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桥梁墩台施工技术分析

 桥梁墩台施工技术分析

  【摘要】:桥梁墩台承载着桥梁上部结构传下的荷载,并将它传递给地基基础。桥梁墩台的作用就显得格外重要,重要的作用就要求高质量的施工质量。本文结合双拥大桥实际,着重介绍了公路桥梁高墩台施工及其安全控制进行了分析阐述。

  关键词:桥梁;墩台 

  1.工程概况

  双拥大桥呈西北-东南走向,北岸位于鹧鸪江旧码头,连接至北外环路;南岸位于下茅洲屯以北,连接至双拥大道。

  双拥大桥南岸主墩23#墩均位于河难。主墩基础为钻孔桩基础,分设上下游两个承台,横系梁连接;承台尺寸16.6×16.6×4m,9φ2.5钻孔桩,C30钢筋混凝土,承台顶浸入水中0.5m左右;系梁5m、厚3m,C30钢筋混凝土箱形预应力结构。

  23#墩一半位于水中,一半位于岸边滩地,表面覆盖7m左右的粉质粘土(褐黄色、结构紧密,呈硬塑状),下层为3m左右的圆砾(松散状,颗粒磨圆度较好,粒径2~5cm,充填物为褐黄色亚粘土及粉细砂)透镜状分布,上游薄下游厚,靠河岸侧厚河道侧薄;基岩为微风化灰岩,岩石较为坚硬,含硅质结核,局部有闭合裂隙;红粘土充填性溶槽发育,岩石饱和单轴极限抗压强度10~12Mpa。

  地质柱状图显示,岩层覆盖较深;插打12m工字钢,在承台锁口围堰范围内均未测得岩面;因而承台适合采用锁口钢管桩围堰施工。据地质柱状图查得23#墩承台区岩面标高见图1所示。  

  图1:墩承台区岩面标高图

  2施工方案

  施工方案主要由以下工序组成:筑岛、锁口钢管桩围堰、系梁支架方案以及其它常规工序施工方法。具体方案如下:具体施工方案如图2所示。  

  图2:承台施工工序图

  3施工步骤

  3.1筑岛

  清淤:采用长臂挖掘机将河滩上的杂树、树根与漂石清除干净,有利于钻孔桩、承台锁口钢管桩插打施工;筑岛:利用锚碇开挖土方,采用挖掘机配合推土机碾压的方法筑岛,筑岛时由上游向下游合龙;插打钢管桩:收坡钢管桩φ529δ=10mm采用液压振动锤直接插打到河床岩面,同时采用单根Ⅰ28a与[20a将钢管桩平联,同时在上下游,系梁两端设置一根钢管桩φ529δ=10mm以加强钢管桩的整体收坡效果;仅在承台外4m设置一排,在筑岛至承台外2m时进行插打;防护:采用2m厚的钢筋石笼多个串联抛填的方式作为边坡防护,同时在坡顶备足片石石笼,以备洪水冲刷备用。

  3.2钻孔桩施工

  钻孔桩施工作为常规工序,其实施步骤:钻进、成孔、清孔、钢筋笼安装、二次清孔、水下混凝土浇筑;作重控制不良地质钻进处理、清孔、水下混凝土浇筑。

  据23#墩承台区域内,河床覆盖层较厚,且为粉质粘砂土;此类土不利于钻孔桩护壁稳定,易造成坍孔与缩孔。对此,钻孔桩施工时采用钢护筒跟进至岩面或嵌入岩面一部分;钢护筒φ2.7mδ=10mm,单桩长约27m,钢护筒长度由参建各方根据现场钻孔情况而定。

  3.3锁口钢管桩围堰

  加工:采用钢管桩φ529δ=10mm与不等边角钢焊接成锁口钢管桩,加工时主要控制阳阴头轴线与钢管桩轴线是否平行、焊缝焊接质量、承插口宽度等;拐角锁口钢管桩加工主要用于围堰拐角处,控制重点主要是阳阴头方向与焊缝焊接质量。

  插打:锁口钢管桩加工验收合格后,按照放样边线进行插打;插打时由上游拐角处开始,分别向两侧插打;插打时根据现场实测间距,及时插打间距及加工根数。此工序主要控制插打位置、钢管桩垂直度等,插打时若锁口撕裂须及时进行重新插打。

  锁口止水:由于在土围堰中插打,锁口中粘土填充时完全能够满足止水要求;当锁口中无粘土填充物,采用高压水清洗后,灌入麻刀高稠度粘土泥浆;

  土方开挖:采用长臂挖掘机有水挖除,以确保土方开挖时钢围堰的稳定;开挖时由下游向上游开挖,一次挖到标高+72.0m;开挖土方直接堆放在围堰靠河一侧,以加固围堰边坡和防渗能力。

  封底:采用水下混凝土施工方法对围堰底部进行封底,封底厚度不得小于2m要求。

  内撑:土方开挖后立即实施顶层内撑,待第一层内撑实施完焊缝检查合格后方可抽水;抽水至第二层内撑底部10cm后,立即实施第二层内撑;实施中主要控制内撑焊缝与间距,观测钢管桩抽水过程变形情况。

  3.4系梁支架

  系梁支架钢管桩在土方开挖完浇筑水下混凝土前采用振动锤插打;插打时需确保插打至岩层。支架安装时控制型钢安放位置与焊接质量,同时确保系梁混凝土能自由收缩。

  3.5承台与系梁施工

  承台与系梁施工主要工序有:桩检、钢筋绑扎、模板安装、冷却水管与预应力管道安装、混凝土浇筑;主要控制钢筋绑扎与预应力管道安装、冷却水管平面位置与加固和循环速度。

  钻孔桩施工完以后,对围堰内土石进行挖除和清理至承台底以下15cm,浇筑混凝土垫层并桩头进行凿除。桩头采用人工凿除,承台、系梁施工应在桩基检测完成后进行。

  3.5.1钢筋加工安装

  承台、系梁钢筋的配料、制作均在钢筋棚内进行,运至围堰内现场绑扎。钢筋安装时结合承台内冷却水管的安装位置,钢筋与冷却水管相互配合,同步安装。承台高度4m,为保持钢筋安装过程中的稳定性,在钢筋网箱内搭设钢管架。竖向钢管外套φ55mm的PVC管,便于钢管的拆除。

  钢筋加工安装时,严格按照施工图纸精确放出钢筋大样,按大样进行断料、配料,钢筋的根数,尺寸间距要准确。钢筋绑扎时注意预应力管道的留设,在预应力管道和钢筋相抵触时,将钢筋弯折,确保预应力管道的位置准确。钢筋绑扎完毕,测量组对塔脚预埋件进行精确放样,严格按放样结果进行预埋件的安装。预埋钢板施工时特别注意平面位置、顶面标高、制作质量等。

  3.5.2模板安装

  承台的模板选用优质竹胶板(δ=18mm),模板外侧的竖肋均采用10cm×10cm方木,横肋采用双排φ48钢管,设斜向拉杆与桩顶钢筋相连接。

  系梁内模采用竹胶板(δ=18mm),采用10cm×10cm方木作背楞,搭设钢管脚手架作内支撑。外模采用定型大块钢模板拼装,不设拉杆。

  模板安装前,将承台、系梁范围的杂物进行清理,并用全站仪在垫层上对承台的平面位置进行放样并用墨线进行标记,在混凝土垫层上打设模板内侧定位钢筋。

  模板现场组拼,边组拼边通过斜向拉杆(系梁无拉杆)临时固定,待模板组拼完成后对模板的平面尺寸和垂直度进行精调,使其满足设计及规范要求并报请监理单位验收。

  待混凝土达到2.5MPa后开始拆除模板。模板的拆除顺序与模板安装时的顺序相反,先安装的模板后拆,后安装的模板先拆。模板拆除时要求保证承台、系梁的棱角完好,不得通过强行撬、打、砸来拆除模板。

  3.5.3混凝土施工

  钢筋、模板、冷却水管、预埋钢板及预应力孔道检查合格后进行混凝土浇筑。承台混凝土分两次浇筑混凝土,第一次混凝土浇筑至承台底以上2m,第二次浇筑完成。首次混凝土浇筑完成后,对混凝土表面拉毛处理,并安设接茬钢筋。第二次混凝土浇筑前,应清除混凝土结合面的浮碴和杂物,确保混凝土结合质量。

  3.5.4大体积混凝土施工控制措施

  主塔承台尺寸为16.6m×16.6m×4m,为大体积混凝土施工,施工过程需要采取措施降低水化热,控制混凝土裂缝的产生,确保混凝土施工质量。

  最后,桥梁墩台施工要根据工程的具体情况,总体布局,编制详尽的施工组织计划,加强施工过程的控制,以全面实现质量、进度、安全、效益、环保目标。施工中,及时对环保措施进行检查,将不合格因素消除在工序施工中;防止违反环保事故的发生,特别是钻孔桩泥浆排放要及时派专人跟踪管理,不得白天、夜间超标排放等。 

  参考文献:

  [1]张修亭,孙毅,郑永胜.公路桥梁高墩台施工技术分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2009,(05).

  [2]周兴.公路桥梁高墩台施工方法及控制措施[J].科学之友(B版),2008,(01).

  [3]张佐.公路桥梁高墩台施工技术探讨[J].工程建设与设计,2009,(06).

  [4]殷波.宁波某大桥高墩施工和质量控制浅谈[J].中国科技信息,2009,(11).

  [5]田家琳,刘朝英,刘国海.永江特大桥空心薄壁墩施工技术[J].铁道建筑,2009,(08).

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