水下混凝土灌注工藝設計

2022-12-28 03:45:03 字數 3273 閱讀 4271

柳林三川河特大橋全長3588公尺,中心樁號為改diik203+281.63,位於柳林縣內,沿三川河走向,橫穿柳林縣城,途經鋤溝村小學、煤礦家屬院門前、上跨南山公園斜拉橋,連線杜家灣1#隧道。

全橋基礎採用樁基礎、擴大基礎以及挖井基礎。樁基礎直徑為1.25m,樁長為9~17.

5m,地質情況為地表覆蓋層為4~6m,以下為砂岩、泥岩。樁基礎均按柱樁設計,採用c30砼。樁基礎採用衝擊鑽孔法和人工挖孔法施工。

衝擊鑽孔法施工樁基礎時混凝土施工為水下混凝土灌注。

水下混凝土灌注常採用導管法施工。導管法灌注水下混凝土,以導管中混凝土壓力使混凝土通過導管進入孔內,並從下部向上翻擠灌注,混凝土以自重壓實。

水下混凝土灌注的主要作業內容有準備工作、水下混凝土灌注方案設計、灌注機具的準備、混凝土攪拌與運輸、鋼筋骨架的吊裝、混凝土灌注等。

導管是灌注水下混凝土的重要工具,用無縫鋼管製成。本工程樁基礎直徑為1.25m,灌注砼導管用直徑250㎜的鋼管,壁厚6㎜,每節長2.

0~2.5m,配1~2節長1~1.5m短管,導管由管端粗絲牙連線。

混凝土澆注架由型鋼做成,用於懸吊導管,澆注架上部放置混凝土儲料斗(漏斗),儲料斗(漏斗)與導管相接,澆築時砼經儲料斗(漏斗)直接卸入導管澆注,支撐架支墊在鑽孔平台上,混凝土灌注過程中用鑽架吊放拆卸導管。

水下混凝土灌注工藝流程圖如圖所示:

水下混凝土灌注工藝流程圖

工藝步驟說明如下:

一、灌注方案設計

1、灌注水下混凝土用導管

灌注砼導管用直徑250㎜的鋼管,壁厚6㎜,每節長2.0~2.5m,配1~2節長1~1.

5m短管,導管由管端粗絲牙連線。必須連續灌注,應把握好導管提公升速度,一般灌注的樁頂高程比設計高出0.5~1.

0m。2、導管組裝後進行加壓試驗

其實驗壓力等於孔底靜水壓力的1.5倍,根據現有圖紙的樁基礎最大深度為17.5m,取樁孔中水的高度 hw=20m,γw為水的密度,γw=10 kn/m3

pd=1.5γw hw=1.5×10×20=300kn/m2

3、砼集料漏斗

砼集料漏斗要滿足導管初次埋置深度(≥1m)和填充導管底部間隙的需要。按下式計算:

v≥πd2h1/4+πd2hc/4

式中:v—首批混凝土所需數量(m3)

h1—井孔混凝土高度達到hc時,導管內混凝土柱需要的高度(m),h1≥γwhw/γc

hc—灌注首批混凝土所需孔井內混凝土面至孔底的高度(m),hc=h2+h3

hw—井孔內混凝土面以上或泥漿深度

d—井孔直徑(m)

d—導管內徑(m)

γw—井孔內水或泥漿的密度(kn/m3)

γc—混凝土拌合物的密度(kn/m3)

h2—導管初次埋置深度,h2≥1m

h3—導管底端至鑽孔底間隙,約為0.4m

根據現有的設計圖紙,樁基礎直徑為1.25m,長度最長樁為17.5m,h3=0.

4m,h2=1m,hc=h2+h3=1.4m,d=0.25m,d=1.

25m,hw=17.5-1.4=16.

1m,γc=25kn/m3,γw=11kn/m3

h1≥γwhw/γc=11×16.1/25=7.09m

v≥πd2h1/4+πd2hc/4=3.14×0.252×7.09/4+3.14×1.252×1.4/4

=0.348+1.717=2.07m3

為了保證首灌混凝土時導管有足夠埋置深度,取v=3m3。

砼集料漏斗要滿足首批砼需要量要求,首方鬥的容積不小於3方,保證首批砼灌注後導管埋深1m以上。

4、導管提公升

水下混凝土澆注過程中,導管要提公升到一定高度,以便於混凝土柱產生的擠壓力使混凝土排開泥漿進入孔內,灌注面上公升。根據以往的施工經驗,在水下混凝土澆注過程中導管提公升應將導管埋置在混凝土裡的高度控制在2~6m範圍。

二、鋼筋籠製作與吊裝

鋼筋骨架在鋼筋加工場下料,運至現場加工。為使鋼筋骨架正確牢固定位,在主筋上安設混凝土墊塊,用鋼絲與主鋼筋綁紮使其牢固定位。

樁鋼筋骨架的允許偏差和檢查方法如下表:

樁鋼筋骨架的允許偏差和檢查方法

注:d為鋼筋直徑,單位為mm。

三、水下混凝土的拌制與運輸

水下混凝土的強度、等級和材料除應符合設計要求和規範規定外,並應符合下列要求:

1、粗骨料最大粒徑不應大於導管內徑的1/6~1/8和鋼筋最小靜距的1/4,同時不應大於40mm。

2、細骨料宜採用級配良好的中砂。

3、混凝土塌落度要控制在180~220mm,首批灌注的混凝土初凝時間不得早於灌注全部混凝土灌注完成時間。

4、混凝土運輸時間和距離應盡量縮短,以迅速、不間斷為原則,防止在運輸中產生離析。

四、灌注混凝土

混凝土**由攪拌站集中攪拌,用混凝土運輸車運送。

澆注水下混凝土時,應探測泥漿面以下的孔深和所灌注的混凝土面層,以控制沉澱厚度、導管埋深和樁定高程。如探測不準確,將造成沉澱過厚、導管提漏、埋管過深,因而發生夾層斷樁、短樁或導管拔不出事故。採用測繩繫重錘吊入孔底後,立即探測孔內混凝土表面,根據測繩所示錘的沉入深度作為混凝土的灌注深度。

剪球、拔栓,將首批混凝土灌入孔底後,立即測探孔內混凝土面高度,計算出導管內埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。

灌注開始後,應連續地進行,嚴禁中途停工。

五、導管的提公升與拆除

導管的吊掛和公升降用鑽機的起吊裝置,需保證導管公升降高度準確,起重能力應與導管全部填滿混凝土時的重力相適應。

導管提公升應保持軸線垂直和位置居中,逐步提公升。當導管提公升到法蘭接頭露出孔口以上一定高度,可拆除1節導管,此時,先取走漏斗,重新繫牢井口的導管,並掛上公升裝置,然後鬆動導管的接頭螺栓,同時將起吊導管的釣鉤掛上待拆得導管上端的吊環,將螺栓全部拆除後,吊起待拆的導管,徐徐放在地上,然後將漏斗重新插入井口的導管內,校正好位置,繼續灌注。

拆除導管動作要快,時間一般不宜超過15min。要防止螺栓、橡膠墊和工具掉入孔中。以拆下的管節要立即清洗乾淨,堆放整齊。

水下混凝土灌注施工人員包括:鋼筋綁紮、混凝土灌注等班組共30人左右。

一、主要安全措施

1、清除施工的地下障礙物,整平施工場地,認真查清地下管線,給排水管道等情況。

2、鑽孔施工時,司機應思想集中,不得隨意離開崗位。

3、鑽機操作時應安放平穩,以被防止衝、鑽機突然傾倒或鑽具突然下落而發生**事故。

4、施工現場安全用電必須符合以下規定:

(1)、施工場內的一切電源、電路的安裝和拆除,必須由持證電工專人管理,電器必須嚴格接地、接零和使用漏電保護器。

(2)、電器安裝後經檢驗合格後方可接通電源使用。

(3)、多機作業用電必須分閘,嚴禁一閘多機和一閘多用。

二、水下混凝土灌注施工時,導管的提公升和拆除要注意安全,對環境汙染嚴重的泥漿等施工垃圾應妥善處理,不得汙染河道和施工現場。

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