鐘文林 張小剛
(1.溫州市凱達交通工程有限公司,浙江 溫州 325401;2.江西省路橋工程集團有限公司,江西 南昌 330038)
某市外環(huán)線調(diào)線1標,位于某外環(huán)線和津漢路交會處,是外環(huán)線東北部調(diào)線的起點。S匝道和新建外環(huán)主線1號橋右幅利用既有的外環(huán)橋進行拼寬,1號橋右幅跨徑組合型式K1~K4為20+23+23+23+20m,K5~K8為33.4+43.04+43.62+35.74m,K9~K11為19.6+22.6+19.6m;S匝道跨徑組合型式K1為23m,K2~K5為39.06+41.926+43.906+27.72m,且跨越津漢地面路、津赤路及地鐵2號線。梁部為現(xiàn)澆箱梁,箱梁標高與老橋相同,梁寬5m,花瓶式墩身,鉆孔灌注樁。梁部翼板連接采用上聯(lián)下不聯(lián)的結構型式,即設置后澆帶進行連續(xù),加寬部分與舊橋跨徑相同、梁高一致,樁基采用孔底后注漿型式。
圖1.拼寬橋梁橫斷面
新建橋梁與舊橋拼接過程中,為減少新舊橋梁連接處的附加應力,可在新舊橋梁的沉降差、混凝土齡期以及預應力徐變影響等方面采取措施。此外,原有橋梁和新建橋梁結構的關系處理是新舊橋拼寬施工中的關鍵點之一。新舊橋下部結構采用不連接的方式,并對拼寬橋樁基采用后注漿施工工藝,以免新舊橋基礎出現(xiàn)不均勻沉降,導致結構受力互相影響。
圖2.總體施工流程
后注漿技術是指在已經(jīng)施工完成的鉆孔灌注樁的樁尖進行壓漿施工,其優(yōu)勢在于能夠提升樁底土體強度、消除樁底軟弱墊層(沉渣)、提高樁基承載力、降低工程造價、縮短施工工期。本項目拼寬橋部位樁基均采取后注漿施工,施工時應注意以下事項:
1.依照本工程設計圖紙的要求,控制樁基后注漿施工的注漿量(水泥用量)。
2.注漿水泥一般選擇普通硅酸鹽水泥,標號為P.O.42.5。水灰比為0.45~0.6,細粒土水灰比選取較大值;粗粒土則選取較小值;當密實度較大時,取較大值。
3.為避免停止注漿時,下端注漿部位的漿液出現(xiàn)回流現(xiàn)象,應在壓漿機頂端設置單向閥;在成樁后8~10小時內(nèi)進行清水霹裂施工,當施工過程中壓力表突然出現(xiàn)明顯下降,表示已成功貫通注漿管底部的混凝土,此時可停止注水,同時關閉單向閥;在成樁7天后注入水泥漿,流量應控制在50L/min以下,以便水泥漿液能夠自然地滲入土層中;每根樁的每個注漿斷面都必須保證一次性注漿完成,如因機械故障等其他原因無法實現(xiàn)一次性注漿的,應嚴格把控注漿的間隔時間,最多不得超過12小時。樁基后注漿施工應當分兩次進行,第一次注漿量為額定值的80%,2小時后再注入剩余的20%。
4.為了避免漿液逆流,應在壓漿管底部安裝注漿閥,并用橡膠皮包扎,避免水泥漿進入管內(nèi)造成管道堵塞,上端應采用堵頭進行臨時封口。
5.提高注漿有效性和均勻度;漿液的水灰比不宜過大,注漿的流量宜小不宜大,注漿的壓力宜低不宜高,注漿的速度宜慢不宜快;對大面積樁群進行施工時,應先灌注外部樁基,再灌注內(nèi)部樁基。
圖3.樁尖壓漿施工示意圖
1.施工準備
確保施工現(xiàn)場通水、通電,提前對切割設備進行降溫處理,避免施工過程中出現(xiàn)揚塵;采用冷水進行切割與破除;為防止施工用水污染周圍環(huán)境,務必在切割和破除的區(qū)域周圍有序組織排水。
2.切割分塊放線
在切割實體分塊前,依照設計圖紙的要求以及現(xiàn)場實體勘測情況,對將要切除的混凝土實體進行設計排版,排版之前需要計算切割塊重量;排版時,還應充分考慮吊裝設備的起重能力,確保起重設備荷載能力滿足要求,排版分塊科學合理。舊橋切割時,將護欄從橋面頂切除,護欄及翼緣板以5m為單位分塊,單塊重約5t。
3.鉆穿繩孔和鉆吊裝孔
鉆穿繩孔:采用金剛石薄壁鉆在每條切割塊上鉆兩個孔,如果原橋已有泄水孔,可利用原泄水孔進行穿繩。
鉆吊裝孔:采用金剛石薄壁鉆將護欄穿透成孔。
4.安裝繩鋸
固定繩鋸機及導向輪:采用型號為M16的螺栓固定繩鋸主腳架和輔助腳架,安裝固定時,必須確保導向輪的穩(wěn)定性,保證輪的邊緣和穿繩孔中心線對準。
安裝繩索:先確定切割形式,然后將金剛石繩索按照此形式有順序地纏繞在主動輪和輔助輪上。
5.混凝土護欄切割
啟動液壓馬達,由主動輪帶動金剛石繩索,從而實現(xiàn)混凝土切割施工。在切割過程中,應密切觀測繩子的緊繃度以及機座的穩(wěn)定性。
6.翼緣板鑿除
使用風鎬進行人工鑿除,舊橋的翼緣板懸臂長度為2m,鑿除的寬度為1m,保留0.5m的舊橋懸臂板鋼筋,用于連接新橋懸臂板鋼筋。
拼寬施工流程為:測量放樣→清理橋面→安裝鋼筋→安裝模板→澆筑混凝土。新舊箱梁懸臂采用剛性連接,舊橋懸臂混凝土鑿除1m,保留舊橋懸臂板鋼筋與新橋懸臂板鋼筋連接,新、舊箱梁懸臂板鋼筋現(xiàn)澆段寬度0.5m,在新橋箱梁施工完成后進行現(xiàn)澆段施工。
1.觀測原則
對拼寬處老橋橋墩及新舊橋接縫處進行觀測,新舊拼縫處每5m設置一處觀測點。
(1)觀測點埋設:橋梁觀測點統(tǒng)一埋設于墩柱右側(面向大里程),且高于原地面0.5m的位置,將φ14mm的不銹鋼螺栓作為觀測標。
(2)觀測方法:將相對高程系作為監(jiān)測高程系,采用水準往返測量法進行測量,在每個觀測日的9時進行觀測。
(3)觀測周期:初期每兩周觀測1次,連續(xù)觀測2次,后期每個月觀測1次。最后100日,當沉降速率不超過0.02mm/d,累計最大沉降量小于2mm,沉降趨于穩(wěn)定時,即可停止觀測。
2.觀測成果
以沉降量最大的S0~S1#箱梁為例,通過分析觀測結果可知,既有橋梁未出現(xiàn)沉降,新建橋梁的最大累計沉降值為0.8mm,最大沉降速率為0.007mm/d,沉降均勻,且已停止沉降。觀測設備及觀測數(shù)據(jù)均正常,通過觀測結果可知,新建橋梁的累計沉降量滿足規(guī)范要求,可保證車輛正常通行。
新舊橋梁拼寬采用后澆帶施工后,橋面連續(xù)性好,且橋面最大沉降量僅有0.3mm,滿足橋梁正常使用要求。目前,新舊橋拼寬施工技術已全面應用于天津外環(huán)1標項目,該施工技術的應用,不僅提高了施工進度,還極大地保證了原有橋梁結構的安全性和穩(wěn)定性,減少了人工、機械、材料的投入,實現(xiàn)了工程安全、質(zhì)量、環(huán)保、經(jīng)濟效益的全面提升。