舊橋重力橋台基礎改造成樁基施工方案

2021-03-04 09:56:56 字數 2601 閱讀 9416

都江堰二環路走馬河橋,原橋橋面寬32.5m,橋跨為16m,原橋兩端公路改造加寬後為51m,原橋寬度不能滿足車輛通行需要,成為制約交通的瓶頸。建設單位經比選,在不影響目前交通的情況下對橋梁進行加寬處理。

施工時先施工兩側加寬新橋,待新橋通車後再進行舊橋改造,地質勘測單位鑽孔勘測發現舊橋南台側橋台砼開裂,經設計單位比選,確定將舊橋重力式橋台改為樁柱式橋台,根據工程特點,新橋橋台加固共3根直徑為1.8m的樁基礎,河床基礎經勘測為砂卵石結構,區域性地段存在直徑超過1公尺的漂石,鑽孔時容易出現偏孔現象。因樁基礎施工時間不能在走馬河年度例行的歲修期間內完成,為不影響交通,必須設定鋼板圍堰,待新橋通車後方可帶水作業。

此工程難點有以下幾點:

1、走馬河水深約6m,流速達到2m/s,最大流速6m/s,鋼板圍堰單側水流衝擊力大,定位困難。

2、舊橋下游有一電站,鋼板圍堰的設定必須保證足夠的過水斷面,經與水務部門聯絡,要求工程設定的鋼圍堰跨河方向結構尺寸不能超過橋台護坡,原則上與護坡相同。

3、舊橋台砼強度不均勻,舊橋台鑿除難度較大,新成樁邊緣侵入舊橋台砼錐坡,使用樁機鑿除時容易造成偏心。地基基礎資料不齊,開裂砼部位取樣成果不完備,施工時必須充分考慮地質條件的變化。

根據現場實際情況,施工單位做出如下方案:

1、在較短的斷水期內沿舊橋台外邊坡設定鋼板圍堰,該圍堰在河床上分塊焊接完成,其作為是在恢復通水時為鑽機提供工作空間,圍堰底部深入河床1公尺,澆築c30砼加固,以防止鋼板在水流作用下向橋台方向偏移。圍堰鋼板面板厚度10mm,設肋板6道,肋板厚度10mm,肋板與面板及採用75角鋼焊接,肋板與舊橋台間設400mm寬墊板,墊板上鑽孔,採用膨脹螺栓與舊橋台連線,墊板與橋台間設8mm厚平板橡膠止水帶止水,為防止鑽孔時鋼板圍堰在樁機衝擊下向流水方向偏移,肋板上設6道φ16鋼絲繩加固,圍堰與樁孔間空隙採用砂卵石填充,圍堰結構尺寸不得侵占流水斷面,不得影響下游發電和洩洪,圍堰與莊孔最小距離27cm。

2、鑽機位於舊橋台上,區域性回填砂卵石墊平,以保證鑽機工作時不產生位移。成樁時應控制樁機落錘行程,避免卡鑽、落鑽事件,重點部位分別是:開始鑽樁時、鑽頭穿過砼與砂卵石交介面時、鑽進至設計樁底時。

3、為確保開孔時鑽頭順利通過橋台錐坡斜面,鑽進前將錐坡區域性人工鑿平,圍堰與錐坡間空隙採用砂卵石填充密實,初始鑽進行程不超過50cm,待鑽頭完全進入舊橋砼橋台後逐步提高鑽進速度,鑽進時密切進行觀測,採用全站儀觀察鑽頭是否發生偏移,出現偏移則回填砂卵石或粒徑不大於30cm塊石,重新鑽進,直至鑽進正常為止。

鑽孔2023年5月25施工開始,前期正常,6月3日,在完成橋台原砼層(7.4m)後,鑽進至9.5m時(砂卵石地層)發生樁孔側壁砂卵石地層沿橋台砼裂縫漏水現象,在鑽孔衝擊力作用下,鋼板圍堰向河水方向出現變形,鋼板整體向河水方向偏移約50cm,導致已經施工完成的樁孔被迫停止,經建設、監理、施工各方共同分析,認為原因有以下幾方面:

1、原施工之鋼板圍堰因橋台砼破裂,膨脹螺栓被拉坏,鋼板圍堰雖未破壞,但與橋台砼面分離,出現滲漏。

2、河床砼破裂,造成河水自底部砂卵石底層沿橋台砼原有裂縫湧入樁孔。

根據上述分析,為完成樁孔施工,各方同意採取以下方法進行處理:

1、對鋼板圍堰進行加固,防止鋼板圍堰進一步變形;具體措施為在橋台尾端施工錨桿,錨桿為φ28鋼筋,深入橋台堅固砼1m,將鋼絲繩重新拉緊加固,在鋼板圍堰與橋台錐坡間空隙澆築c30砼,將鋼板圍堰與橋台錐坡連城整體,以防止鋼板圍堰再次出現變形。

2、採用砂卵石、黏土對已完成的樁孔回填處理,重新鑽孔;

在採取上述措施後,重複鑽進至8.5m時,鑽頭卡鑽,現場,使用樁機起吊鑽頭,採取應急措施進行處理,經多次嘗試,鑽機鋼絲繩繃斷,起吊失敗。隨後使用汙泥幫浦排水,擬排水後人工修鑿卡住鑽頭的碎石、砼破碎塊及其它雜物後再進行施工,抽水至5.

5m時,發現橋台砼下游側存在明顯的滲漏通道,直徑約8cm,湧水量大,流速快,汙泥幫浦不能排出樁內積水,至此,鑽機卡鑽原因已經清楚,即原橋台砼強度低,整體性差,造成鑽機在通過砼層進入砂卵石底層後,因砼碎塊下落造成鑽頭被卡,必須排除樁內積水後採取有效的防滲漏、防砼碎塊卡鑽的施工措施,否則,樁孔施工無法正常,鑑於此,經各方討論,決定採取以下措施進行處理:

1、製作鋼護筒,護筒長度為8m,穿過砼橋台底部約0.5m,護筒外徑1.82m,鋼板厚度為10mm,用鑽機將其推進樁內,鋼護筒的作用主要是止水及防止砼碎塊下落導致卡鑽。

2、鋼護筒順利就位後,使用大功率汙泥幫浦將樁內積水抽淨,工人進入樁孔內將鑽頭四周砼碎塊及其它雜物清除乾淨,使鑽頭能夠正常鑽進,考慮到鋼護筒施工時可能會出現一定程度的變形,若變形較小,鑽頭能夠順利通過鋼護筒,則該護筒不再取出,與樁孔砼澆注成一整體;若變形較大,鑽頭不能順利通過鋼護筒,則在鑽頭能順利鑽進後將鋼護筒取出,重新回填砂卵石及黏土鑽孔,進行第三次成成孔。

在施工鋼護筒後,人工將鑽頭周圍石塊及砼碎塊清理完畢,鋼護筒出現變形,鑽頭無法正常取出,為保證施工安全,工作人員將護筒切開,吊車提出鑽頭。

此部位屢次卡鑽,根據實際情況分析,此處在鑽進時,河床下存在較大粒徑的卵石,舊橋台砼鑽頭鑽進時出現溜鑽現象,鑽頭穿過時,卵石隨鑽頭運動下落,提鑽時破碎的卵石和舊橋台砼卡在一起,導致卡鑽事故。經各方認真研究,決定修改施工方案為:

1.在鑽進舊橋台時,應控制鑽進速度,避免鑽頭偏心造成偏鑽;

2.鑽進至舊橋台砼與砂卵石結合部位時,務必控制成孔圓度,使用1.8m的原裝鑽頭進行施工,該部位極易發生卡鑽現象,適當新增膨潤土,調整泥漿濃度,將原泥漿濃度1.

1調整為1.3,新增片石,改變該部位卵石的突變形式為漸變,即從砼結構漸變為片石黏土結構後再漸變為砂卵石結構,降低卡鑽的概率。

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