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摘 要:本文结合云桂铁路百东河2号双线特大桥的施工实践,对特大桥基础施工关键工序的技术控制进行了详细阐述。
关键词:特大桥;钻孔桩 ; 承台 ;技术控制
1.工程概况
云桂铁路百东河2号双线特大桥位于百色市田阳县,全长3674.678m,共112跨,孔跨均为32.72m。桥台采用矩形空心桥台,承台为矩形结构,分为2m和1m双层。墩台按桩基础设计,桩径均为1.00m。
本桥南岭巨型复杂纬向构造带的局部干扰,主要构造线多呈北西向。沿线地层自古生界至新生界出露较为完全,除侏罗、志留、奥陶系未见外,其余时代地层皆有分布。本桥3~13、15~16、19~62、83~84、87~104号墩台置于膨胀土中,具弱~中等膨胀性。
2.钻孔桩
本工程采用冲击钻成孔,钢筋笼集中分节制作,现场吊装接长。
2.1冲击钻机成孔
开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水,投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5-2.0m,并防止溢出,掏碴后及时补水。护筒底脚以下2-4m范围内一般比较松散,采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,以促使护筒底口形成“硬壳”。避免护筒底口漏浆。
2.2检孔及清孔
桩深达到设计要求后,按要求报请监理和设计单位地质工程师对桩基地质情况进行确认。由现场监理见证检验桩径、垂直度、泥浆厚度等指标是否符合要求,合格后进行清孔换浆。桩径、垂直度采用检孔器检查,检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于孔径的4-6倍。如发生弯孔、斜孔、缩孔等情况较严重时,应重新钻孔。清至泥浆比重为1.05左右,测量沉碴厚度,合格后开始下钢筋笼。
2.3钢筋笼制作安装
清孔达到要求后,下放钢筋笼。钢筋笼的Ⅰ级钢采用T421 焊条,Ⅱ级钢筋采用T506焊条,采用搭接焊或帮条焊。双面焊接,焊接长度不小于5d;帮条焊应采用与主筋同级别的钢筋,其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面积。当无条件时可采用单面焊,焊接长度应不小于10d。接头须按规定25%相互错开,接头间距不小于1.3倍的搭接长度。钢筋焊接时,搭接钢筋的轴线应位于同一条直线上。钢筋笼事先分节预制,每节长9~12m。现场在孔口起吊接长下放,分节制作的钢筋笼下放到上端离钻孔口0.8~1.0m时,暂停下放,待焊接好上一节钢筋笼后再继续下放。钢筋笼的接长时间控制在4小时内,以避免时间过长,泥浆变清,造成塌孔。
钢筋笼堆放和搬运时必须保持顺直,防止扭转、弯曲变形,钢筋笼吊装时应防止钢筋笼变形,并于承台座板底面处自上而下每隔2m及钢筋笼底部改用钢筋直径为20mm的加劲箍盘,增大钢筋笼的刚度。钢筋笼的起吊采用三点吊,第一吊点设在骨架底部,第二吊点设在骨架上三分之一处,第三吊点在骨架上部。待骨架离开地面后,停止第一吊点、第二吊点,直到骨架垂直后再移入桩孔内。钢筋笼按设计要求设置定位器。为保证钢筋笼四周有足够保护层,绑扎混凝土垫块,竖向每隔2m设一道,每道对称设四块。
孔口焊接钢筋笼时,主筋焊接部位表面污垢必须清除干净,上、下节笼体接头处作15度预弯,各主筋位置对正,且上、下节笼体保持竖直状态,焊接时采取两边对称施焊,单面焊缝长度≥10d。焊接完毕后要补足焊接部位的箍筋,并经验收合格后方可下放,进行下一节钢筋笼的焊接。
钢筋笼的安放深度和位置必须符合设计要求:平面位置偏差不大于10cm,底面高程偏差不大于10cm。待全部钢筋笼下完经验收合格后,将其吊筋与孔口板进行固定,保证钢筋笼定位正确,避免钢筋笼下沉和灌注砼时上浮。
2.3.1声测管安装
对于桩长大于40m的桩应按要求安装声测管,声测管共三根,于钢筋笼内侧等距分布,与钢筋笼一起吊放。声测管要求全封闭,管内无异物,钢筋笼吊放过程中将管内灌满清水,水下混凝土施工时保证不漏浆进管内。声测管与钢筋笼一起分段焊接,连接处应光滑过渡,管口高出设计桩顶20cm,每个声测管高度保持一致。
2.3.2水下混凝土灌注
混凝土灌注采用下导管水下灌注,导管采用壁厚6mm无缝钢管,底部距孔底30~50cm,导管要有足够的刚度和强度,导管使用前和使用一个时期后应做压水试验,并试验隔水栓能否顺利通过。水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3 倍压力;压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。导管自下而上作标尺和编号,灌注前还要进行升降试验。
混凝土配合比应通过试验确定。为防止水下混凝土在灌注过程时间较长,混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间,改善混凝土的和易性及节约水泥。
浇注开始时,要连续有节奏地进行,当导管内混凝土不满时,徐徐地浇注,防止在导管内造成高压气囊,压漏导管。导管底端要始终埋入混凝土面以下2~6m,严禁把导管提出混凝土面。混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮,否则采取加固措施。在浇注将近结束时,导管内混凝土柱高度相对减少,导管内混凝土压力降低,而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现混凝土顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,减少泥浆比重,使浇注工作顺利进行。
2.3.3桩基检测
根据设计要求,对桩的完整性采用超声波无破损法或动测法进行检测;并委托有资质的单位,按要求进行静载抗压试验或全长钻孔取样试验。
3.承台
陆地墩承台基坑采取放坡开挖或支护基坑开挖,地下水位高时采取井管和排水管排水,确保基坑作业环境和施工安全。
水中墩承台根据具体的场地施工条件,选择筑岛围堰或钢板桩围堰结构进行施工。一般水深在2m以内的承台采用筑岛围堰施工;水深在2m~5m的承台采用钢板桩围堰施工。
承台混凝土为大体积混凝土,施工中需采取降低混凝土入模温度、设置冷却水管和保温等措施,确保混凝土内在质量。
3.1基坑开挖
基坑采用挖掘机开挖、人工配合施工,当开挖至离基底200mm时,停止机械开挖,改为人工进行,以保证基底不被扰动。
3.2混凝土垫层
0、112、3~13、15~16、19~62、83~84、87~104号墩台置于膨胀土中,增设20cmC20混凝土垫层,并及时封闭基坑。
3.3凿除伸入承台的超灌桩头混凝土
采用手工凿除和风动工具凿除的施工方法,首先使用风动工具将桩头清除至距设计桩顶10~20cm的位置,然后改为手工凿除直至设计桩顶标高。最后将桩身变形的钢筋整修复原。
3.4钢筋安装
承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品,运至现场绑扎。承台钢筋按规范进行焊接,钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固,做到上下层网格对齐,层间距正确,并确保钢筋的保护层厚度。
3.5模板安装
模板全部采用钢模板,并保证模板强度、刚度和稳定性。模板拼装可利用小型吊具在基坑内逐块组拼,拼接表面必须平整、支撑牢靠。支模前用全站仪测放承台四角点,墨线弹出模板的边线,支模后再用仪器进行复合校正。
模板立设在钢筋骨架绑扎完毕后进行。采用绷线法调直,吊垂球法控制其垂直度。加固通过型钢、方木、拉杆与基坑四周坑壁挤密、撑实,确保模板稳定牢固、尺寸准确。墩身预埋钢筋的绑扎在模板立设完毕后进行,根据模板上口尺寸控制其准确性,采用与承台钢筋焊接,形成一個整体骨架以防移位。密封胶条封堵模板间接缝,严格按设计和施工规范进行。
3.6混凝土灌注及养护
砼由混凝土拌和站集中拌和,砼输送车运输,经砼泵送至施工点,砼分区布料、分层浇筑,采用插入式振捣器振捣,当砼自由落体高度超过2m时,采用串筒下料,防止砼离析。砼浇筑完毕后,在顶部砼初凝前,对其进行二次振捣,并压实抹平。控制表面收缩裂纹,减少水分蒸发;砼初凝后,加强保湿养护,防止水分蒸发。混凝土浇筑时应及时制作混凝土试件,并按时进行抗压强度试验,以便及时对承台混凝土强度进行监控。
4.结束语
通过对以上关键工序全过程严格的技术控制,有效提升了云桂铁路百东河2号双线特大桥的基础工程的施工质量,工程合格率100%,优良率达98%。
关键词:特大桥;钻孔桩 ; 承台 ;技术控制
1.工程概况
云桂铁路百东河2号双线特大桥位于百色市田阳县,全长3674.678m,共112跨,孔跨均为32.72m。桥台采用矩形空心桥台,承台为矩形结构,分为2m和1m双层。墩台按桩基础设计,桩径均为1.00m。
本桥南岭巨型复杂纬向构造带的局部干扰,主要构造线多呈北西向。沿线地层自古生界至新生界出露较为完全,除侏罗、志留、奥陶系未见外,其余时代地层皆有分布。本桥3~13、15~16、19~62、83~84、87~104号墩台置于膨胀土中,具弱~中等膨胀性。
2.钻孔桩
本工程采用冲击钻成孔,钢筋笼集中分节制作,现场吊装接长。
2.1冲击钻机成孔
开孔时先在孔中灌入泥浆或直接注水,投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。开孔及整个钻进过程中始终保持孔内水位高出地下水为1.5-2.0m,并防止溢出,掏碴后及时补水。护筒底脚以下2-4m范围内一般比较松散,采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,以促使护筒底口形成“硬壳”。避免护筒底口漏浆。
2.2检孔及清孔
桩深达到设计要求后,按要求报请监理和设计单位地质工程师对桩基地质情况进行确认。由现场监理见证检验桩径、垂直度、泥浆厚度等指标是否符合要求,合格后进行清孔换浆。桩径、垂直度采用检孔器检查,检孔器用钢筋笼做成,其外径等于设计孔径,长度等于孔径的4-6倍。如发生弯孔、斜孔、缩孔等情况较严重时,应重新钻孔。清至泥浆比重为1.05左右,测量沉碴厚度,合格后开始下钢筋笼。
2.3钢筋笼制作安装
清孔达到要求后,下放钢筋笼。钢筋笼的Ⅰ级钢采用T421 焊条,Ⅱ级钢筋采用T506焊条,采用搭接焊或帮条焊。双面焊接,焊接长度不小于5d;帮条焊应采用与主筋同级别的钢筋,其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面积。当无条件时可采用单面焊,焊接长度应不小于10d。接头须按规定25%相互错开,接头间距不小于1.3倍的搭接长度。钢筋焊接时,搭接钢筋的轴线应位于同一条直线上。钢筋笼事先分节预制,每节长9~12m。现场在孔口起吊接长下放,分节制作的钢筋笼下放到上端离钻孔口0.8~1.0m时,暂停下放,待焊接好上一节钢筋笼后再继续下放。钢筋笼的接长时间控制在4小时内,以避免时间过长,泥浆变清,造成塌孔。
钢筋笼堆放和搬运时必须保持顺直,防止扭转、弯曲变形,钢筋笼吊装时应防止钢筋笼变形,并于承台座板底面处自上而下每隔2m及钢筋笼底部改用钢筋直径为20mm的加劲箍盘,增大钢筋笼的刚度。钢筋笼的起吊采用三点吊,第一吊点设在骨架底部,第二吊点设在骨架上三分之一处,第三吊点在骨架上部。待骨架离开地面后,停止第一吊点、第二吊点,直到骨架垂直后再移入桩孔内。钢筋笼按设计要求设置定位器。为保证钢筋笼四周有足够保护层,绑扎混凝土垫块,竖向每隔2m设一道,每道对称设四块。
孔口焊接钢筋笼时,主筋焊接部位表面污垢必须清除干净,上、下节笼体接头处作15度预弯,各主筋位置对正,且上、下节笼体保持竖直状态,焊接时采取两边对称施焊,单面焊缝长度≥10d。焊接完毕后要补足焊接部位的箍筋,并经验收合格后方可下放,进行下一节钢筋笼的焊接。
钢筋笼的安放深度和位置必须符合设计要求:平面位置偏差不大于10cm,底面高程偏差不大于10cm。待全部钢筋笼下完经验收合格后,将其吊筋与孔口板进行固定,保证钢筋笼定位正确,避免钢筋笼下沉和灌注砼时上浮。
2.3.1声测管安装
对于桩长大于40m的桩应按要求安装声测管,声测管共三根,于钢筋笼内侧等距分布,与钢筋笼一起吊放。声测管要求全封闭,管内无异物,钢筋笼吊放过程中将管内灌满清水,水下混凝土施工时保证不漏浆进管内。声测管与钢筋笼一起分段焊接,连接处应光滑过渡,管口高出设计桩顶20cm,每个声测管高度保持一致。
2.3.2水下混凝土灌注
混凝土灌注采用下导管水下灌注,导管采用壁厚6mm无缝钢管,底部距孔底30~50cm,导管要有足够的刚度和强度,导管使用前和使用一个时期后应做压水试验,并试验隔水栓能否顺利通过。水密试验时的水压不小于孔内水深的1.3 倍压力;压水试验根据施工中可能出现的最大压力确定。导管自下而上作标尺和编号,灌注前还要进行升降试验。
混凝土配合比应通过试验确定。为防止水下混凝土在灌注过程时间较长,混凝土中可掺入高效缓凝减水剂以延缓凝结时间,改善混凝土的和易性及节约水泥。
浇注开始时,要连续有节奏地进行,当导管内混凝土不满时,徐徐地浇注,防止在导管内造成高压气囊,压漏导管。导管底端要始终埋入混凝土面以下2~6m,严禁把导管提出混凝土面。混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮,否则采取加固措施。在浇注将近结束时,导管内混凝土柱高度相对减少,导管内混凝土压力降低,而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现混凝土顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,减少泥浆比重,使浇注工作顺利进行。
2.3.3桩基检测
根据设计要求,对桩的完整性采用超声波无破损法或动测法进行检测;并委托有资质的单位,按要求进行静载抗压试验或全长钻孔取样试验。
3.承台
陆地墩承台基坑采取放坡开挖或支护基坑开挖,地下水位高时采取井管和排水管排水,确保基坑作业环境和施工安全。
水中墩承台根据具体的场地施工条件,选择筑岛围堰或钢板桩围堰结构进行施工。一般水深在2m以内的承台采用筑岛围堰施工;水深在2m~5m的承台采用钢板桩围堰施工。
承台混凝土为大体积混凝土,施工中需采取降低混凝土入模温度、设置冷却水管和保温等措施,确保混凝土内在质量。
3.1基坑开挖
基坑采用挖掘机开挖、人工配合施工,当开挖至离基底200mm时,停止机械开挖,改为人工进行,以保证基底不被扰动。
3.2混凝土垫层
0、112、3~13、15~16、19~62、83~84、87~104号墩台置于膨胀土中,增设20cmC20混凝土垫层,并及时封闭基坑。
3.3凿除伸入承台的超灌桩头混凝土
采用手工凿除和风动工具凿除的施工方法,首先使用风动工具将桩头清除至距设计桩顶10~20cm的位置,然后改为手工凿除直至设计桩顶标高。最后将桩身变形的钢筋整修复原。
3.4钢筋安装
承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品,运至现场绑扎。承台钢筋按规范进行焊接,钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固,做到上下层网格对齐,层间距正确,并确保钢筋的保护层厚度。
3.5模板安装
模板全部采用钢模板,并保证模板强度、刚度和稳定性。模板拼装可利用小型吊具在基坑内逐块组拼,拼接表面必须平整、支撑牢靠。支模前用全站仪测放承台四角点,墨线弹出模板的边线,支模后再用仪器进行复合校正。
模板立设在钢筋骨架绑扎完毕后进行。采用绷线法调直,吊垂球法控制其垂直度。加固通过型钢、方木、拉杆与基坑四周坑壁挤密、撑实,确保模板稳定牢固、尺寸准确。墩身预埋钢筋的绑扎在模板立设完毕后进行,根据模板上口尺寸控制其准确性,采用与承台钢筋焊接,形成一個整体骨架以防移位。密封胶条封堵模板间接缝,严格按设计和施工规范进行。
3.6混凝土灌注及养护
砼由混凝土拌和站集中拌和,砼输送车运输,经砼泵送至施工点,砼分区布料、分层浇筑,采用插入式振捣器振捣,当砼自由落体高度超过2m时,采用串筒下料,防止砼离析。砼浇筑完毕后,在顶部砼初凝前,对其进行二次振捣,并压实抹平。控制表面收缩裂纹,减少水分蒸发;砼初凝后,加强保湿养护,防止水分蒸发。混凝土浇筑时应及时制作混凝土试件,并按时进行抗压强度试验,以便及时对承台混凝土强度进行监控。
4.结束语
通过对以上关键工序全过程严格的技术控制,有效提升了云桂铁路百东河2号双线特大桥的基础工程的施工质量,工程合格率100%,优良率达98%。