挖孔樁及承臺(tái)施工技術(shù)探討
2017-06-19
該大橋?yàn)?跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)橋，由左右兩幅兩座分離式橋梁組成，橋梁中心樁號(hào)分別為ZK57+532和YK57+540，橋梁全長(zhǎng)474米，跨徑組合為（56+114+140+114+50）米，兩橋反對(duì)稱布置。橋梁位于山谷中，兩端分別與隧道相連，左右兩幅橋中心線相距約30米，橋梁上跨縣級(jí)公路，交通較便利。
橋梁上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁，箱梁根部梁高主墩為8米、次主墩為6米，跨中及端部梁高均為3米，頂板寬11.8M，底板寬6.5M。橋梁下部主墩采用雙薄壁空心墩，墩頂與梁體固結(jié)，最高墩78米；次主墩采用空心薄壁墩，墩頂設(shè)盆式支座；墩柱基礎(chǔ)均采用直徑2M的鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)6～22米，主墩每個(gè)承臺(tái)9根樁，次主墩每個(gè)承臺(tái)6根樁，每幅橋共計(jì)30根，皆為嵌巖樁；橋臺(tái)為重力式片石混凝土橋臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。
2 施工總體部署
根據(jù)工程實(shí)際情況和工期要求，總體上采用左右幅順序施工的方法進(jìn)行施工，即以上部工程為主線，先施工左幅橋，合龍后施工右幅橋，配置一幅橋的模板和機(jī)具，合理安排施工流水和搭接，先后進(jìn)行兩幅橋的施工，既能充分利用資源、減少一次性投入，又能滿足工期要求。在一幅橋的施工順序上，先施工主墩、次主墩，搶懸灌梁施工，橋臺(tái)在橋兩端的隧道打通后施工，不影響邊跨合龍。
施工前先做好“三通一平”，在橋上游修一條跨溝便橋，通往每個(gè)墩位處都修通臨時(shí)便道，橋兩端分別設(shè)鋼筋加工場(chǎng)和施工隊(duì)駐地等臨時(shí)設(shè)施。
鉆孔灌注樁考慮數(shù)量少、樁身短、嵌巖多、施工場(chǎng)地條件差等因素，采用人工挖孔較為經(jīng)濟(jì)可行，可以大面積同時(shí)施工，進(jìn)度也有保證，尤其要保證左幅主墩先行結(jié)束。
承臺(tái)采用挖掘機(jī)結(jié)合人工進(jìn)行開挖，遇巖石進(jìn)行控制爆破，模板采用組合鋼模，混凝土采用泵送入模，澆筑時(shí)采取體內(nèi)設(shè)散熱管降溫的措施防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。
墩柱采用翻模施工，每套模板配置3節(jié)，節(jié)長(zhǎng)2.25米，共配三套，主墩配二套，次主墩配一套，每次混凝土澆筑高度為4.5米，外模上附設(shè)操作平臺(tái)。人員上下搭設(shè)爬梯。墩柱橫系板采用在已成墩柱上預(yù)埋鋼板焊接型鋼形成平臺(tái)的辦法進(jìn)行施工。
0#塊采用托架現(xiàn)澆，采用在已成墩柱上預(yù)埋鋼板焊接型鋼形成三角托架以形成平臺(tái)的辦法進(jìn)行施工，0#塊和1#塊同時(shí)澆筑。箱梁采用掛籃懸澆，配置四對(duì)掛籃，一幅橋的四個(gè)T構(gòu)同時(shí)施工，完成后轉(zhuǎn)到另一幅橋施工。邊跨直線段采用支架現(xiàn)澆。
鋼筋、模板等材料和小機(jī)具的垂直提升采用125型塔吊吊運(yùn)，每座橋安設(shè)三臺(tái)，分別設(shè)在1#、2#、3#墩位處，4#墩采用25噸汽車吊吊運(yùn)?；炷敛捎?ldquo;萬(wàn)士樂”內(nèi)燃輸送泵泵送入模，能確保泵送高度。
3 施工方法及工藝
3.1 挖孔樁施工
3.1.1 施工準(zhǔn)備
清除坡面危石浮土；定出樁孔準(zhǔn)確位置；設(shè)置護(hù)樁并經(jīng)常檢查核對(duì)；孔口做好排水系統(tǒng)，并搭好孔口雨棚；安裝提升設(shè)備，布置好出碴道路；合理堆放材料和機(jī)具，使其不增加孔壁壓力、不影響施工。井口周圍用混凝土制成鎖口予以圍護(hù)，防止土、石、雜物滾入孔內(nèi)傷人。若井口地層有較大的滲水量時(shí)，用井點(diǎn)法降低地下水位。
3.1.2 成孔工藝
成孔方式可根據(jù)土質(zhì)軟硬采取人工直接挖掘或鑿眼爆破，在井口架設(shè)三角架，用人工轆轤或10kN～20kN慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)提升出碴。
成孔順序：挖掘程序?qū)⒁酝翆有再|(zhì)確定，土層緊密、地下水位不大者，同一個(gè)墩臺(tái)基礎(chǔ)的所有樁孔可同時(shí)開挖、集中一孔抽水，以降低其它孔水位。土層松軟、地下水位較高者，采用對(duì)角開挖，避免孔間間隔層太薄造成坍塌。
工藝要求：控制孔壁襯砌，以增加樁的摩擦力；樁孔誤差平面位置不大于50mm，傾斜度不超過1%，孔徑、孔深要符合設(shè)計(jì)要求；為防止坍孔，支護(hù)要及時(shí)，挖孔及支撐護(hù)壁兩道工序連續(xù)作業(yè)，每一米為一節(jié)段。
對(duì)需要爆破的樁孔巖石，采用導(dǎo)爆管起爆，并設(shè)置上下方便的設(shè)施。炮眼數(shù)目、位置、斜插方向，按巖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，嚴(yán)禁裸露藥包；嚴(yán)格控制用藥量，以松動(dòng)為主。炮眼附近的支撐要加固或設(shè)保護(hù)措施。一個(gè)孔內(nèi)進(jìn)行爆破作業(yè)，其他孔內(nèi)的施工人員也要到安全處躲避。放炮后用高壓風(fēng)管迅速進(jìn)行排煙、除塵后，再進(jìn)入孔內(nèi)施工。
3.1.3 支撐護(hù)壁
支撐護(hù)壁采用外齒式混凝土護(hù)壁，該種形式的護(hù)壁，其抗塌孔的性能好，又便于人工用鋼釬搗實(shí)混凝土，增大了樁的摩擦阻力。
3.1.4 排水
孔內(nèi)滲水量不大時(shí)，可用鐵皮桶盛水，人工提引排走；滲水量大時(shí)，可用水泵排水?？咨钚∮谒梦虝r(shí)，水泵可設(shè)在孔外；孔深大于水泵吸程，須將水泵吊入孔內(nèi)抽水。
3.1.5 終孔檢查處理
挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行孔底處理。做到平整，無(wú)松渣、污泥及沉渣等軟層。入巖深度符合設(shè)計(jì)要求。
3.1.6 鋼筋骨架制作及安裝
根據(jù)施工條件，挖孔灌注樁鋼筋骨架可在孔外預(yù)綁扎后吊入孔內(nèi)或也可以在孔內(nèi)綁扎。為使鋼筋骨架正確牢固定位，除主筋上安設(shè)鋼筋“耳環(huán)”或混凝土墊塊外，可在孔壁上打入鋼釬，用鋼絲與主筋綁扎使其牢固定位。
3.1.7 灌注混凝土
樁孔只有小量滲水時(shí)，可采用干灌混凝土的工藝?？變?nèi)混凝土一次連續(xù)灌注完畢。若孔內(nèi)滲水量較大時(shí)，影響灌注質(zhì)量時(shí)，采用水下灌注混凝土的施工工藝。
3.2 承臺(tái)施工
3.2.1 基坑放樣
承臺(tái)基坑開挖采用1：0.75放坡，考慮排水及施工作業(yè)空間預(yù)留0.8米施工工作面；據(jù)以上原則確定承臺(tái)基坑平面位置。測(cè)量放線后用白灰將邊線標(biāo)記出來(lái)。
3.2.2 基坑開挖
基坑采用挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行開挖。開挖時(shí)按設(shè)計(jì)邊坡控制。當(dāng)開挖至樁頭位置處，設(shè)專人指揮挖掘機(jī)操作，避免挖彎樁頭頂部露出的鋼筋。當(dāng)挖掘機(jī)開挖至基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高30cm以上時(shí)，挖掘機(jī)停止開挖改用人工找平至設(shè)計(jì)標(biāo)高，嚴(yán)禁超挖。
3.2.3 注意事項(xiàng)
基坑開挖連續(xù)進(jìn)行，人工找平至設(shè)計(jì)標(biāo)高后立即組織下一道工序施工，防止基坑長(zhǎng)期暴露和擾動(dòng)；深基坑開挖過程中經(jīng)常檢查基坑邊坡穩(wěn)定性和標(biāo)高，防止出現(xiàn)坍塌和超挖現(xiàn)象。
3.2.4 承臺(tái)墊層混凝土
為便于承臺(tái)立模，墊層砼尺寸較設(shè)計(jì)每邊加寬30cm。在基坑開挖完成后，基坑坑底找平，在四角打樁掛線，用厚度為10cm的C15混凝土澆筑墊層。
3.2.5 承臺(tái)鋼筋加工及綁扎
鋼筋在加工前，首先將鋼筋表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈，對(duì)彎折的鋼筋進(jìn)行調(diào)直。依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行下料，彎制加工成型，并按圖紙鋼筋編號(hào)對(duì)鋼筋分類編號(hào)存放。鋼筋彎鉤無(wú)具體要求的，按標(biāo)準(zhǔn)彎鉤進(jìn)行加工。
承臺(tái)內(nèi)抽干水、清除干凈后，放出承臺(tái)定位樁，然后進(jìn)行鋼筋綁扎。鋼筋綁扎嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行,首先綁扎底層鋼筋，綁扎完畢后，結(jié)合散熱鋼管的布置，然后再進(jìn)行其余鋼筋綁扎，進(jìn)行墩身位置的軸線放樣，定出墩身主筋的位置和底面高程，在承臺(tái)內(nèi)綁扎好預(yù)埋段鋼筋。然后綁扎頂層鋼筋，頂層鋼筋要預(yù)留活動(dòng)口，以便澆注混凝土?xí)r下人搗固，待混凝土澆注至頂面時(shí)再綁扎固定。
鋼筋綁扎經(jīng)檢查合格后，再立模。模板采用平面組合鋼模板，用拉桿、鋼管把模板支撐牢固，防止跑模。承臺(tái)施工必須從基坑開挖成形至承臺(tái)砼終凝的這段時(shí)間，要做好基坑排水工作，以保證砼的質(zhì)量。
3.2.6 混凝土的澆注
承臺(tái)模板拼裝加固后經(jīng)檢驗(yàn)合格，然后把模板和鋼筋上的淤泥、雜物清除干凈，模板上均勻的涂上脫模劑，再進(jìn)行砼的澆筑和震搗。砼采用泵送入模，因承臺(tái)面積大、高度大，為保證工程質(zhì)量，均一次連續(xù)澆筑，按一定的順序和方向分塊、分層進(jìn)行，震搗方式采用插入式震動(dòng)棒。分層厚度不應(yīng)超過30cm，其移動(dòng)間距不能超過震動(dòng)棒作用半徑的1.5倍，靠近模板震動(dòng)時(shí)要保持5cm至10cm的間距。操作時(shí)應(yīng)注意快插慢拔，以保證砼的震搗密實(shí)。
3.2.7 防止砼開裂的措施
因承臺(tái)混凝土體積較大，承臺(tái)中分層布置散熱管，為Ф32MM的鋼管，在澆筑及養(yǎng)護(hù)過程中進(jìn)行通水散熱，防止混凝土水化熱使承臺(tái)產(chǎn)生裂紋。
冷卻水管的安裝：根據(jù)承臺(tái)尺寸冷卻水管下料切割成各種不等節(jié)段,兩頭要車絲,各段要配好彎管及套管,在綁扎好的承臺(tái)架立鋼筋上分別放置冷卻管并用鐵絲固定好。端頭用彎管連接好，使之形成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)。同時(shí)將測(cè)溫線綁在鋼筋上，測(cè)溫線的溫敏元件置于測(cè)點(diǎn)位置，并不得與鋼筋直接接觸，插頭留在外面，以便于測(cè)定測(cè)點(diǎn)溫度。
承臺(tái)開始澆注前，冷卻管應(yīng)通水試循環(huán)，避免阻塞。在承臺(tái)開始澆注后，冷卻水管就開始通水，通水時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況確定。
為防止大體積砼承臺(tái)產(chǎn)生裂紋，除布置散熱管外，對(duì)砼表面進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)也是一項(xiàng)有利的措施。安排專人監(jiān)測(cè)承臺(tái)砼內(nèi)外溫度，并做好記錄，控制內(nèi)外溫差不大于10℃，否則應(yīng)采取措施。夏季施工時(shí)混凝土用料應(yīng)遮蓋，避免日光曝曬，并用冷卻水?dāng)嚢杌炷?，以降低入倉(cāng)溫度。遇氣溫驟降的天氣或寒冷季節(jié)澆注混凝土后，應(yīng)注意覆蓋保溫。
另外澆筑過程中應(yīng)分層澆筑,每層30CM,并控制澆筑速度,以加快砼散熱速度。改善骨料級(jí)配、降低水灰比、摻加混合料、摻加外加劑等方法減少水泥用量。盡量采用水化熱低的礦渣水泥。養(yǎng)護(hù)采用草苫覆蓋，宜用自動(dòng)噴水系統(tǒng)和噴霧器，濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)不間斷，不得形成干濕循環(huán)。
結(jié)語(yǔ)
在對(duì)挖孔樁及承臺(tái)施工的過程中，管理人員一定要提升管理意識(shí)，做好協(xié)調(diào)與統(tǒng)籌，對(duì)于施工中遇到問題需要及時(shí)給以妥善處理。技術(shù)人員一定要熟悉施工工藝流程，對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要工序加強(qiáng)施工的過程控制，保證工程質(zhì)量。
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