淺談橋梁水中樁加固的施工技術(shù)
2015-06-24
1.工程概況
京哈公路是我國(guó)南北向干線公路安龍泉互通立交是長(zhǎng)春至德惠段公路的第一設(shè)計(jì)段，主線路線起點(diǎn)在安龍泉南側(cè)中日友好水廠附近，起點(diǎn)樁號(hào)K1076+453.964，與洋浦大街相接，在K1076+629.616下穿長(zhǎng)雙煙鐵路，在鐵路上修建跨線橋一座（24+25.3+35.7+35.7+25.3+24），在K1077+220上跨長(zhǎng)圖鐵路，在K1077+582.457處上跨長(zhǎng)吉北線，終點(diǎn)與第二設(shè)計(jì)段相接，終點(diǎn)樁號(hào)為K1078+500。整項(xiàng)工程包括橋梁工程、道路工程、排水工程、鐵路工程。
2.水中樁基施工平臺(tái)施工情況
首先進(jìn)行的是18#墩水中平臺(tái)施工，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)：卵石層結(jié)構(gòu)密實(shí)度高，而且還有漂石，同時(shí)因?yàn)槿藶樘蜕硨?duì)河床破壞大；因此在施工過(guò)程中利用60T振動(dòng)錘振擊鋼管樁只能振下2.2~2.8m。18#-5樁基φ3.0m的外鋼護(hù)筒利用90T的振動(dòng)錘也只能振下2.0m左右；利用12m3空壓機(jī)吹砂配合振動(dòng)錘下振，效果也不佳，且卵石層含漂石，最大只能下沉3m。由于橋位的上、下游都有電站，更大型的船只和起重設(shè)備無(wú)法進(jìn)入河中施工；鋼護(hù)筒嵌入卵石層3m太少，不穩(wěn)定，鉆機(jī)沖鉆很容易引起鋼護(hù)筒偏位和坍孔，平臺(tái)和施工人員的安全無(wú)法保證，因此18#墩的水中平臺(tái)雖已搭建好，鉆機(jī)一直無(wú)法開(kāi)鉆。為此水中樁基的施工一度滯后，嚴(yán)重影響了大橋的整體施工進(jìn)度，引起了業(yè)主的高度關(guān)注。
3.承臺(tái)、系梁施工技術(shù)
3.1施工順序
施工順序：挖土——樁頭處理——打墊層——綁扎鋼筋——支設(shè)模板——保護(hù)層墊塊——模板加固——澆筑砼——拆模——養(yǎng)護(hù)
3.2施工工藝
（1）基礎(chǔ)開(kāi)挖
系梁開(kāi)挖基坑前按照放坡的要求測(cè)放出開(kāi)挖邊線及系梁中線。基坑采用機(jī)械為主人工為輔的方法開(kāi)挖，用挖掘機(jī)開(kāi)挖至系梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后人工開(kāi)挖至系梁底標(biāo)高以下10cm處（開(kāi)挖時(shí)不得擾動(dòng)基底以下的土層）?；渍胶蠹皶r(shí)澆筑10cm厚混凝土墊層。開(kāi)挖基坑尺寸必須滿足施工要求，深度方向誤差小于20mm，底面不高于設(shè)計(jì)標(biāo)高。支撐采用短樁間斷支撐，擋土板采用木模板。施工時(shí)用3m長(zhǎng)的鋼管沿基坑周邊打入地下2m，然后在鋼管外加放擋土板，從而防止局部邊坡坍塌。
挖至標(biāo)高的基坑不得長(zhǎng)期暴露，擾動(dòng)或浸泡。系梁開(kāi)挖到位后要及時(shí)驗(yàn)收，符合要求后，應(yīng)立即進(jìn)行下一步施工。
（2）樁頭鑿除及樁基聲測(cè)
開(kāi)挖基坑完成后，采用機(jī)械鑿除樁頭澆混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，預(yù)留樁頭嵌入系梁內(nèi)的長(zhǎng)度，將鋼筋上附著的混凝土清除干凈。并及時(shí)對(duì)樁基進(jìn)行聲測(cè)。樁頭鑿除時(shí)要防止損傷樁身混凝土及鋼筋和聲測(cè)管。
（3）測(cè)量放樣
下部承臺(tái)，系梁至墩臺(tái)帽各部分開(kāi)工前，進(jìn)行準(zhǔn)確中線放樣，并在縱橫軸線上引出控制樁，控制鋼筋綁孔和模板調(diào)整，嚴(yán)格控制好各部頂面標(biāo)高。
（4）鋼筋下料成型及綁孔
鋼筋由鋼筋班集中下料成型，編號(hào)堆放，運(yùn)輸至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行綁孔。鋼筋均應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)資料方可使用。鋼筋綁扎嚴(yán)格按圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣綁扎，綁扎中注意鋼筋位置、搭接長(zhǎng)度及接頭的錯(cuò)開(kāi)。鋼筋綁扎成型后，按要求進(jìn)行驗(yàn)收。
（5）混凝土養(yǎng)生、拆模及基坑回填
混凝土澆筑完成后系梁頂面要及時(shí)進(jìn)行收漿、抹平。當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于2.5MPa后方可拆除系梁模板，模板拆除時(shí)要防止損傷系梁棱角和表面。模板拆除前后均要根據(jù)外界環(huán)境條件采取相應(yīng)的養(yǎng)生措施進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不少于7天。模板拆除按照結(jié)構(gòu)的不同和砼規(guī)定強(qiáng)度來(lái)決定，承臺(tái)和系梁達(dá)到強(qiáng)度的50%即可拆模板，墩身和蓋梁底模需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上方能拆除模板。
基坑回填前將鋼筋拉桿沿系梁表面切除，并在鋼筋表面涂刷環(huán)氧樹脂以防生銹。基坑回填要分層夯實(shí)，分層厚度不大于30cm,壓實(shí)度不小于93%。
3.3承臺(tái)施工方案
3.3.1承臺(tái)施工工藝
承臺(tái)施工工藝流程如下：測(cè)量放線→基坑開(kāi)挖→破除樁頭→基坑驗(yàn)槽→砼墊層→綁扎鋼筋→安裝模板→澆筑砼→養(yǎng)護(hù)
3.3.2承臺(tái)混凝土
由于承臺(tái)砼高度較厚屬于大體積砼，在砼澆筑過(guò)程中水泥的水化熱較大，砼內(nèi)外散熱不均勻，造成內(nèi)外溫差大，在砼內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，很容易導(dǎo)致砼開(kāi)裂，采取如下措施防止出現(xiàn)砼開(kāi)裂。
選用低水化熱水泥，降低砼內(nèi)部熱量。
（2）摻加粉煤灰，降低水泥用量，減少水泥水化熱。
（3）降低砼的入模溫度，盡量采用夜間澆筑。
?。?）改善砼的性能和施工工藝，提高砼的抗裂能力。
承臺(tái)在砼澆筑過(guò)程中，采用全面分層的臺(tái)階法澆筑，臺(tái)階高度控制在30cm，砼振搗采用ZN50型插入式振搗器。澆筑順序由一端往另一端進(jìn)行，砼應(yīng)連續(xù)澆筑，加強(qiáng)砼的振搗，增加砼的密實(shí)度。
3.3.3承臺(tái)混凝土養(yǎng)護(hù)
?。?）承臺(tái)混凝土澆筑后及時(shí)用草衫覆蓋。
?。?）混凝土養(yǎng)護(hù)至少14天。
4.橋臺(tái)、墩身施工技術(shù)
灌注樁施工完，待樁周明水退去，樁頭部分土方進(jìn)行人工開(kāi)挖，人工破樁頭至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，待樁體檢測(cè)合格后進(jìn)行橋臺(tái)、墩柱施工。
4.1橋臺(tái)施工方案
橋臺(tái)施工順序：挖土——樁頭處理——打墊層——綁扎橋臺(tái)鋼筋——支設(shè)橋臺(tái)模板——保護(hù)層墊塊——模板加固——澆筑砼——拆模——養(yǎng)護(hù)
橋臺(tái)采用機(jī)械挖土，人工配合，用自御汽車將挖出的土運(yùn)往指定地點(diǎn)，挖土同時(shí)處理樁頭，注意控制坑底標(biāo)高，嚴(yán)防超挖，防止地下水涌出。
（2）依據(jù)設(shè)計(jì)要求綁扎橋臺(tái)鋼筋，鋼筋交叉點(diǎn)均應(yīng)綁扎牢固。
橋臺(tái)鋼筋綁扎
?。?）橋臺(tái)背面用木模，外露清水墻面用大竹面模，鋼管支撐。
4.2墩柱施工方案
灌注樁施工完，待樁周明水退去，樁頭部分土方進(jìn)行人工開(kāi)挖，人工破樁頭至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，待樁體檢測(cè)合格后進(jìn)行墩柱施工。由于樁、柱連接處無(wú)設(shè)計(jì)內(nèi)容（現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖紙為“初步設(shè)計(jì)圖”），以下方案暫不考慮實(shí)施內(nèi)容，工期部分仍然考慮其影響。
4.2.1鋼筋工程
墩柱施工順序：墩柱鋼筋下料——鋼筋成型——鋼筋綁扎成型——搭架子——吊鋼筋就位固定。
鋼筋的加工綁扎在施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置鋼筋加工成型機(jī)械，加工場(chǎng)地詳見(jiàn)總平面施工布置圖。
?。?）鋼筋下料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)格、形狀的長(zhǎng)度截取。
（2）墩柱鋼筋在地面預(yù)制成型，按所放柱子軸線吊裝就位，采用成品塑料卡控制鋼筋保護(hù)層厚度。
（3）鋼筋在加工前應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書和試驗(yàn)報(bào)告單，并應(yīng)抽取試樣做力學(xué)性能試驗(yàn)。
?。?）若以另一種強(qiáng)度、牌號(hào)或直徑的鋼筋代替設(shè)計(jì)中所規(guī)定的鋼筋時(shí)，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位做出處理決定。
?。?）鋼筋在施工現(xiàn)場(chǎng)必須按不同鋼種、等級(jí)、牌號(hào)、規(guī)格及生產(chǎn)廠家分批驗(yàn)收，分別堆存，不得混雜，且應(yīng)設(shè)立識(shí)別標(biāo)識(shí)。鋼筋在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)避免銹蝕和污染。鋼筋堆嚴(yán)禁露天堆放，接觸地面應(yīng)墊高。
（6）鋼筋調(diào)直前，鋼筋表面應(yīng)潔凈，泥土、銹鱗等應(yīng)清除干凈。
?。?）鋼筋平直，無(wú)局部彎折。
?。?）鋼筋直徑大于25mm的鋼筋，宜采用焊接。
?。?）鋼筋焊接前，必須根據(jù)施工條件進(jìn)行試焊，合格后方可正式施焊。
?。?0）焊工必須持證上崗。凡施焊的各種鋼筋、鋼板均應(yīng)有材質(zhì)證明書或試驗(yàn)報(bào)告單。
?。?1）焊條、焊劑應(yīng)有合格證，各種焊接材料應(yīng)分類存放和妥善管理，并采取防止腐蝕，受潮變質(zhì)的措施。
（12）受力鋼筋焊接或綁扎接頭應(yīng)設(shè)置在內(nèi)力較小處，并錯(cuò)開(kāi)布置，對(duì)于綁扎接頭，兩接頭間距不小于1.3倍搭接長(zhǎng)度。對(duì)于焊接接頭，在接頭長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不得有兩個(gè)接頭。
?。?3）主鋼筋綁扎接頭在受拉區(qū)最大百分率為25%，在受壓區(qū)最大百分率為50%，主鋼筋焊接接頭在受拉區(qū)最大百分率為50%，在受壓區(qū)不限制。
（14）墩柱受力鋼筋間距，允許偏差±20mm；墩柱保護(hù)層厚度，允許偏差±5mm。
5.結(jié)束語(yǔ)
在整個(gè)橋梁工程中，水中樁的加固施工面臨著施工任務(wù)重、工期緊的局面，如何確定合理、有效的樁基施工方案對(duì)此橋的整體施工進(jìn)度顯得至關(guān)重要。
