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        老橋鋼筋混凝土樁柱水中焊割切除施工工藝與控制

        2015-11-26 07:43:34王如寶郝智明唐謙
        安徽建筑 2015年3期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)混凝土水平

        王如寶,郝智明,唐謙

        (安徽省新路建設(shè)工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,安徽 阜陽 236112)

        0 前 言

        隨著交通發(fā)展和公路等級的提高,原有橋梁已不能滿足現(xiàn)在公路工程標(biāo)準(zhǔn)要求,須拆除重建。老橋拆除是現(xiàn)有公路工程改擴(kuò)建中的常見的施工項(xiàng)目,水中基礎(chǔ)拆除是整個(gè)橋梁拆除的難點(diǎn)和重點(diǎn)。拆除應(yīng)達(dá)到兩個(gè)方面要求:一是投入的設(shè)備量小、安全可行、費(fèi)用低;二是拆除后河床上不留障礙物,滿足通航和再建橋梁施工需要。2001 年開始,我公司研究采用高壓水沖掃降低墩址處河床高程,人工潛水鑿除樁體擬切割處保護(hù)層混凝土,用焊割設(shè)備水中切斷鋼筋,樁頂施加水平力斷樁后吊離的方法, 對阜陽市泉河大橋鋼筋混凝土樁柱式墩臺身的拆除施工。2004 年后,該施工方法在多個(gè)工程項(xiàng)目上應(yīng)用并不斷完善,形成完整的施工工藝,取得了較好的應(yīng)用效果。

        1 方法特點(diǎn)

        ①采用高壓水流沖洗降低河床高程,人工潛水在標(biāo)定位置鑿除保護(hù)層混凝土,水中焊割方式切割鋼筋,柱頂施加水平力截?cái)噙B接混凝土后移除分離段構(gòu)件。

        ②切斷面在河床面下一定深度,滿足通航對河道要求。施工不受河流、地形、墩身高度影響,適用范圍廣,投入設(shè)備量少,施工成本低、工期短。

        ③可多個(gè)作業(yè)面進(jìn)行,速度快、效率高。

        2 工藝原理

        采用高壓水流沖洗墩址處河床土層,降低河床表面高程,人工潛水在標(biāo)定位置鑿除樁基鋼筋保護(hù)層使鋼筋外漏,焊割設(shè)備水下切斷鋼筋,樁頂施加水平力斷裂切割處樁體混凝土,移除分離構(gòu)件。

        3 材料與設(shè)備準(zhǔn)備

        水中沖挖坑槽及樁柱體切割拆除施工所用材料和設(shè)備見表1。

        使用材料及投入設(shè)備明細(xì)表 表1

        4 工藝流程及操作要點(diǎn)

        4.1 施工工藝流程

        施工準(zhǔn)備→高壓沖洗降低墩址處河床高程→確定柱體待切除位置→鑿除切除面混凝土保護(hù)層→切斷鋼筋→施加水平力斷裂樁柱體→分離構(gòu)建移除→整平河床→驗(yàn)收。

        4.2 操作要點(diǎn)

        4.2.1 施工準(zhǔn)備

        依據(jù)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)做好人員組織及材料、設(shè)備籌備工作,對參與拆除工作的全體施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,掌握各施工工序操作要點(diǎn)。

        4.2.2 降低墩址處河床高程

        潛水員操作高壓水槍對墩址處河床表面覆土進(jìn)行高壓沖洗,沖洗由內(nèi)向外,逐層逐面將覆土向四周沖移,直至滿足施工及設(shè)計(jì)要求。沖洗作業(yè)過程中,潛水員始終位于被沖洗河床面的最低處,根據(jù)河床土被沖移進(jìn)度慢慢向前移動,并不斷變動方向,保證形成水中坑槽四周土體平衡。

        坑槽達(dá)到一定深度,注意四周土體穩(wěn)定。考慮到飽和土水的浮力及作業(yè)時(shí)水的流動, 坑槽四周邊坡坡度按表2 數(shù)據(jù)控制。

        水中不同土質(zhì)邊坡控制坡度 表2

        4.2.3 切斷位置確定

        根據(jù)設(shè)計(jì)確定樁柱體切斷位置。 采用直徑12mm~22mm鋼筋加工成圓環(huán),圓環(huán)直徑較樁柱外徑稍大100mm,套入待切斷樁柱,自樁頂用3 根22 號軟鋼絲系牢垂入水中,軟鋼絲長度由待切斷樁柱體長度確定。圓環(huán)位置即為樁柱體待切斷位置。

        4.2.4 鋼筋保護(hù)層混凝土鑿除

        潛水員水下作業(yè),用風(fēng)鎬等鑿除設(shè)備對樁柱體鋼筋保護(hù)層混凝土及鋼筋周圍約5cm 范圍混凝土進(jìn)行鑿除,使鋼筋完全與混凝土體分離。混凝土保護(hù)層鑿除可多人多設(shè)備同時(shí)進(jìn)行,以加快施工進(jìn)度。

        4.2.5 水下焊割切斷鋼筋

        進(jìn)行焊割設(shè)備就位及運(yùn)行調(diào)試。潛水員操作焊槍實(shí)施水下切割作業(yè),焊割開始先調(diào)試焊割設(shè)備運(yùn)行參數(shù),潛水員通過水下水上對講系統(tǒng)指揮作業(yè)平臺上輔助人員實(shí)施,直至達(dá)到要求參數(shù)并及時(shí)記錄。

        4.2.6 樁柱體斷裂、吊運(yùn)

        ①依據(jù)斷裂樁柱體重量確定起吊鋼絲繩及吊裝設(shè)備的規(guī)格、型號,吊裝設(shè)備吊裝能力及作業(yè)平臺承載和抗傾覆能力滿足安全規(guī)范要求。

        ②估算施加水平力大小,設(shè)備可能施加的最大水平力不得小于估算水平力大小的2.5 倍。施加水平力按下式估算:

        式中:F 為施加水平力;d 為保護(hù)層混凝土剝離后樁柱體直徑;H 為水平力作用點(diǎn)距斷裂面距離;ftk為樁柱體混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度。

        ③采用5t 慢動卷揚(yáng)機(jī)配滑輪組施加水平力, 滑輪組匝數(shù)及使用鋼絲繩應(yīng)根據(jù)估算的施加水平力大小設(shè)計(jì)。

        ④水平力施加前吊裝設(shè)備應(yīng)完成吊裝調(diào)試,并使捆綁千斤繩處于初始受力狀態(tài),初始拉力的大小為計(jì)算樁柱體總重量的30%。水平力施加應(yīng)在現(xiàn)場指揮人員的指揮下緩慢進(jìn)行,樁柱體斷裂時(shí)即刻停止,同時(shí)啟動吊裝設(shè)備運(yùn)行。

        ⑤分離的樁柱體先置于預(yù)先準(zhǔn)備的駁船上,運(yùn)到指定地點(diǎn)破碎處理。

        4.2.7 沖填坑槽、整平河床

        全部樁柱體拆除完成,潛水員水下檢查拆除效果,滿足設(shè)計(jì)和通航要求,采用高壓水流沖填方法回填坑槽,恢復(fù)河床原狀。

        4.2.8 驗(yàn)收

        老橋拆除后組織相關(guān)部門對河道河床、通航安全、環(huán)保保護(hù)等進(jìn)行驗(yàn)收。

        5 施工中應(yīng)注意的問題

        ①高壓水槍沖挖坑槽時(shí),潛水作業(yè)人員應(yīng)從內(nèi)向外進(jìn)行,在透水土層土質(zhì)施工中不得坑槽內(nèi)外移動。

        ②在不透水黏土層、結(jié)核性土層中施工應(yīng)對土層先松動后再實(shí)施沖挖作業(yè)。

        ③鑿除鋼筋保護(hù)層混凝土?xí)r應(yīng)保證鑿位置在一個(gè)斷面上。

        ④施加水平力斷樁柱時(shí)應(yīng)緩慢施加,著力點(diǎn)盡可能設(shè)置于樁柱頂端。

        ⑤破除樁柱體混凝土殘?jiān)鼞?yīng)及時(shí)清運(yùn),不得影響后序施工及通航。

        6 施工中的安全措施

        ①落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制,確保管理到位,不留死角。

        ②潛水員作業(yè)嚴(yán)格按照水下作業(yè)規(guī)程進(jìn)行。

        ③通航河道作業(yè)現(xiàn)場采取隔離、防撞措施,確保施工不受船舶通行影響。

        ④現(xiàn)場各類安全、疏導(dǎo)標(biāo)識齊全,通航引導(dǎo)區(qū)等相關(guān)警示標(biāo)語、標(biāo)志設(shè)置到位且符合規(guī)范要求。

        ⑤特種設(shè)備的操作人員做到持證上崗。 電力線路設(shè)置合理,符合安全用電要求。

        ⑥施工前認(rèn)真做好安全技術(shù)交底工作,提高全體施工人員安全意識,把安全工作落實(shí)到實(shí)處。

        7 結(jié) 語

        2014 年8 月,對阜陽市插花-冉廟公路茨淮新河大橋工程實(shí)施老橋拆除,應(yīng)用本文所述的水中焊割切除施工方法,共拆除水中墩3 座,每墩有直徑1.10m 鉆孔灌注樁8 根,施工時(shí)墩址處平均水深4.5m,水流速≤1.0m,高壓水沖洗降低河床面1.5m,總工期22d,全過程安全、高效,技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益明顯。

        [1]交通部第一公路工程總公司.公路工程施工手冊:橋涵[M].北京:人民交通出版社,2000.

        [2]黃僑,王永平.橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例[M].北京:人民交通出版社,2006.

        [3]楊文淵,徐犇.簡明公路施工手冊[M].北京:人民交通出版社,2004.

        [4]毛瑞祥,程翔云.公路橋梁施工手冊[M].北京:人民交通出版社,1997.

        [5]楊理準(zhǔn),武吉中,余軍.公路施工手冊[M].北京:人民交通出版社,1993.

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