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        高速公路橋梁深水樁基及水中承臺施工關鍵技術

        2021-04-01 07:26:33徐杰
        工程建設與設計 2021年1期
        關鍵詞:鋼護筒圍堰樁基

        徐杰

        (中交二公局第三工程有限公司,西安 710016)

        1 工程概況

        某大橋工程設置為75m+2×136m+75m 連續(xù)剛構引橋結構形式,并有32m 預應力簡支梁?;谑┕がF(xiàn)場的實際情況,針對不同結構做出合適的優(yōu)化,1 號墩、9 號墩均設計為圓端形實體形式,2 號墩、8 號墩均設置為圓端形空心橋墩形式??紤]到工程要求,簡支下梁采取懸灌施工方式,即廠內(nèi)預制,將所得構件交由架橋機進一步施工,輔以鉆孔、現(xiàn)澆技術,順利完成鋼圍堰施工作業(yè)。

        2 水中樁基鉆孔平臺

        在經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的背景下,橋梁建設規(guī)模隨之擴大。實際橋梁工程中,易出現(xiàn)深水中施工的情況,其對技術水平提出了極高的要求。臨時結構是構成施工平臺的關鍵部分,將對深水墩質量造成直接影響。

        2.1 鉆孔平臺結構設計

        樁基成孔施工作業(yè)必須得到鉆孔平臺的支持,利用沖擊錘成孔后放入鋼筋籠,做好打設作業(yè)并完成澆筑施工。本工程中除了最為基礎的鋼管樁之外,還使用到了工字鋼(橫梁與分配梁)與貝雷架,形成穩(wěn)定的鉆孔平臺后,為后續(xù)的雙臂鋼圍堰施工提供基礎操作平臺。

        2.2 布置施工平臺

        根據(jù)現(xiàn)場水文情況,設置合適的水中墩平臺,具體有:4#、5#墩所用平臺保持一致,規(guī)格為27.9m×24.3m,為滿足后續(xù)鋼圍堰施工作業(yè)要求,平臺邊距承臺邊3.5m 處需采取加固措施,即設置鋼管樁,并通過焊接的方式將其穩(wěn)定連接于雙拼I36a 工字鋼。本平臺中,分配縱梁使用的是20b 工字鋼搭設,并為之敷設厚5~10mm 的鋼板。工程施工中,鋼護筒定位需滿足精確性要求,使用到定位導向架,將其設置在平臺底層。

        3 水中樁基施工

        工程經(jīng)驗表明,在整個橋梁工程的結構組成中,以深水樁基礎尤為關鍵,此環(huán)節(jié)將直接影響到工期與質量,因此,要靈活應用與之相適應的方法。

        3.1 放樣

        本工程中使用到4 臺沖擊鉆,將其置于鉆孔平臺的指定位置,隨后精確測量樁高程,確保樁位放線精度,要求橫、縱向偏差控制在許可范圍內(nèi);后續(xù)施工中及時檢測樁中心與高程2大指標,為使其符合要求,需在與中心相距2m 的4 個方向上分別設置護樁。

        3.2 下放鋼護筒

        以12mm 厚的鋼板為原材料,經(jīng)特定工藝制作后形成鋼護筒,相較于樁徑,該結構內(nèi)徑應比其略大20cm。緩慢下放鋼護筒,在此之前需設置導向架,調(diào)節(jié)好具體位置,與水面的間距以50cm 為宜,隨后下放鋼護筒后并基于焊接的方式將其與工字鋼穩(wěn)定連接。

        3.3 泥漿鉆孔

        施工現(xiàn)場設置泥漿池,要求位置應臨近鋼護筒,準備足夠的造漿黏土,控制好鉆孔泥漿頂高程,相較于外部水應高出2.0m,并要滿足泥漿壓力超過靜水壓力的要求。工程經(jīng)驗表明,施工中易出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象,在持續(xù)性孔隙滲流之下,將在孔壁上產(chǎn)生泥皮。對此,需要做好鉆機就位前的準備工作,確保各配套設備的性能足夠良好。注重安裝工藝,向護筒中置入鉆錐,要求鉆機足夠穩(wěn)定。合理調(diào)節(jié)鉆錐位置,使其與樁孔中心達到完全共線狀態(tài)。不同鉆孔階段的方式存在差異,初期應以小沖程開孔的方式為宜,待進入正常鉆進作業(yè)時,需轉變?yōu)榇鬀_程,并及時排渣。

        3.4 鉆進質量檢測

        持續(xù)鉆進并到達指定深度后,技術人員全面檢查鉆進質量,諸如孔徑、孔深等,形成質量檢查表,轉交給監(jiān)理工程師審核并簽字。為確保檢測結果精確性,傾斜度等參數(shù)的檢查都要使用到檢孔器。通過置換的方式處理孔中大密度泥漿,并向其中注入低密度泥漿。

        3.5 鋼筋骨架的制作和安裝

        在指定加工廠內(nèi)有序完成鋼筋籠制作,通過自制平板車將其轉移到施工地點。成孔檢驗且通過后,在吊車的輔助下將鋼筋骨架置入樁孔中;為避免骨架變形等問題,需為之設置墊塊,要求豎向間距為2m。在吊放過程中,遵循的是緩慢下落的原則,不可與孔壁發(fā)生撞擊現(xiàn)象,待到達指定高程后,需輔以固定措施。

        3.6 圍堰拼裝和下放

        結束圍堰塊段的固定作業(yè)后,便要將與之相鄰的部分吊裝至拼裝平臺上,大致位置處在固定好的圍堰塊段壁板上,在該處通過焊接的方式設置接口板,將其與圍堰板準確對接,隨后再展開后續(xù)圍堰的拼裝作業(yè)。結束底節(jié)圍堰拼裝后,對精軋螺紋鋼進行調(diào)節(jié),使其達到相對收緊的狀態(tài)。提升底節(jié)圍堰,要求超出拼裝平臺的距離達到20cm,延長精軋螺紋鋼,確保底節(jié)圍堰能夠有效地下放到水面,并達到水面自浮的狀態(tài)【1】。圍堰接高作業(yè)時,需要遵循的是按編號對稱的方式,結束拼裝后再全面檢驗施工質量,諸如焊縫質量、安裝精度等。此后,合理調(diào)節(jié)圍堰入水深度,若僅憑圍堰自重無法達到該效果,可采取向壁倉內(nèi)灌水的措施。

        3.7 澆筑水下混凝土

        基于泵送的方式展開澆筑施工作業(yè),在此之前的試驗工作必不可少。較特殊的是首批混凝土,此部分需基于剪球法處理。施工中,在漏斗下口處設置隔水球,經(jīng)一段時間后漏斗中將含有足量的混凝土,便可將球體鐵絲剪斷,使混凝土能夠快速地下落并在短時間內(nèi)到達孔底,要求導管處于完全被包裹的狀態(tài)。應注意的是,首批混凝土灌注施工時,要求導管埋深至少達1m,并持續(xù)施工作業(yè)。伴隨澆筑作業(yè)的持續(xù)推進,需逐步提升導管,并及時將上一節(jié)導管拆下,使混凝土處于持續(xù)性流動狀態(tài)。

        4 承臺施工

        4.1 鋼筋和模板

        以設計圖紙為指導,綜合考慮現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范,完成鋼筋與模板的施工作業(yè),確定合適的間距,有序放置冷卻管。

        結束承臺鋼筋綁扎后,以設計要求為準,做好墩身外邊線放樣工作,將其準確呈現(xiàn)于承臺頂面鋼筋處,隨后在墩頂完成支立作業(yè)。

        考慮到本次臨時支撐體系的基本特點,有必要預埋補強鋼筋與預埋鋼板,將二者分別置于承臺頂,要求各個承臺頂?shù)匿摪鍞?shù)量均為8 塊。

        組合鋼模板是順利完成承臺施工作業(yè)的關鍵,在混凝土澆筑之前,需處理套箱拉桿孔,使其被有效填堵。此舉主要目的在于抵御水位的漲落,避免套箱壁滲水現(xiàn)象。

        4.2 混凝土的澆筑

        若缺乏合理的控制措施,混凝土易出現(xiàn)傾斜并離析的現(xiàn)象,因此,需要在套箱周邊分別安裝4 套溜槽,并連接串筒(控制好與混凝土頂面的距離,具體應≤2m)【2】。

        承臺施工中需使用大量混凝土材料,遵循的是由一側逐步向另一側轉移的工藝流程,要求不可出現(xiàn)相鄰2 層澆筑間隔時間過長的問題,否則會對整體澆筑質量造成不良影響。

        結束混凝土澆筑施工后,做好養(yǎng)護工作,使用透水土工布覆蓋,并及時向結構面灑水,有效避免裂縫現(xiàn)象,且養(yǎng)護時間至少要達到7d。

        4.3 承臺混凝土的溫度控制

        4.3.1 冷卻管的安裝及冷卻

        為滿足承臺降溫要求,需向其中置入冷卻水管,該材料為φ32mm 鑄鐵水管,彼此形成的水平與垂直間距均要達到1.5m。

        靈活運用鋼筋骨架與支撐裝置,確保冷卻水管處于穩(wěn)定狀態(tài),以免在后續(xù)灌注時出現(xiàn)水管變形等問題。

        承臺澆筑之前做好準備工作,要求冷卻水管處于通水循環(huán)狀態(tài),不可阻塞。平臺上增設水箱,在潛水泵的作用下達到向水箱中持續(xù)性注入清水的效果(即從施工現(xiàn)場抽取河水),通水冷卻時間至少達到14d。

        4.3.2 測溫管的布置

        承臺平面需滿足對稱性原則,在對角線處設置適量測溫管,在其作用下可獲得入模溫度、混凝土以及管進出水的溫度。

        為確保檢測結果的精確性,各測點的測溫管數(shù)量以3 根為宜,分別利用冷卻管經(jīng)特定工藝加工而得,各自與承臺頂面間距不盡相同,分別為 h/4、h/2、3h/4(h 為承臺高度)。相較于測點的設置,測溫管埋深應比該值略大50mm,并采取加塞處理,以有效消除外界氣溫的不良影響【3】。

        結束澆筑后,隨即向鋼管中裝水,定期檢查鋼管下部混凝土溫度。分析各深度的溫度情況,求得各點的溫差值。

        混凝土升溫時,檢測工作間隔時間以2~4h 為宜,待后續(xù)降溫時,則以8h 為間隔時間進行檢測,并獲得現(xiàn)場大氣溫度。針對各測溫孔采取編號處理,明確其內(nèi)部與表面溫度情況。

        4.3.3 注漿封孔

        完成通水冷卻作業(yè)后,需要及時封孔,此環(huán)節(jié)水灰比以0.4~0.45 為宜,引入的是活塞式壓漿泵??紤]到冷卻管道較長的特點,要求壓漿壓力≤1MPa。結束壓漿作業(yè)后,關閉出漿口,將壓力維持在0.5MPa 水平,保持此狀態(tài)的時間至少達到2min,通過此方式能夠確保施工質量。

        5 結語

        綜上所述,大橋深水施工中影響因素錯綜復雜,關于樁基與承臺的施工作業(yè),需從現(xiàn)場地質、水文情況出發(fā),選擇合適的技術,注重對細節(jié)的管理,全面確保樁基與承臺施工質量,給橋梁的整體性能提供保障。

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