间相邻孔不能同时开挖,避免间距过小而造成坍孔。
挖孔桩土层采用人工开挖,强风化岩及硬土层用风镐凿除,微风化岩层用凿岩机打眼,安装炸药爆破,出土采用吊斗盛土手摇绞车提升,开挖1.0m衬砌1.0m;挖孔至出水层时,如孔内水量过大,在孔中心挖一集水坑,用潜水泵抽水,潜水泵用滤网包好,集水坑设碎石滤层。
挖孔至微风化及以上坚硬岩石,采用浅眼爆破开挖,用手持式凿岩打眼,炮眼深度控制在0.4~0.8m之间,并严格控制装药量,装药深度不得超过眼深的1/3,孔内爆破采用塑料导管非电毫秒雷管起爆。炸药选用防水效果好的硝铵炸药。爆破前对护壁予以保护,并对孔口进行覆盖,以防飞石伤人。
为提高爆破效果,应合理的确定炮眼直径、数目及装药量,结合桩径等实际情况,沿樁径外缘布设周边眼,孔中为斜眼掏槽。
周边孔尽可能垂直桩孔顶面,掏槽眼与孔顶要有一定的斜度,成梭台形,比周边炮眼深10cm左右,通过非电毫秒延期雷管使其优先起爆。一般炮眼孔径选择40mm。药卷与炮眼壁之间的空隙不大于炮眼直径的15%,施工中最小抵抗线w按50cm取值,炮眼间距a=1.3W确定爆破时单孔装药量的计算公式:
q=kwaH
式中:q-单孔装药量(kg)
k-单位用药量系数(1.2kg/m3)
w-最小抵抗线(m)
H-爆破体的爆除厚度
在接近桩底设计标高(一般为50cm内)时,停止爆破,改用人工开挖,防止超挖以及对基底的扰动。
2.3护壁支护
桩孔开挖与护壁支护两个工序连续作业,护壁模板用厚1~3mm钢板卷制而成,用30×30的角钢作横竖带焊成一体,每套模加工成4片,片与片之间用φ14的螺杆联结,为了方便拆模,螺杆联结处用1cm厚的橡胶条或木板填塞。模板加工完毕后进行拼装,检查其孔径尺寸和平面位置,直径偏差不大于±10mm,上下口平面中心偏差不大于5mm。
当每节桩开挖后,利用“孔口架”上的轴线方向交出孔位中心并仔细检查挖孔质量,然后支立模板,用螺杆联结牢固。为防止灌注砼护壁时模板移位,模板与开挖轮廓线之间用方木支顶,待灌砼时,随灌随取出。为了使相邻节护壁有一定的搭接长度和保证护壁不漏水,模板高度比每节开挖高度长10cm。
护壁为C30砼,护壁厚度10cm,一般情况下采用素砼护壁,对个别特殊严重坍孔段,可根据安全情况,再酌情减短护壁长度,必要时,护壁采用钢筋砼护壁,护壁钢筋用单层环向筋和竖向联结筋组成,环向筋采用φ10,竖向联结筋φ8;竖向钢筋加工成“L”形,其长度沿护壁每次衬砌高度大15cm,当一节桩孔开挖完毕后,其伸出部分搬直与下节护壁钢筋相接,防止护壁脱落或护壁之间开裂。
为加快模板周转和提高砼早期强度,砼中掺入早强剂,砼坍落度为5~7cm,捣固采用小直径振捣棒捣实,砼灌注24小时后,强度达到
2.5mpa,在此期间不得进行孔内爆破。
2.4特殊情况下的桩孔开挖
2.4.1如地下水比较丰富地质复杂,遇到流砂、流泥层,采用钢护筒打入跟进法开挖,方法:把钢护筒打入流砂、流泥层下0.5m,下部用φ16的钢筋固定好,稳定后在外侧做护壁,或采用压浆加固后再施工。
2.4.2当遇到松软层时,打入钢筋支撑上部土层,下部用预制砼块支顶,预制砼块重量以25~50kg为宜。砼块支顶后仍不稳定,可在外侧再做一层护壁砼。
2.4.3挖孔施工中地下水较大时采用潜水泵排水,在孔内挖集水坑集中抽水的方法,把水从桩孔内抽出引至排水系统,防止再次流入或渗入桩孔内。
2.5通风、防尘
挖孔深度达10米时,必须进行孔内送风,保证25L/S的风量,遇岩层进行钻眼放炮时,工人必须戴防尘口罩,执行湿式钻孔,采用“一吹一吸”的通风措施,放炮后增送风量,尽快把孔内烟雾排出,确认无毒后再进行下一步作业。
2.6成孔检查
挖孔至设计标高后,清除孔底松散土层并清平,当孔底岩层倾斜时,凿成水平或台阶防止桩底承载产生水平分力。孔径、孔形的检查,采用外径为桩钢筋笼直径加100mm,长度为4-6倍外径的钢筋检孔器吊入孔内检测;质量标准:孔的中心位置允许偏差:群桩100mm,排架桩50mm;孔径:不小于设计桩径;倾斜度:小于0.5%桩长,且不大于200mm;孔深:不小于设计孔深。
2.7钢筋骨架制作与安装
钢筋骨架在钢筋加工场地整段制作,用自制平板车运至现场后利用25t吊车整节吊入孔内至设计标高,并在孔口将钢筋笼固定,防止砼浇筑过程中骨架上浮。为使钢筋有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形,每隔2m设置Φ20加强箍筋一道,在箍筋上设置塑料定位夹垫块。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,应查明原因,不得强行插入,钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计及规范要求。
2.8灌注砼
桩基砼采用拌和站集中拌和,砼罐车运至孔口,通过钢串筒溜放至孔内,串筒每节长0.7m,串筒底口至孔底或砼面高度<
2.0m,随灌注高度逐节拆除串筒。砼施工过程中设专人旁站监控,严格控制每盘的坍落度、水灰比,并确保桩基砼浇注的连续性。
2.9 桩基检测
桩基达到设计强度的80%后 (水下灌注砼需破除桩头松散层),对桩身进行无破损检测,检测合格后进行下道工序施工。
3.结束语
通过对以上关键工序进行了严格的技术控制,元双公路六标桥梁挖孔桩施工合格率为100%,完全满足了设计要求。
关键词:公路桥梁 ; 挖孔桩;技术控制
云南元双公路第六标段起点里程为K36+820,位于新村河与古岩河交汇处以西约200米古岩河南岸谷坡下部,止于里程为K43+600,位于阿橄榄村以北约500米的古岩河西岸谷坡下部,全长6.78千米。
1工程概况
1.1主要工程量
本合同桥梁较多,共2657.31延米。隧道170米。路基土石方工程量较小,挖方弃方较多,最大挖深25m,在K38+335~K38+450段有一处滑坡体,位于古岩河岸边,边坡开挖后可能引起大规模的工后滑坡。对路线的施工及运营存在较大的安全影响。设计中采用抗滑桩进行防护。路基工程主要工程量为:挖方481604m3,填方86135m3,浆砌片石挡土墙26450m3,浆砌片石拱形格8597 m2,现浇砼拱形格22171 m2,锚杆框格梁28525 m2,预应力锚索框格梁3631 m2,植被护坡10894m2。
1.2地形、地貌
本合同位于侵蚀构造——侵蚀峡谷地形地貌地貌单元内,主要分布于古岩河两岸谷坡,地形起伏较大,横陂陡峭,自然坡度一般均在30度以上,局部达75度,多为深山峡谷,两岸谷深坡陡,基岩多裸露,形成断崖峭壁,溯源侵蚀强烈,相对高差达千余米,多为“V”字形基岩深切峡谷,山顶呈浑圆状,山坡陡崚。近期上升运动较为强烈,地表水侵蚀甚剧,多形成断崖陡坡地形,山势险峻,石壁耸立,岩脚之下常见石锥,,河谷下切作用较为强烈,谷底堆积物较厚,多数河库基岩出露。
1.3气象、水系
楚雄州属亚热带季风气候,但由于山高谷深,气候垂直气候明显。气候特征是冬夏季短、春秋季长;日温差大,年温差小;冬无严寒、夏无酷暑;干湿分明、雨热同季;日照充足,霜期较短;降水偏少,春夏旱重。因地形和海拔的差异,形成气象要素时空分布复杂,立体气候和小气候特征明显的特点。年均气温为14.8~21.9摄氏度。最冷月(1月)平均气温在7.4摄氏度;最热月(6月)平均气温21.4摄氏度。极端最高气温35摄氏度,极端最低气温-8.4摄氏度。无霜期为221天~275天。年均降水量800~1000毫米,为年降雨量的3倍多。
路线区域地处红河,金沙江两大水系的分水岭地带,路线K146+240附近为分水岭,以北区域向北汇入龙川江,属金沙江水系;以南地区向东南经刹甸河汇入绿汁江和向西汇入马龙河、礼社江,属红河水系。
1.4工程地质条件
线路经过区主要底层为第四系全新统残破积(Q4el+dl)、冲洪积(Q4al+pl);中生代属侏罗冯家河组(J1f)、张家河组(J2Z)、蛇甸组(J3s)沉积岩等组成。
2挖孔桩施工关键工序和技术控制
挖孔桩施工顺序:测量定位→井口锁口→分节开挖→分节支护→安装钢筋笼→灌注桩基砼→养护→桩基检测。
2.1施工准备
准备机具及模板制作,手摇绞车等。桩基孔位测量放样。场地平整,清除孔口淤泥质土层
1.0m并夯实,立模板浇筑孔口护壁;孔口高出地面0.3m。在挖孔区及孔口四周挖排水沟,做好排水系统,做好孔口的防雨设施。
2.2桩孔开挖
桩孔开挖顺序及方法为桩孔同时开挖,两人一组负责两孔开挖,组与组之间相邻孔不能同时开挖,避免间距过小而造成坍孔。
挖孔桩土层采用人工开挖,强风化岩及硬土层用风镐凿除,微风化岩层用凿岩机打眼,安装炸药爆破,出土采用吊斗盛土手摇绞车提升,开挖1.0m衬砌1.0m;挖孔至出水层时,如孔内水量过大,在孔中心挖一集水坑,用潜水泵抽水,潜水泵用滤网包好,集水坑设碎石滤层。
挖孔至微风化及以上坚硬岩石,采用浅眼爆破开挖,用手持式凿岩打眼,炮眼深度控制在0.4~0.8m之间,并严格控制装药量,装药深度不得超过眼深的1/3,孔内爆破采用塑料导管非电毫秒雷管起爆。炸药选用防水效果好的硝铵炸药。爆破前对护壁予以保护,并对孔口进行覆盖,以防飞石伤人。
为提高爆破效果,应合理的确定炮眼直径、数目及装药量,结合桩径等实际情况,沿樁径外缘布设周边眼,孔中为斜眼掏槽。
周边孔尽可能垂直桩孔顶面,掏槽眼与孔顶要有一定的斜度,成梭台形,比周边炮眼深10cm左右,通过非电毫秒延期雷管使其优先起爆。一般炮眼孔径选择40mm。药卷与炮眼壁之间的空隙不大于炮眼直径的15%,施工中最小抵抗线w按50cm取值,炮眼间距a=1.3W确定爆破时单孔装药量的计算公式:
q=kwaH
式中:q-单孔装药量(kg)
k-单位用药量系数(1.2kg/m3)
w-最小抵抗线(m)
H-爆破体的爆除厚度
在接近桩底设计标高(一般为50cm内)时,停止爆破,改用人工开挖,防止超挖以及对基底的扰动。
2.3护壁支护
桩孔开挖与护壁支护两个工序连续作业,护壁模板用厚1~3mm钢板卷制而成,用30×30的角钢作横竖带焊成一体,每套模加工成4片,片与片之间用φ14的螺杆联结,为了方便拆模,螺杆联结处用1cm厚的橡胶条或木板填塞。模板加工完毕后进行拼装,检查其孔径尺寸和平面位置,直径偏差不大于±10mm,上下口平面中心偏差不大于5mm。
当每节桩开挖后,利用“孔口架”上的轴线方向交出孔位中心并仔细检查挖孔质量,然后支立模板,用螺杆联结牢固。为防止灌注砼护壁时模板移位,模板与开挖轮廓线之间用方木支顶,待灌砼时,随灌随取出。为了使相邻节护壁有一定的搭接长度和保证护壁不漏水,模板高度比每节开挖高度长10cm。
护壁为C30砼,护壁厚度10cm,一般情况下采用素砼护壁,对个别特殊严重坍孔段,可根据安全情况,再酌情减短护壁长度,必要时,护壁采用钢筋砼护壁,护壁钢筋用单层环向筋和竖向联结筋组成,环向筋采用φ10,竖向联结筋φ8;竖向钢筋加工成“L”形,其长度沿护壁每次衬砌高度大15cm,当一节桩孔开挖完毕后,其伸出部分搬直与下节护壁钢筋相接,防止护壁脱落或护壁之间开裂。
为加快模板周转和提高砼早期强度,砼中掺入早强剂,砼坍落度为5~7cm,捣固采用小直径振捣棒捣实,砼灌注24小时后,强度达到
2.5mpa,在此期间不得进行孔内爆破。
2.4特殊情况下的桩孔开挖
2.4.1如地下水比较丰富地质复杂,遇到流砂、流泥层,采用钢护筒打入跟进法开挖,方法:把钢护筒打入流砂、流泥层下0.5m,下部用φ16的钢筋固定好,稳定后在外侧做护壁,或采用压浆加固后再施工。
2.4.2当遇到松软层时,打入钢筋支撑上部土层,下部用预制砼块支顶,预制砼块重量以25~50kg为宜。砼块支顶后仍不稳定,可在外侧再做一层护壁砼。
2.4.3挖孔施工中地下水较大时采用潜水泵排水,在孔内挖集水坑集中抽水的方法,把水从桩孔内抽出引至排水系统,防止再次流入或渗入桩孔内。
2.5通风、防尘
挖孔深度达10米时,必须进行孔内送风,保证25L/S的风量,遇岩层进行钻眼放炮时,工人必须戴防尘口罩,执行湿式钻孔,采用“一吹一吸”的通风措施,放炮后增送风量,尽快把孔内烟雾排出,确认无毒后再进行下一步作业。
2.6成孔检查
挖孔至设计标高后,清除孔底松散土层并清平,当孔底岩层倾斜时,凿成水平或台阶防止桩底承载产生水平分力。孔径、孔形的检查,采用外径为桩钢筋笼直径加100mm,长度为4-6倍外径的钢筋检孔器吊入孔内检测;质量标准:孔的中心位置允许偏差:群桩100mm,排架桩50mm;孔径:不小于设计桩径;倾斜度:小于0.5%桩长,且不大于200mm;孔深:不小于设计孔深。
2.7钢筋骨架制作与安装
钢筋骨架在钢筋加工场地整段制作,用自制平板车运至现场后利用25t吊车整节吊入孔内至设计标高,并在孔口将钢筋笼固定,防止砼浇筑过程中骨架上浮。为使钢筋有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形,每隔2m设置Φ20加强箍筋一道,在箍筋上设置塑料定位夹垫块。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,应查明原因,不得强行插入,钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计及规范要求。
2.8灌注砼
桩基砼采用拌和站集中拌和,砼罐车运至孔口,通过钢串筒溜放至孔内,串筒每节长0.7m,串筒底口至孔底或砼面高度<
2.0m,随灌注高度逐节拆除串筒。砼施工过程中设专人旁站监控,严格控制每盘的坍落度、水灰比,并确保桩基砼浇注的连续性。
2.9 桩基检测
桩基达到设计强度的80%后 (水下灌注砼需破除桩头松散层),对桩身进行无破损检测,检测合格后进行下道工序施工。
3.结束语
通过对以上关键工序进行了严格的技术控制,元双公路六标桥梁挖孔桩施工合格率为100%,完全满足了设计要求。