顧世忠
(中鐵十四局集團(tuán)青島工程指揮部)
永修至武寧(廬山西海)旅游高速公路是江西省境內(nèi)溝通福銀高速、廬山西海景區(qū)和大廣高速公路的一條橫向聯(lián)絡(luò)高速公路,是江西省開(kāi)發(fā)廬山西海旅游資源的重點(diǎn)項(xiàng)目。
巾口大橋跨越柘林湖湖汊,水面寬度700 m 左右,下部結(jié)構(gòu)為單排雙柱式墩(柱徑Φ200 cm)配鉆孔灌注樁基礎(chǔ)(樁徑220 cm)。豐水期最大水深可達(dá)30 m。上部構(gòu)造采用40 m 跨徑先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁,共計(jì)四聯(lián),橋梁全長(zhǎng)769 m。
豐水期柘林湖水位上漲至62.8 m 左右,設(shè)計(jì)系梁頂標(biāo)高63.0 m,由于下游防洪及柘林湖蓄水發(fā)電的要求,高水位會(huì)維持幾個(gè)月時(shí)間,由于工期要求緊,因此,大部分樁位接樁及系梁施工必須在高水位時(shí)施工,具體施工步驟如下。
將護(hù)筒內(nèi)水抽干,清除樁頂浮漿,采用風(fēng)鎬鑿除超高的樁身混凝土,并清理干凈??紤]到水下切割鋼護(hù)筒精度差,為保證系梁標(biāo)高位置準(zhǔn)確,鑿除樁頭混凝土?xí)r略向下超鑿5 cm。
由潛水員水下切割鋼護(hù)筒超高部分,要求護(hù)筒切口盡量水平平齊,以利于系梁套箱快速就位。
特別地,對(duì)于漲水前已割除鋼護(hù)筒但未處理樁頭的,需設(shè)法制作套筒圍護(hù)以滿足樁頭處理的干施工環(huán)境,此時(shí),需要潛水員水下堵漏,如13#墩右幅系梁等。
常規(guī)方法施工系梁時(shí),直接在樁頭處理并清理干凈后的樁頂中心放樣定位。水中系梁無(wú)法按此法放樣,只能在系梁上方的鉆孔平臺(tái)面上測(cè)放控制點(diǎn)、線,作為安裝套箱過(guò)程控制用,用紅油漆或白色涂改液作記號(hào)。
套箱安裝時(shí),通過(guò)吊放錘球進(jìn)行定位,落定套箱,再在相鄰墩頂蓋梁上用全站儀實(shí)測(cè)校核套箱位置。如果校核套箱平面位置時(shí)超出偏位允許誤差范圍,需重新吊起套箱進(jìn)行微調(diào),重復(fù)上述步驟,直至滿足要求。
(1)鋼筋骨架加工。
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,在鋼筋加工場(chǎng)下料加工,用平板車運(yùn)輸?shù)姐@孔平臺(tái)綁扎系梁骨架。
(2)鋼筋安裝。
鋼筋安裝在系梁套箱就位后進(jìn)行。用吊車將骨架整體一次吊裝,預(yù)墊并固定好鋼筋保護(hù)層墊塊,再水下安裝樁柱結(jié)合部螺旋筋和預(yù)埋墩柱鋼筋。
為便于使用混凝土集料斗澆筑系梁水下混凝土,墩柱預(yù)埋鋼筋不能像平常干施工那樣一次性將墩柱骨架整體安裝到位,必須增加一次接高過(guò)程。系梁范圍內(nèi)墩柱預(yù)埋鋼筋采用2 ~3 m 短鋼筋預(yù)埋,預(yù)埋鋼筋頂接頭錯(cuò)開(kāi)35d 以上(d 為墩柱主筋直徑)。
因水位超過(guò)系梁底標(biāo)高,最高時(shí)超過(guò)1.6 m,系梁底模、側(cè)模的就位、支撐、加固與精確定位等無(wú)法按常規(guī)方法進(jìn)行,所以系梁模板施工工藝與常規(guī)施工大不相同。
(1)整體套箱:為解決上述問(wèn)題,新方案采取整體套箱進(jìn)行施工,套箱包括系梁中間平聯(lián)段底模及系梁全部側(cè)模??紤]到水下拆除底模工效低成本高,在系梁混凝土澆筑完成以后,只拆除側(cè)模周轉(zhuǎn)使用,底模不回收。
(2)套箱結(jié)構(gòu):套箱模板分塊如下:平聯(lián)段底模1 塊(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況割出護(hù)筒位置預(yù)留孔)、樁柱結(jié)合段圓弧模板對(duì)稱4 塊。為便于快速拆裝,所有分塊的側(cè)模間及平聯(lián)段側(cè)模與底模間均采用螺栓連接??梢灾苻D(zhuǎn)的套箱側(cè)模仍為原定做的定型大塊鋼模板,不能周轉(zhuǎn)的底模采用現(xiàn)場(chǎng)加工的大塊鋼模板。為了簡(jiǎn)化加工程序同時(shí)考慮系梁規(guī)格相差較小采用統(tǒng)一的底模結(jié)構(gòu)。
套箱主承重通過(guò)10 組雙φ28 吊筋完成,在鉆孔平臺(tái)上設(shè)置受力吊桿。在套箱下水前,吊筋下端均預(yù)先固定于工22 承重梁上。
每套系梁模板重量如表1。
表1 系梁模板重
(3)套箱安裝
考慮到套箱為整體吊裝,因施工需要,在吊裝前應(yīng)先拆除兩個(gè)孔位間的系梁上方的鉆孔平臺(tái)面板、工12 分配梁,割斷平臺(tái)的雙拼工45 主承重梁和鋼管樁平聯(lián)鋼管。因吊車等大型機(jī)械設(shè)備需在平臺(tái)上作業(yè),從結(jié)構(gòu)安全考慮,在拆除平臺(tái)的上述構(gòu)件后需對(duì)鉆孔平臺(tái)進(jìn)行局部重新加固。
系梁套箱在鉆孔平臺(tái)上現(xiàn)場(chǎng)拼裝成型,采用吊車組拼。拼裝完成后,用吊車下放到位。
套箱安裝時(shí),需要測(cè)量跟蹤控制其平面位置和高程、側(cè)模垂直度,反復(fù)調(diào)整直至符合要求。套箱就位后,依托鉆孔灌注樁樁頂承載套箱重量,由潛水員進(jìn)行水下焊接加固與堵漏。吊裝系梁鋼筋骨架、預(yù)埋墩柱鋼筋后,在鉆孔平臺(tái)上合適位置布設(shè)五根承力橫桿,將U 形套箱吊筋上端牢固焊接于承力橫桿上。同時(shí),在系梁中間平聯(lián)段的模板頂口設(shè)置六道對(duì)拉螺桿,防止?jié)仓炷習(xí)r,模板上口脹模。
(4)側(cè)模拆除:混凝土澆筑后24 h 以內(nèi)可拆除系梁套箱側(cè)模,周轉(zhuǎn)使用,拆側(cè)模時(shí),需潛水水下配合。套箱底模因位于水面以下,拆除效率低成本高,不考慮回收。
因系梁底位于水下1 m 以上,最深達(dá)1.6 m,無(wú)退水跡象,為確保項(xiàng)目總工期,采用水下混凝土澆筑工藝澆筑系梁,以保證后續(xù)施工流水作業(yè)正常進(jìn)行,即類似灌注鉆孔樁一樣,采取“導(dǎo)管+料斗”的混凝土入倉(cāng)方式,導(dǎo)管底口距離系梁底懸空30 cm。需要吊車和拖泵同時(shí)作業(yè),吊車主要是懸空吊著“料斗+導(dǎo)管”,拖泵為輸送混凝土入斗。
因系梁長(zhǎng)度約9 m,需要分別在兩樁柱位置設(shè)置下料點(diǎn),完成首封后,繼續(xù)灌注,通過(guò)混凝土自流排擠水體到達(dá)系梁平聯(lián)段。當(dāng)混凝土面高出水面后,換下料點(diǎn)布料。當(dāng)整個(gè)系梁混凝土澆筑接近結(jié)束時(shí),在系梁中部補(bǔ)料完成系梁澆筑。澆筑完成后立即用振搗棒全部補(bǔ)振一遍,以確保混凝土密實(shí)度從而保障系梁混凝土強(qiáng)度。
(1)混凝土首封數(shù)量計(jì)算
最大系梁端部直徑為220 cm、平聯(lián)段寬140 cm;取導(dǎo)管懸空30 cm,首封后導(dǎo)管底口埋深40 cm,水下混凝土擴(kuò)散后表面坡度按1∶3 估算,忽略水壓力,即忽略導(dǎo)管內(nèi)混凝土面超高。通過(guò)計(jì)算,首封混凝土需要2.0 m3?,F(xiàn)場(chǎng)采用鉆孔灌注樁灌注用料斗(大于6 m3),配備與料斗匹配的導(dǎo)管,完全能滿足首封要求。
(2)混凝土供應(yīng)
系梁混凝土由攪拌站生產(chǎn),混凝土罐車送到現(xiàn)場(chǎng),混凝土拖泵泵送入斗,通過(guò)導(dǎo)管入模。
(3)混凝土首封及澆筑
吊車就位,起吊導(dǎo)管放于貝雷梁中間,用導(dǎo)管卡卡住導(dǎo)管上口懸吊導(dǎo)管,起吊料斗與導(dǎo)管對(duì)接,用水濕潤(rùn)料斗內(nèi)壁,用封板堵住集料斗底口,然后起吊“料斗+導(dǎo)管”到指定位置。
拖泵就位,布設(shè)混凝土泵管至集料斗,集料超過(guò)2 m3后,用吊車小鉤提起料斗封板,完成首封。繼續(xù)澆筑直至混凝土面超出水面再換點(diǎn)首封。
澆筑過(guò)程及方法見(jiàn)前述?;炷翝仓瓿珊?,若頂層出現(xiàn)浮漿應(yīng)予清除,然后收面,覆蓋土工布,灑水養(yǎng)護(hù)。
鋼護(hù)筒加工→下放鋼護(hù)筒套筒→潛水水下堵漏→護(hù)筒內(nèi)抽水→樁頭處理→水下割除鋼護(hù)筒→測(cè)量放樣→整體拼裝系梁套箱→下放套箱→潛水員水下加固與堵漏→綁扎系梁鋼筋籠→焊接墩柱預(yù)埋鋼筋→設(shè)置吊桿與吊筋并加固模板→澆筑水下混凝土→拆除套箱模板→收面養(yǎng)生→清理與修飾。
該施工方法成功解決了高水位下水下混凝土施工技術(shù),總結(jié)了該類情況的施工方法、施工工藝,為以后類似工程的施工,提供了有效地借鑒經(jīng)驗(yàn)。
[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范. 人民交通出版社.
[2]楊玉淮,等. 道路施工手冊(cè)-橋涵. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
[3]永修至武寧(廬山西海)旅游高速公路新建工程施工圖設(shè)計(jì).江西省交通設(shè)計(jì)院.