曲宏杰
摘 要:本文結合咸旬高速公路治峪河特大橋施工實踐,就我國西部缺水地區(qū)橋梁基礎人工挖孔施工的關鍵工序和技術控制進行了簡要闡述。
關鍵詞:特大橋梁;基礎施工;人工挖孔;技術控制
由中鐵十九局集團六公司施工的咸旬高鐵速公路冶峪河特大橋,是沿冶峪河而設的縱向橋。橋體上跨211國道,右線橋梁全長1888.01m,左線大橋全長1864.4m。橋梁地質情況、鉆孔資料表明,地表層為中密卵石土,其下依次為強風化砂巖及中風化砂巖。且部分墩位處于缺水地區(qū),機械鉆孔無法解決大量施工用水,結合各方面的因素確定人工挖孔。
1 施工準備
開挖前,場地完成“三通一平”。各項臨時設施、動力、照明、通風、安全設施、施工機具、進場人員準備全部到位。
根據設計圖紙進行縱橫軸線放樣,及復測工作。用十字線將中心樁點引出護筒外80cm,水泥砂漿固定。樁孔周邊,用白灰撒線型。
所用的原材料,根據設計要求和規(guī)范規(guī)定進行檢測。
2 土方開挖及支護壁模板
放線定位:按設計圖紙放線,定樁位。
開挖土方:采取分段開挖,每段高度決定于土壁直立狀態(tài)的能力,以0.8~1.0m為一施工段。開挖面積的范圍為設計樁徑加護壁厚度。挖土由人工從上到下逐段進行,同一段內挖土次序先中間后周邊;擴底部分采取先挖樁身圓柱體,再按擴底尺寸從上到下削土修成擴底形。在地下水位以下施工時,要及時用吊桶將泥水吊出,當遇大量滲水時,在孔底一側挖集水坑,用高揚程潛水泵將水排出。
測量控制:樁位軸線采取在地面設十字控制網、基準點。安裝提升設備時,使吊桶的鋼絲繩中心與樁孔中心一致,以做挖土時粗略控制中心線用。
孔內遇到巖層時,能用風鎬挖除,用風鎬鑿巖至設計深度。極硬巖時,須進行針對性爆破設計。
3 澆筑護壁混凝土
樁孔護壁混凝土每挖完一節(jié),經檢查斷面尺寸符合設計要求,報檢后,立即澆筑護壁混凝土,坍落度控制在16~20mm,確??妆诜€(wěn)定性。
支設護壁模板:模板高度一般為1m。護壁中心線控制,系將樁控制軸線,高程引到第一節(jié)混凝土護壁上,每節(jié)以十字線對中、吊大線錘控制中心點位置,由基準點測量孔深。
澆筑護壁混凝土:護壁混凝土要搗實,上下壁搭接50~75mm,護壁采用外齒或內齒式;護壁混凝土強度等級為C15,厚度150mm,避免某段護壁出現(xiàn)流砂、淤泥而造成護壁因自重而沉裂的現(xiàn)象;第一節(jié)混凝土護壁高出地面300mm左右,便于擋水和定位,防止碎石滾入孔內。
拆除模板繼續(xù)下一段施工:護壁混凝土達到一定強度后(常溫下24小時)便可拆模,再開挖下一段土方,然后繼續(xù)支模灌注混凝土,循環(huán)施工,直到挖至設計要求的深度。
每節(jié)樁孔護壁做好以后,將樁位軸線,和標高測設在護壁上口,然后,用十字線對中,吊線墜向井底投設,以半徑尺桿檢查孔壁的垂直度。隨之進行修整,孔深必須以基準點為依據逐根引測。保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。
成孔以后必須對樁身直徑,孔底標高,樁位中心線,井壁垂直度等進行檢測,并做好記錄,報監(jiān)理檢驗合格方可進入下道工序。
人工挖孔允許偏差:頂面位置±50 mm;孔位中心±50mm;傾斜度±0.5%。
4 鋼筋的制作與安裝
對于較短的樁基,鋼筋籠宜制作成整體,一次吊裝就位。對于孔深較大樁基,鋼筋籠需現(xiàn)場焊接。
制作時,按設計尺寸做好加強箍筋,標出主筋的位置。將主筋擺放在平整的工作平臺上,并標出加強筋的位置。焊接時,使加強筋上任一主筋的標記對準主筋中部的加強筋標記,扶正加強筋,并用木制直角板校正加強筋與主筋的垂直度,然后點焊。在一根主筋上焊好全部加強筋后,用機具或人轉動骨架,將其余主筋逐根照上法焊好,然后吊起骨架閣于支架上,套入盤筋,按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上,點焊牢固。
鋼筋骨架保護層的設置方法:鋼筋籠主筋接頭采用雙面搭接焊,每一截面上接頭數(shù)量不超過50%,加強箍筋與主筋連接全部焊接。鋼筋骨架的保護層厚度可用焊接鋼筋“耳筋”,設置密度按豎向每隔2m設一道,每一道沿圓周布置4個。
骨架的運輸時不得使骨架變形。當骨架長度在6m以內時可用兩部平板車直接運輸;超過6米時,應在平板車上加托架或用炮架車采用翻斗車牽引。
骨架的起吊和就位:鋼筋籠制作完成后,骨架安裝采用汽車吊,為了保證骨架起吊時不變形,對長骨架,起吊前應在加強骨架內焊接三角支撐,以加強其剛度。采用兩點吊裝時,第一吊點設在骨架的下部,第二點設在骨架長度的中點到上三分點之間。對于長骨架,起吊前應在骨架內部臨時綁扎兩根杉木桿以加強其剛度。起吊時,先提第一點,使骨架稍提起,再與第二吊同時起吊。待骨架離開地面后,第一吊點停吊,繼續(xù)提升第二吊點。隨著第二吊點不斷上升,慢慢放松第一吊點,直到骨架同地面垂直,停止起吊。解除第一吊點,檢查骨架是否順直,如有彎曲應整直。當骨架進入孔口后,應將其扶正徐徐下降,嚴禁擺動碰撞孔壁。然后,由下而上地逐個解去綁扎杉木桿的綁扎點及鋼筋十字支撐。當骨架下降到第二吊點附近的加強箍接近孔口,可用木棍或型鋼等穿過加強箍筋的下方,將骨架臨時支承于孔口,孔口臨時支撐應滿足強度要求。將吊鉤移到骨架上端,取出臨時支承,將骨架徐徐下降,骨架降至設計標高為止。將骨架臨時支撐于護筒口,再起吊第二節(jié)骨架,使上下兩節(jié)骨架位于同直線上進行焊接,全部接頭焊好后就可以下沉入孔,直至所有骨架安裝完畢。并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土過程中發(fā)生浮籠現(xiàn)象。
骨架最上端定位,須由測定的孔口標高來計算定位筋的長度,并反復核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線,找出鋼筋籠中心,根據護樁找出樁位中心,鋼筋籠定位時使鋼筋籠中心與樁位中心重合。然后在定位鋼筋骨架頂端的頂?shù)跞ο旅娌迦雰筛叫械墓ぷ咒摶虿垆?,在護筒兩側放兩根平行的枕木(高出護筒5cm左右),并將整個定位骨架支托于枕木上。鋼筋骨架的制作和吊裝的允許偏差為:主筋間距±10mm;箍筋間距±20mm;骨架外徑±10mm;骨架傾斜度±0.5%;骨架保護層厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架頂端高程±20mm;骨架底面高程±50mm。
5 灌注混凝土
混凝土采用集中拌合,罐車運輸,泵送混凝土施工,插入式振搗器振搗?;炷恋臐仓肽囟炔坏陀?5℃,也不高于+30℃。
灌注支架采用移動式的,事先拼裝好,用時移至孔口,以懸掛串筒,漏斗底口。從高處直接傾卸時,其自由傾落高度一般不宜超過2米以不發(fā)生離析為度 。當傾落高度超過2米時,應通過串筒、溜管或震動溜管等設施下落;傾落高度超過10米時,并應設置減速裝置。
混凝土分層澆筑,分層厚度控制在30~45cm。振搗采用插入式振動器,振動器的振動深度一般不超過棒長度2/3~3/4倍,振動時要快插慢拔,不斷上下移動振動棒,以便搗實均勻,減少混凝土表面氣泡。振動棒插入下層混凝土中5~10cm,移動間距不超過40cm,與側模保持5~10cm距離,對每一個振動部位,振動到該部位混凝土密實為止,即混凝土不再冒出氣泡。
對于直徑較小挖深樁,如果樁身較長,混凝土振搗操作有困難時,可采用水下混凝土方法灌注。
6 結語
通過對以上關鍵環(huán)節(jié)進行了嚴格的技術控制,中鐵十九局集團六公司承建的咸旬鐵路高速公路治峪河特大橋,人工挖孔樁合格率100&,完全滿足設計要求。