2.2.1.1.钢栈桥施工方案
2.2.1.1.1.钢栈桥设计
(1)桥跨布置
栈桥全长280m,起点位于25#墩和26#墩之间,终点位于27#墩和28#墩之间,标准段钢栈桥桥跨采用12m,中间两孔为30m通航孔,总体桥跨布置为(9×12+2×30)m,栈桥位于桥位左侧,外边缘距桥梁中心线中心线13m。栈桥按双向行车道设计,桥面宽6.0m,按两车道设计。
栈桥总体布置见图2.2.1-1所示。
中部为2跨60m通航孔
| 图2.2.1-1 栈桥桥跨布置 |
栈桥采用多跨连续梁方案。贝雷栈桥梁部结构为两组两排单层“321”贝雷桁架,采用2×12m或30m跨一联。栈桥下部结构采用钢管桩基础,按摩擦桩设计。根据受力,钢管桩单排采用2Φ630mm布置形式;制动墩设双排桩,采用4Φ600mm布置形式。桥面采用σ=12mm厚的钢板,采用标准化模块,每块1.5×6m。钢栈桥将引桥每个墩位处的钻孔平台,设为错车平台。
钢便桥在第10跨和11跨,即10#墩~12#墩之间设置开口宽度为30m的通航孔。采用4根Φ600mm钢管桩作为提升式便桥支架基础,设置在提升式便桥两端,钢管桩上横架I45型工字钢,工字钢上设置15T电动葫芦作为提升装置,形成简易龙门。当遇到通航船只时,开启通航孔两端设置的电动开关,电动葫芦将第8跨提升式便桥整体提起,常水位时通航孔处净高可达8m,能够满足颍河通航要求。便桥提升站及通航示意见图2.2.1-2所示。
| 图2.2.1-2 栈桥提升站及通航 | |
| 图2.2.1-3 栈桥桥跨布置 |
为方便施工,在栈桥上设置有φ140mm×3.5mm的PVC管作为电缆管道,以确保施工中电的供应。
贝雷栈桥桥面护栏竖杆焊接在贝雷架上的横向分配梁上,型钢栈桥桥面护栏竖杆焊接在横向分配梁I12上,焊脚高度不小于6mm,扶手横杆焊接在竖杆顶端。
栏杆的竖杆、扶手要求刷上红白相间的警示反光油漆,保证车辆夜间运行安全。栈桥钢管桩露在水面以上航道部分涂刷醒目的橘红色反光面漆,防止江上作业其他船只过桥时对钢管桩的碰撞。
每隔15m设置有安全警示灯,每隔400m设置有一个高倍扬声器,一旦发生意外情况,可及时通知作业人员和来往车辆在最短时间内撤离。
2.2.1.1.2.钢栈桥施工方案
钢栈桥施工主要由基础钢管桩振打、贝雷梁主桁架设、桥面铺装三部分组成。栈桥基础采用φ630、δ=12mm的钢管桩基础,利用50t履带吊配合DZ-90型振动锤沉放。栈桥上部结构采用连续桁架结构,主桁为‘321’型贝雷梁;贝雷梁在岸边加工场地内按6m或9m一节预拼装并短驳运至岸边,利用50t履带吊车对钢栈桥上已安装就位。每一跨贝雷梁安装完成以后立即进行该跨段内的横梁、分配梁及桥面板安装。具体施工步骤如下:
| 步骤1:栈桥混凝土桥台施工完毕后,从岸边向河道方向推进,搭设第一跨连接栈桥。履带吊机在已填筑压实的栈桥桥头施工便道上就位,起吊钢管桩,与振动锤连接后,使钢管桩振动下沉,直至钢管桩不再下沉为止,利用气割等机具割除钢管桩桩顶标高以上上面多余部份,焊接钢垫板,吊装2Ⅰ32双拼型钢分配梁。 |
步骤2:履带吊机起吊、安装已预拼好的一组12m贝雷片;在前方墩顶处悬臂3m。然后铺设桥面横、纵梁及桥面钢板,完成一跨栈桥的铺设。 |
步骤3:履带吊机在已架设首跨栈桥上就位,起吊钢管桩,与振动锤连接后,使钢管桩振动下沉直至钢管桩不再下沉为止,利用气割等机具割除钢管桩桩顶标高以上上面多余部份,焊接钢垫板,吊装2Ⅰ32双拼工字钢分配梁。 |
步骤4:履带吊机起吊、安装已预拼好的下一组9m贝雷梁,与安装好的贝雷梁销接就位;在前方墩顶处悬臂3m。然后铺设桥面横、纵梁及桥面钢板,完成一跨栈桥的铺设。 |
步骤5:履带吊机前行至铺好的栈桥跨前部墩顶就位,继续施工下一跨6m贝雷梁的架设,直至全桥架设完毕。 |
| 图2.2.1-4 钢栈桥施工顺序 |
施工工艺流程见图2.2.1-5所示。
| 图2.2.1-5 钢栈桥施工工艺 |
考虑到主跨(100+165+100)m工程量大,施工工期紧,施工中优先施工便桥及26#、27#号墩作业平台,其它墩台钻孔平台紧跟的顺序组织施工。钢管桩采用长度为12m的平板车运输,在沉桩位置配一台50T履带吊,利用履带吊的主勾和副勾配合使用,施工首跨钢管桩沉桩在堤坝上进行,以后沉桩时吊车设置在已成形的便桥上。履带吊副勾将平板车上的钢管先水平吊起,移动到适宜位置,调整钢管桩使其竖直,再利用履带吊主勾吊起的振动锤上的液压钳将钢管固定,并通过液压钳调整钢管桩的竖直度,钢管桩的平面位置通过全站仪放样确定,钢管桩入土深度通过钢管桩的桩顶标高和钢管桩的长度进行控制。每完成一排两根钢管桩沉桩后立即进行连接系施工,并进行横梁和纵梁及桥面的施工。
(1)钢管桩的制作及吊装堆放。
钢管桩采用购置设计规格的钢管,利用驳船或汽车运至工地,再根据每一根钢管桩水中位置及水深来确定第一节的长度,不宜大于15m,并应考虑施工条件及地质情况。管与管之间的连接采用拼接钢板连接,并用15×10×1cm规格的4块连接片。钢管桩的吊运和堆放:吊装采用两吊点,两个吊点距离桩端的距离分别为桩长的五分之一。
陆地运送时采用拖板车,水上运送时采用驳船。连接好的钢管桩应堆放在岸边,便于吊装船运输。不同类型和不同尺寸的桩,考虑使用前后顺序分别堆放。当桩需长时间堆放时,可采用多点支垫。钢管桩的堆放,层数不超过3层。
(2)插打钢管桩
履带吊就位后,在全站仪或两台J2经纬仪引导下进行定位,利用60Kw振动锤夹具夹紧钢管桩,起吊后放入导向架内,开启振动锤进行插打钢管桩,浮吊保持钢管桩垂直状态下,在振锤的激振力
| 钢管桩施工导向架 | |
| 图2.2.1-6 插打钢管桩 | |
(3)桩顶处理
每完成一根钢管沉桩后,按设计要求确定桩顶标高,将钢管桩找平,对高出标高部分用氧焊割除,低于标高的桩按实际长度进行接长至桩顶标高。钢管桩顶找平后,在桩顶加焊900×900cm2、δ=10mm钢盖板(若使用其它桩径的钢管桩则钢盖板平面尺寸亦相应加大),钢盖板必须与周边满焊,并保证钢盖板水平。
桩顶测量及封头板安装见图2.2.1-7所示。
| 图2.2.1-7 桩顶测量及封头板安装 | |
按便桥及钻孔平台布置图所示在钢管桩身焊接斜撑及平撑,钢管斜撑每隔一跨变换一下方向,使得每孔之间形成剪刀撑形式。
(5)安装横梁
桩顶钢盖板焊接完后,将工字钢横梁用吊车吊放至钢管桩桩顶,横梁根据设计平台采用工字钢或贝雷梁放在桩顶的中心位置调整水平,检查后与桩顶钢盖板焊接。
(6)安装纵梁(贝雷梁)
横梁安装完毕后按间距(90cm+120cm+90cm+120cm+90cm)安装贝雷梁纵梁,纵横梁相交部位采用钢筋制作成U型将贝雷梁固定在横梁上,为保证贝雷梁整体稳定性差,每隔3m用槽钢焊成齿形将一跨上贝雷梁固定,在钻孔平台位置,靠近钢护筒侧纵梁严格按设计位置安放,防止侵入钢护筒净空。
| 横撑安装 | |
| 贝雷梁安装 | |
| 图2.2.1-8 横梁及贝雷梁安装 | |
纵横梁安装后,在纵梁上直接铺设事先设置好的桥面板,桥面板安装平整,中间不得有错台。便桥两侧及钻孔平台四周立焊1.2m高的Ф48mm钢管,每隔0.5m高用Ф18钢筋围起来,与钢管点焊。并在便桥及钻孔平台上设置夜间反光纸,引导和提示船只行进,保证施工安全。
成桥效果见图2.2.1-9所示。
| 图2.2.1-9 钢栈桥与作业平台效果 |
2.2.1.2.1.钻孔作业平台设计
(1)钢平台平面布置
钻孔钢平台按正常配置三台旋挖钻机、一台50t履带吊协助钻孔和下放钢筋笼、三套泥浆处理设施及一台混凝土运输车进行规划设置,并预留足够的运输通道,确定钻孔钢平台为45.2m×31.8m。
钻孔钢平台分为初始作业平台和钻孔工作平台两部分。初始作业平台平面尺寸为9m×31.8m,钻孔平台平面尺寸为27.2m×31.8m。
初始作业平台为五跨连续桁架结构,采用3道三排单层贝雷梁作为钢平台主要承重结构;为加强整体结构稳定性,贝雷采用90花架拼组。
初始作业平台结构形式及构造同钢栈桥。初始作业平台主要用于前期沉放钢护筒及钻孔平台钢管桩作业,后期用于吊放钢筋笼作业并作为运输通道。
钻孔钢平台采用22根φ529钢管桩和20根φ2400钢护筒平联后共同作为基础支撑体系;钢管桩桩顶分配梁采用2排Ⅰ28型钢,剪刀撑采用[8,交叉点采用焊接连接;钢材均为A3钢,钢管桩内灌砂。钢护筒横桥向采用2Ⅰ28和∠100×10角钢剪刀撑进行焊接平联,顺桥向采用2Ⅰ20型钢和∠100×10角钢剪刀撑钢进行焊接平联。
钢平台平面布置见下图2.2.1-10。
| 2.2.1-10 钻孔作业平台平面布置图 |
钢平台结构上部结构自上而下依次为:平台面板采用厚10mm钢板满铺;纵梁采用2[10型钢,按照30cm间距布置;横梁采用2[28双拼槽钢、按照75cm的间距布置;主梁桁架采用三排单层贝雷梁。主梁桁架采用双排单层贝雷梁、90花架拼组作为承重结构。平台详细结构布置见下图2.2.1-11。
| 钻孔作业平台纵桥项布置 |
钻孔作业平台横桥向布置 |
| 图2.2.1-11 钻孔作业平台布置 |
①平台高程:平台高程按五年一遇洪水位加安全高度考虑,取28.1m。
②平台尺寸:设置三台中昇300型全液压转盘式回旋钻机、一台50t履带吊协助钻孔和下放钢筋笼、三套泥浆处理设施及一台混凝土运输车进行规划设置,并预留足够的运输通道,确定钻孔钢平台为45.2m×31.8m。
③设计荷载:按通行车辆最大轴重进行局部承载能力检算,选用50t履带吊加桩锤作为典型荷载,典型荷载为60t;满足工地现场8m³混凝土搅拌车、限速5km通行条件。设计总承重能力为250t,不考虑船只和排筏的撞击力,施工及使用时做好安全防护措施。
④钢管桩单桩承载力:钢管桩单桩承载力设计不小于45t;选择①2粉土(Q4al)及②11粉质黏土(Q4al)作为桩基持力层,按照设计提供的地质资料桩周极限摩阻力分别为取23kPa和60kPa,单根钢管桩进入持力层长度不小于9.0m。
(4)钻孔钢平台防撞措施
初始平台设置防撞钢管桩,并按要求设置航标灯等助航标志;确保夜晚航行安全。
2.2.1.2.2.钢栈桥施工方案
钻孔钢平台施工分为两个阶段组织实施。
第一阶段施工初始作业平台,为钻孔作业平台施工提供作业条件;初始作业平台施工流程与钢栈桥施工相同,不再赘述。
第二阶段利用初始作业平台作业安放50t履带吊实施钻孔作业平台施工。根据颍河特大桥施工现场实际情况并结合施工机械性能。
钻孔作业平台施工步骤如表2.2.1-12所示。
步骤一:插打钢管桩及分配梁安装:
| 使用50t履带吊从初始作业平台边向主墩横向中心线方向,逐根插打钢管桩至设计位置。钢管桩采用平车运输、履带吊配合振动锤振动下沉到位。钢管桩在振动下沉到位后,利用气割等机具割除钢管桩顶标高以上部份,焊接钢垫板,吊装2Ⅰ28双拼工字钢横梁。 |
步骤二: 架设贝雷梁 在钢管桩顶横梁安装完成后,进行贝雷梁架设。贝雷梁在岸边每12m一节预拼完成,板车运输到位、履带吊逐跨安装 |
步骤三: 下沉钢护筒 贝雷梁拼装完成后,进行钢护筒导向架安装,并与贝雷梁连接牢固;履带吊配合振动锤沉放钢护筒。钢护筒采用岸上加工、短驳运输到位,利用履带吊、导向架进行拼接,逐节下沉到位。钢护筒进入②1粉质黏土层不得少于1m。 |
步骤四: 平联钢护筒 横桥向焊接2Ⅰ28型钢横梁和∠100×10角钢剪刀撑,顺桥向焊接Ⅰ20型钢横梁和∠100×10角钢剪刀撑,实施钢护筒平联;钢护筒平联后与钢管桩共同作用,形成钢平台基础支撑体系; |
步骤五:桥面结构铺装 钢护筒平联后,尽快实施桥面结构铺装,包括2[28双拼槽钢横梁安装、2[10型钢纵梁安装及10mm平台钢面板铺装,完成钻孔作业平台的安装。 沉放就位的钢护筒在钻孔施工前必须加盖钢盖板并设置明显安全标志,做好临边、临河防护,避免坠落事故发生。 |
| 图2.2.1-12 钻孔作业平台施工顺序 |
钢护筒采用钢板经现场加工卷制而成,钢护筒在钢筋加工厂统一加工。钢护筒单节长度为4~6m,采用9m炮车运输钢护筒,为防止钢护筒因运输及起吊过程中变形,钢护筒制作时两端内侧应加Φ16钢筋作为十字撑。
平台上采用55T履带吊起吊60KW振动锤直接打设,打设深度不低于4m。钢管桩平台上钢护筒打设前,应在钢管桩平台上采用L7.5型角钢焊好导向架并与平台焊接牢固,汽车吊起吊钢护筒,缓慢插入导向架内,靠自重下沉,在钢护筒入土后用靠尺或线垂测量其垂直度,因护筒在运输及起吊过程中易出现变形,应用靠尺多测几个位置,保证其垂直度误差在1%以内,顶部水平位置偏差不得大于5cm。开动振动锤对钢护筒进行振动下沉,在振动过程中应经常检查钢护筒的垂直度,在第一节钢护筒打至比平台高出1m时,放下振动锤用汽车吊起吊第二根钢护筒,卡在第一节钢护筒顶部的卡板上,通过钢楔调整钢护筒的变形,然后沿接触面全部施焊,焊缝宽度不小于1cm,四周均匀焊接6~8个对接钢板,经现场技术员检查合格后方可下沉,再用汽车吊提起振动锤进行振动下沉,待钢护筒下沉困难并且入河床有4m以上时,方可停止下沉。护筒顶部标高要高出平台面0.3m左右,测量组复核桩位,在钢护筒顶部拉十字线并在钢护筒上做出标记。
| 护筒起吊 | 护筒进龙口 | ||
测量放线 | 护筒振冲 | 下放至设计标高 | |
| 图2.2.1-13 钢护筒安装 | |||
水中桩施工工艺流程见图2.2.2.-1所示。
2.2.3.水中桩施工方法
(1)测量放线
测量工程师对图纸桩位坐标、标高进行复核,确认无误后,准确放出桩位(中心桩及护桩)。测量放样坚持“测量双检制”,即自检、互检,保证偏差在规范允许范围内。
(2)钻机就位
钻机采用吊车安放在钢平台上,为确保钻机安放稳定,钻机四角要加以固定,用十字线对钢丝绳进行对中检查,允许偏差1cm。钻机进场后,机械工程师对其性能进行全面检查,并试运转;工序工程师对钻头的直径,钢丝绳有无断丝情况进行检查,合格后方可就位施钻。钻机置于稳定的工作平台上,用十字线对钢丝绳进行对中检查,允许偏差1cm。现场工序工程师自检合格后报监理检查,监理检查合格后方可开钻。
(3)泥浆池及沉淀池的布置
平台上泥浆池应布置在桩位附近标高较底处,泥浆池的尺寸根据孔桩直径、泥浆流速、泥浆循环所需流量以及现场场地布置情况确定。25#~31#墩处各设置一个泥浆池,泥浆池大小为3m×3m×2m(长×宽×高)。
| 图2.2.2-1 水中桩施工工艺流程 |
在颍河两岸各设置一个大泥浆池,其大小为10m×7m×2m(长×宽×高)。钻孔或灌注砼时产生的泥浆应用泥浆泵抽至颍河两岸指定的大泥浆池内进行沉淀,待泥浆沉淀后再将其运至指定弃土场。
施工中严格杜绝泥浆向颍河中排放,如出现渗漏现象,安全环保部应立即下达停工整改通知,直至整改符合要求后方可恢复正常施工。
| 图2.2.3-1 泥浆池布置 | |
开孔及整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位1.5m~2.0m,并低于护筒顶面0.3m以防溢出,掏渣后应及时补水。在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时,可按1:1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏片石挤入孔壁。必要时重复回填反复冲击2~3次。冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握:当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时,采用1m~2m的中、小冲程,并加大泥浆稠度,反复冲击使孔壁坚实,防止坍孔。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时,因土层本身可造浆,应降低输入泥浆的稠度,并采用1m~1.5m的小冲程,防止卡钻、埋钻。当通过坚硬密实卵石层及漂石、基岩之类的土层时,可采用2m~4m的大冲程,使卵石、漂石或基岩破碎。在任何情况下,最大冲程不宜超过6m,防止卡钻或冲坏孔壁造成孔壁不圆。为正确控制钻机的冲程,在钢丝绳上涂油漆或绑红布条作为长度标志。在掏碴或因其他原因停钻后再次开钻时,应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。
为保证孔形竖直,钻进过程中应常用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼作成,其外径等于设计钢筋笼直径加10cm,长度等于孔径的4~6倍。钻进至接近或通过易缩孔(孔径减少)土层(软土、软塑粘土、低液限粘土等)或更换钻头前,都必须检孔。钻进进尺达到设计标高后,现场工序工程师进行终孔检查。现场技术人员必须按照图纸对桩基地基情况进行现场核对,与设计图纸相符后方可停止钻进。钻进过程中碴样必须保存完好,并标识清楚,认真填写钻孔桩施工原始记表。钻进至设计标高后,现场技术人员应根据地质勘察报告详细核查现场地质情况,并组织监理、设计单位及业主代表现场核对,地质相符时四方签字认可;如现场地质情况与地质勘察报告不符,应由设计单位最终确定桩长。
根据本工程地质的特点,可能出现塌孔现象,为防止事故发生特别要注意控制孔内水位及泥浆的比重,同时要避免钻头冲撞护筒及护壁,坚持24小时连续钻进,钻孔机采用正循环钻进,如若出现塌孔现象要及时查明原因,并立即采取补救措施,回填粘土及碎石至塌孔部位1m 以上,重新施钻。
钻孔时要注意采取错位钻孔,即相邻两孔不能同时施钻,防止串孔。须待邻孔灌注完混凝土,并且强度在2.5MP以上时,才能开钻。
(5)清孔
当成孔深度和地质满足设计要求,并得到现场监理人员确认后,即进行清孔工作,初步清孔采用抽渣筒清孔,掏到用手摸泥浆无2~3mm大的颗粒后,再采用换浆法清孔,抽碴及吸泥应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆,保持孔内水位,避免塌孔。清孔后比重控制在1.03~1.10g/cm³之间,各项质量标准如下:
表2.2.3-2 清孔后泥浆指标
| 编号 | 项目 | 单位 | 允许偏差 | 备注 |
| 1 | 相对密度 | g/cm³ | 1.03~1.10 | 在钻孔的底、中、顶部,分别取样检验取平均值 |
| 2 | 粘度 | s | 17~20 | |
| 3 | 含砂率 | ≤2% | ||
| 4 | 胶体率 | ≥98% |
用测绳检查钻孔深度;采用泥浆比重计检测泥浆相对密度;采用工地标准漏斗粘度计测定粘度;采用含砂率计测定含砂率。成孔后利用超声波进行桩孔检测。
| 图2.2.3-3 超声成孔成槽检测仪 |
表2.2.3-4 钻孔灌注桩成孔质量允许偏差
| 编号 | 项目 | 单位 | 允许偏差 | 备注 |
| 1 | 孔的中心位置 | mm | 群桩:≤100;单排桩:≤50 | |
| 2 | 孔径 | mm | 不小于设计桩径 | |
| 3 | 倾斜度 | mm | 小于1%桩长且不大于500 | |
| 4 | 孔深 | mm | 不小于设计 | |
| 5 | 沉淀厚度 | mm | 端承桩≤50; 摩擦桩≤150 |
钢筋笼加工过程见图2.2.3-5所示。
| (1)穿主筋并夹紧 | (2)将箍筋穿过矫直机构至与主筋交叉单点焊接固定 |
(3)钢筋笼焊接成型 | (4)降下液压支撑,卸笼 |
(5)钢筋笼吊运至半成品区;钢筋笼制作好后经监理工程师抽检合格的钢筋笼应挂牌标识,注明验收事宜、桩号及节段号 | (6)将预先加工好的内箍筋焊接在钢筋笼内部 |
| 图2.2.3-5 滚焊机焊接钢筋笼程序 | |
两节钢筋笼之间焊接采用单面焊,焊接长度≥10d,保证轴线一致。钢筋笼入孔后为确保位置准确,要求拉出桩位十字线进行钢筋笼对正校中。对准孔位轻放,慢放,若遇阻碍,可徐起徐落和正反旋转使之下放,防止碰撞孔壁而引起孔壁坍塌。随笼体竖直进入孔内的过程中,把相邻段牢固焊接,使之成为一个整体。加劲筋处依据图纸沿孔壁四周设置4根“耳环”,使钢筋笼与孔壁保持设计的保护层厚度,并采取加固措施固定钢筋笼,防止在混凝土灌注过程中下落或者被混凝土顶托上升。当灌注完毕,待桩上部混凝土初凝后,即解除钢筋笼的固定措施以便使钢筋笼随同混凝土收缩,避免粘结力的损失。
| 钢筋笼起吊 | 钢筋笼下放 |
钢筋笼连接 | 钢筋笼固定 |
| 图2.2.3-6 钢筋笼安装 | |
导管直径采用D300mm,导管安装前应检查其内壁光滑度,并编号记录,灌注前做导管抗拉及水密性试验,试验合格后方可使用。导管应采用红油漆进行自下而上编号、并认真测量、记录每节长度。首批混凝土灌注前导管底口距孔底一般不宜大于40cm。漏斗和储料斗需有足够的容量,即混凝土的初存量,应保证首批混凝土灌注后,使导管埋入混凝土的深度不小于1.0米。
| 图2.2.3-7 导管吊装 |
| 图2.2.3-8 灌注水下混凝土流程 |
混凝土由搅拌站严格按照施工配合比进行拌制,并由现场试验员制作混凝土试块。混凝土运到灌注地点时,应由试验员检查其塌落度及和易性,如不符合要求,应进行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求时,不得使用。混凝土输送车在开始放料前,要进行充分搅拌,防止和易性损失造成堵管现象。水下混凝土的坍落度以18~22cm为宜,并宜有良好的流动性,灌注水下混凝土的工作应迅速,防止塌孔和泥浆沉淀过厚。首批混凝土灌入孔底后,立即测探混凝土面高度,计算出导管埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。首批混凝土拌和物下落后,混凝土应连续灌注,混凝土灌注间隔时间不应超过混凝土的初凝时间(混凝土初凝时间根据混凝土的配比由试验确定),以防止顶层混凝土流动性减小,提升导管困难,增加事故的可能性。灌注过程中,导管埋入混凝土的深度一般应控制在2~6m范围内。导管提升时保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节见的橡皮垫,而使导管漏水。为确定桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌一定高度,灌注标高应高出桩顶设计标高0.5~1.0m,以便清除浮浆和消除测量误差,保证桩头质量良好。最后一节导管拨出时,要缓慢进行,防止造成桩顶泥芯。在灌注水下混凝土前和灌注过程中应如实填写工程检查证并做好水下混凝土灌注施工记录。
(9)凿除桩头
钻孔桩混凝土灌注完毕,待强度达到设计强度的70%时进行钻孔桩桩头凿除。凿除时先对桩顶标高进行检测,利用所得的实际桩顶标高及桩顶设计标高求得需要凿除钻孔桩的长度,用红油漆在桩壁上做好标识,以便进行凿除。桩头凿除为人工配合风镐进行,待凿除完毕后人工再对桩顶进行细部凿毛,以确保桩顶混凝土与上部混凝土结构物之间的胶结。
| 图2.2.3-9 灌注水下混凝土 | |
(1)压浆前的准备
①安设压浆设备及压浆装置
压浆设备:注浆泵,浆液搅拌机,贮浆桶,压浆压力表,球阀,溢流阀,纱网,卸荷阀。
②压浆管路编号并挂牌明示,压浆管路按编号顺序与浆液分配器对应连接牢固。
③桩基凝土浇筑完成后24~28h,由压浆泵用清水将桩端注浆管单向阀冲开,确保压浆管路系统畅通。对于U型管,每天必须打开U管系统一次,开泵注水循环10~15min,以促使水化热消散和防止压浆管堵塞。
④压浆材料准备到位。
(2)水泥浆液配制
①水泥必须控制在p.o.42.5以上,同时要求鲜新、不结块。
②桩端压浆浆液水灰比宜控制在0.5~0.6之间。
③严格控制浆液配比,搅拌时间不少于2min,浆液应具有良好的流动性,不离折、不沉淀,浆液进入贮浆桶时必须用纱网进行2次过滤,防止杂物堵塞压浆孔及管路。
(3)压浆要求
当桩身混凝土强度到达一定值(通常为75%以上)后,通过地面压力系统经桩端压力注浆装置向桩端土层压浆。
①压浆必须连续进行,中途停待不得大于30分钟。
②桩端压浆水泥浆量达到设计要求后即告终止。
③桩端压浆其泵压宜控制在1~5Mpa之间,终止压力一般控制在6Mpa以内,压浆速度一般控制在30~40L/min以内。
④当泵压浆达到8Mpa,而水泥量达80%以上时,可视为压浆合格。
(4)群桩压浆施工顺序
注浆先外侧,后内侧;在外测隔桩进行压浆。每根桩压浆时,应确保在其周围20m为半径范围内的桩已经灌注混凝土完毕。同时,根据施工情况,按上述原则可适当调整压浆顺序。
(5)压浆量施工控制
浆液总体控制于原则:实行压浆量与压力双控,以压浆量(水泥用量)控制为主,注浆压力控制为辅。若注浆压力达到控制压力,并持荷5min,同时达到设计注浆量的80%,也可以认为满足了设计要求。
(6)压浆次序与压浆量分配
压浆分可分三次循环;每一循环的压浆管采用均匀间隔跳压;压浆量分配:第一循环:40%;第二循环:40%;第三循环:20%。
(7)压浆时间及压力控制
①第一循环:每根压浆管压完后,用清水冲洗管路,间隔时间不小于2.5h,不超过3h进行第二循环。
②第二循环:每根压浆管压完后,用清水冲洗管路,间隔时间不小于3.5h,不超过6h进行第二循环。
③第一循环与第二循环主要考虑压浆量。
④第三循环以压力控制为主。若压浆压力达到控制压力,并持荷5min,注浆量达到80%,也满足要求。
2.2.5.桩基施工技术措施
2.2.5.1.导管进水
(1)主要原因
首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量已够,但导管底口距孔底的间距过大。混凝土下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入。
导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。
导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。
(2)预防和处理方法
为避免发生导管进水,事前要采取相应措施加以预防。万一发生,要当即查明事故原因,采取以下处理方法:
若是上述第一种原因引起的,应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出,不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土,重新灌注。
若是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔换原管重换新管;或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管,必须用潜水泵将管内的水抽干,才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土应有足够的深度,一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干,续灌的混凝土配合比应增加水泥量,提高稠度后灌入导管内,灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻,使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。
若混凝土面在水面以下不是很深,未初凝时,可于导管底部设置防水塞(应使用混凝土特制),将导管重新插入混凝土内(导管侧面在加重力,以克服水的浮力)。导管内装混凝土后稍提导管,利用新混凝土自重将底塞压出,然后继续灌注。
若混凝土面在水面以下不是很深,但已初凝,导管不能重新插入混凝土内时,可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒,用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度,然后将护筒内的水(泥浆)抽除,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清楚干净,再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。
2.2.5.2.卡管
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管。卡管有以下两种情况:
初灌时隔水栓卡管;或由于混凝土本身原因,如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运输混凝土未加遮盖等,是混凝土中水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。
处理办法可用长杆冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器使隔水栓下落。如仍不能下落时,则需将导管连同其内的混凝土提出钻孔,进行清理修整(注意切勿使导管内的混凝土落入井孔),然后重新吊装导管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔须将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。
提管时应注意到导管上重下轻,要采取可靠措施防止翻倒伤人。
机械发生故障或其他原因是混凝土在导管内停留时间过长,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了导管内混凝土下落阻力,混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时立即调换备用机械;同时采取措施,加速混凝土灌注速度,可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。
当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝,导管内有堵塞有混凝土,此时应将导管拔出,重新安设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出,用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后用粘性土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。
2.2.5.3.坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔征象,可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能上提,或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度,相差很多,均可证实发生了坍孔。
坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低,或在潮汐河流中涨潮时,孔内水位减小,不能保持原静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等,均有可能引起坍孔。
发生坍孔后,应查明原因,采取相应的措施,如保持或加大水头、移开重物、排除振动等,防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土,如不继续坍孔,可恢复继续灌注。
如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出,将混凝土钻开抓出,同时将钢筋抓出,只求保存孔位,再以粘土掺砂回填,待回填土沉实时机成熟后,重新钻孔成桩。
2.2.5.4.埋管
导管无法拔出称为埋管,其原因是:导管埋入混凝土过深,或导管外混凝土已初凝使导管与混凝土摩阻力过大,或因提管过猛将导管拉断。
埋管事故发生后,初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出,凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况,可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中,用吸泥机吸出混凝土表面泥渣,派潜水工下至混凝土表面,在水下将导管齐混凝土面切断;拔出小护筒,重新下导管灌注。下载本文