高壩特大橋深水墩施工方案鋼管樁平台

2021-03-04 09:35:24 字數 4908 閱讀 1062

一、編制依據

(1) 高壩特大橋施工設計圖

(2) 《橋涵施工技術規範》

(3) 《公路橋涵鋼結構及木結構設計規範》jtj 025-86

(4) 《公路橋涵工程施工質量驗收標準》tb 10203-2002

(5) 《鋼結構設計規範》gb 50017-2003

(6) 其它參考資料

二、工程概況

高壩特大橋是安康至毛壩高速公路的重點工程,橫跨渚河、任河,大橋全長2060m,主橋為跨渚河的67.5+125+67.5m,跨任河的80+150+80m連續剛構橋。

大橋由44墩2臺組成,其中左幅24#、25#墩,右幅25#、26#墩為深水墩鑽孔樁承臺基礎。

左幅24#、25#墩,右幅25#、26#墩位於河面**靠兩側,基礎為水上鑽孔樁基礎,每承臺4根φ2.8m鑽孔灌注樁,單根長25~35m。施工常水位為325m,墩位處河床標高為307.

5 m,水深達18公尺。墩位處河床比較平坦,河床底下約10公尺左右為河卵石,再下為板岩;孔樁採用搭設鋼管樁平台,衝擊鑽鑽孔施工方法。

承臺平面尺寸為12.2m(寬)x10.6m(長)x4m(高),體積為517.

28 m3,為鋼筋混凝土承臺,混凝土設計強度為c30,根據任河水流情況及承臺在水中的埋深採用單壁鋼吊箱進行施工,鋼吊箱淨空尺寸12.4m*10.8m。

根據承臺的高度情況考慮採用分兩層進行施工,層與層之間布置接茬鋼筋。底層混凝土澆築完成達到80%強度後方可進行頂層混凝土施工。

三、施工工藝

一)深水墩孔樁施工

1、深水墩鋼管樁平台修建樁基施工工藝

深水墩鋼管樁平台施工工藝流程

鋼管樁平台施工工藝流程圖

1)定位架製作及定位

為了方便進行鋼管樁和鋼護筒的定位,採用焊制定位架進行定位施工,定位架由油筒、角鋼和鋼管組成,油筒直徑為68cm,長度為90cm,併排安置兩個油筒,四個油筒組成乙個小單元,經由∠50x50x5等邊角鋼焊接製成,最後由φ121mm,σ=5mm鋼管骨架連線組成浮箱框架形式,定位架外框架為13.2mx11.6m(其框架各邊中心為承臺各邊中心)。

定位架的定位採用兩台全站儀交叉放樣互相複核完成,兩台儀器分別置於大橋的兩岸,通過固定上下游兩條邊的準確位置,再複核其它兩條邊的位置,直至準確定位為止。定位前,在定位架四周下放砼錨,定位時通過控制錨索的長度來確定定位架。

2)圍籠鋼管樁打入與連線

在浮吊就位後即可進行鋼管樁打入,鋼管樁採用浮吊配振動錘沉樁施工,採取整根(單根長為25m)分別打入。鋼管樁直徑φ325mm,壁厚10mm,圍籠由13根鋼管和i18b工字鋼及∠75*7角鋼等連線組成,為單壁鋼圍籠。圍籠鋼管的打入要求保證其垂直度,並嵌入岩層一定深度,先用船隻運到指定位置,浮吊逐根起吊插樁,下放依靠自重自動下沉,然後利用30t振動錘配合進行打入,振動過程中隨時觀察其垂直度並及時糾正,以利於其穩定受力。

鋼管樁的打入岩層深度視具體情況而定。

鋼管樁分根下沉完畢後及時進行樁間橫縱向連線件焊接與固接,連線採用角鋼與鋼筋進行,組成剪刀撐排架形式。由於鋼管樁採用單根下沉後連線形式,故鋼管樁連線底部和中部主要採用鉸接,上部固接的形式,為了增加整體穩定性,在其上部橫向增強固接。

3)鑽孔樁平台搭設

鑽孔樁平台由兩層型鋼組成,底層橫樑分別由3根2ι40b工字鋼併排而成,工字鋼單根長12.5m;縱樑分別由4根2ι40b工字鋼併排而成,工字鋼單根長14.5m。

兩排型鋼組成井字結構,它們之間及與鋼圍籠之間採用滿焊連線。

鑽孔樁平台底部較任河施工水位325m高1.24m。具體結構見鑽孔平台圖。

4)定位架拆除

鋼管樁打入岩層完成後,方可將定位架拆除。

5)鋼護筒打入

鋼護筒的定位採用兩台全站儀交叉放樣互相複核完成,兩台儀器分別置於任河的兩岸,放樣完成後進行鋼護筒埋設打入。

鋼護筒由14mm厚鋼板捲製而成,因樁徑為2.8m,故鋼護筒直徑確定為3.0m,分節製作,單節長度為1.

5m,單節捲製完成後進行節與節之間的焊接,由4節焊接成長6m的鋼護筒串,逐串用船運至施工現場,用浮吊起吊,分別先將第一節鋼護筒下放,到一定深度後逐節接長再下放再接長,如此反覆直至鋼護筒長度足夠下放至河床面。接長時注意接頭嚴密,利用加勁鋼板進行接頭加勁及法蘭盤接頭連線,焊接時要特別注意鋼護筒的垂直度控制。當鋼護筒下放到河床面後利用30t振動錘振動入巖,直至護筒再無明顯進尺為止。

護筒在水面以上部分利用[14工字鋼焊成井字架連成整體進行定位。

6)鋼圍籠清基

鋼圍籠初步穩定後,為保證鑽孔樁平台及孔樁護筒的穩定性,同時為防止在進行孔樁開鑽時塌孔現象的發生,在圍籠鋼管樁及鋼護筒四周先拋填沙袋或部分塊石護腳進行封堵,然後採用空壓機開始進行圍籠清基,清基的目的:是為了避免出現夾砂層,防止鑽孔時產生漏砂進而導致塌孔等現象發生。

2、深水墩灌注樁施工工藝

1)鑽機選型

根據水中主墩實際情況,採用cz-30型鑽機衝擊成孔,每個墩配置2臺鑽機,鑽機自重170 kn/臺,鑽頭自重70 kn/臺。

2)護筒施工

護筒採用14mm鋼板分節捲製,直徑為3.0m,每節長為6m,加工好用船運到現場。利用浮吊起吊,將分節護筒接高、下沉。

在護筒快要落入河床時,調好垂直度,自然下放切入河床。利用振動錘振動下沉,下沉深度根據實際情況確定。為減少護筒下沉阻力,可利用空氣吸泥機輔助下沉。

在護筒下沉過程中採取導向槽鋼箍住措施確保護筒垂直度。泥機輔助下沉。

3)泥漿製備

鑽孔採用泥漿護壁鑽進,並用鋼箱作為泥漿池和沉澱池,泥漿機械攪拌成漿,將泥漿置於儲漿池。鑽孔過程中排除的泥漿通過泥漿淨化裝置將泥漿過濾後重新使用,過濾出來的廢渣運到棄渣場處理。

4)成孔鑽進

鑽進過程中,隨時取碴觀測地層的變化情況,並與設計圖對照比較,如出入較大,與設計單位聯絡處理,根據地質情況調整鑽進引數,並做好施工記錄。

cz-30鑽機衝擊成孔:開孔時在護筒內按比例投入一定量的粘土並加滿清水,採用低錘密擊,使孔內泥漿面保持穩定;鑽至刃腳下1公尺後可按地層情況以正常速度鑽進,鑽孔過程中如發現偏孔應回填片石至偏孔上方300~500公釐處,然後重新沖孔;遇到孤石時,用高低衝程交替衝擊,將大孤石擊碎或擊入孔壁;每鑽進4~5公尺深度驗孔一次,在更換鑽頭前或容易縮孔處,均應驗孔;進入基岩後,每鑽進一定深度應清孔取樣一次,以備終孔驗收。

鑽孔過程中必需保持孔內泥漿麵比孔外水面高,以保證鑽孔質量,防止塌孔等現象的發生。

5)製作安裝鋼筋籠

鑽孔同時,鋼筋籠的製作在岸上進行,製作時根據設計圖紙要求進行,浮吊配合運輸船運至平台孔口處,利用浮吊吊起,下放鋼筋籠,根據樁中心進行定位,定位時利用鋼筋或型鋼進行。為防止鋼筋籠變形太大,在加工時,多加十字撐,同時在吊裝位置加焊兩道箍筋,在運輸到平台上時,採用吊車把平放鋼筋籠在空中垂直吊置,以避免把鋼筋籠下部拖拉擠壓變形。因孔樁較長,採取分2~3節制作吊運至現場在孔口進行幫條焊接長成為整體,在此過程中應注意鋼筋籠的垂直連線,同時焊接操作嚴格按照相關規範要求進行。

6)終孔及清孔

(1)終孔

當鑽孔到達設計標高後,對孔深、孔徑、孔位和孔形進行檢查確認後,填寫成孔檢查資料,並及時通知監理工程師現場檢查,合格後方可進行清孔施工。

(2)清孔

清孔採用換漿法,因為衝擊鑽孔,故清孔採用掏碴筒進行掏渣換漿,經檢查沉澱厚度和泥漿指標合格後,方可下放鋼筋籠。在清孔排渣時,保持孔內水頭,防止坍孔。清孔應達到以下標準:

孔內排出或抽出的泥漿手摸無2~3公釐顆粒,泥漿比重不大於1.1,含砂率小於2%,粘度17~20s;因本橋樁基屬嵌巖支承樁,故孔底沉渣厚度不大於5厘公尺。

由於樁長較大時鋼筋籠分2~3節制作,在孔口進行接長,鋼筋籠下放時間相對較長,故必須重新測定泥漿沉澱厚度,如泥漿沉澱厚度超標採用以下方法進行清孔:

方案一、 孔底射風法

鑽孔在鋼筋籠安裝完畢後,下放安裝灌注導管及漏斗,然後將空壓機風管前端加配重,順導管內放到孔底,風管內送風噴射3~5分鐘,使孔底沉渣懸浮於孔底泥漿中,沉渣符合要求後提出風管,把漏斗安裝好後,預先準備好混凝土,立即灌注混凝土。為了減少孔內泥漿中固體物沉澱,應盡量縮短清孔與灌注混凝土時間。

方案二、 二次清孔法

鑽孔在鋼筋籠安裝完畢後,用空壓機加專用洗孔管吸漿洗孔,將洗孔管放到孔底,送風到洗孔底部,將沉渣噴射出管外,在洗孔時,要加水以保持水頭高度,直至孔底符合要求。

方案一簡單易操作,安全可靠,若清孔前沉澱厚度較薄,則採用此法;

方案二清洗徹底但易於出現坍孔事故,因下鋼筋籠時易破壞部分孔壁,沉澱厚度較厚時採用;

根據沉澱厚度等各項指標情況確定採取以上哪種方法清孔。

7)灌注水下混凝土

(1)方法

深水墩樁基混凝土灌注採用幫浦送及導管法進行。

(2)順序

鑽孔樁灌注前施工順序為:清孔合格後下放鋼筋籠定位;安放導管;測量泥漿層厚度用上述清孔方法進行二次清孔;混凝土灌注。

(3)導管要求

導管採用φ30cm剛性導管施工,導管使用前要進行水密性和承壓實驗,並檢查防水膠墊是否完好,有無老化現象並對其規格、質量和拼接構造進行認真檢查。如導管和法蘭面有粘附灰漿和泥砂應擦試乾淨。導管沖水試驗要求試驗15分鐘不漏水,導管內應暢通,在符合要求後應在導管外壁用明顯標記逐節編號並標明尺度。

(4)其它準備工作

灌注前複測孔深與孔底沉碴,超標時,再次清孔,達標後進行水下砼灌注。灌注時,保證首批砼能把導管埋入砼的深度不小於1m,灌注過程中提公升導管時保證導管埋入砼的深度在2~4m之間。為保證灌注過程中鋼筋籠不上浮,除在頂面固定鋼筋籠外,還要控制砼的灌注速度,不宜太快。

灌注裝置(包括攪拌裝置和混凝土輸送裝置)在灌注前進行試運轉,導管進行水密試驗。承臺施工前,按要求對樁進行無損檢測。

(5)混凝土灌注

剪球法灌注混凝土: 由於鋼筋籠下放時間較長,因此在導管下放好後應進行二次清孔(清孔方法採用上述兩種之一),使孔內沉澱厚度控制在5cm以內。預製φ29cm,長30cm的混凝土圓形柱,用膠墊使其與導管壁密合,放置在導管上口,用鐵線吊住,導管底離孔底50cm左右。

在孔口用型鋼搭設井字架供安裝漏斗用,使用幫浦機輸送混凝土,當幫浦滿漏斗時,馬上剪球,保證第一批混凝土灌注導管後導管埋管1m以上,灌注過程中隨時將翻起的泥漿抽入泥漿罐或其它相鄰護筒備用。(漏斗要求:漏斗容量必須大於或等於封底混凝土數量,封底混凝土計算,樁基直徑按3.

0公尺,導管底離孔底50cm左右,導管埋管1.0m考慮,漏斗容量必須大於7m3左右)。

高壩特大橋深水孔樁施工方案 鋼護筒平台

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