新来河特大桥的施工方案新来河特大桥上部结构为30m先简支后连续预应力混凝土箱梁;桥跨布置为6x(4-30)m;下部结构采用肋式桥台,柱式桥墩,钻孔灌注桩基础。
桥面铺奘为10cm沥青混凝土+防水层+8cm厚40号水泥混凝土组成。
新来河有通航要求,为Ⅵ级航道。
4.6.1.钻孔灌注桩施工桥位处地基土层由上向下依次为:亚粘土和粘土,角砾土和圆砾土,强、弱风化粉砂质泥岩或强、弱风化粉砂质泥岩与泥质粉砂岩护层;桩端进入风化岩层,为嵌岩桩。
钻孔灌注桩施工工艺见:表5 施工工艺框图5.1水中钻孔灌注桩施工工艺框图;表5 施工工艺框图5.2陆上钻孔灌注桩施工工艺框图。
新来河特大桥采用钻孔灌注桩基础,C25钢筋混凝土。
根据本桥具体的地质特点,结合我单位多年来类似地质条件下钻孔灌注桩的施工经验,决定钻孔作业采用反循环回旋钻的施工方法进行施工。
钻至风化砂岩层将回旋钻头换为滚齿钻头;反循环清孔出浆。
施工要点如下:4.6.1.1.桩位测定、钻机就位采用全站仪测定桩孔位置。
在水中四座桥墩台周围,分别用木板桩围堰,中间用粘土填心,并达到能够进场施工。
木板桩围堰的施工方案:施工前先打定位桩,在定位桩上安装内外导框,导框间安置短垫木,保持插桩的间距,待板桩插到垫木处,即行拆除。
打桩时,桩头安装桩箍,如遇在硬土中或夹有卵石的土层时,桩尖上安装桩靴。
插桩一般先插角桩,从角桩向两侧进行。
采用先插后打:将围堰一边全部插好、挤紧。
并将每块板桩打入1m左右,使能站稳,然后对各桩分次轮流锤击,每次打下1~2m,直至全部打到设计标高。
钢板桩插打完毕,进行粘土填芯,然后围堰内进行抽水,直至桩基和下部结构施工完成。
4.6.1.2.埋设钢护筒为固定桩位、导向钻头、保护孔口及提高孔内水位、增加对孔壁的静压力以防坍塌,于钻孔前埋设钢护筒。
(1)、护筒采用钢板制作,护筒内径比设计桩径大15cm。
水中墩护筒顶面高出新来河常水位2.0m(新来河常水位11.54m),陆上墩台护筒顶高出地面30cm。
(2)、护筒底端埋置深度,护筒底着床至粘土层,且底端埋置身度不得小于2.5m。
(3)、护筒位置、坐标、垂直度和高程由全站仪控制。
必须保证护筒埋设深度达到设计要求。
护筒正直下沉,顶面中心与设计桩位偏差不得超过4cm,倾斜度不得大于1/150。
4.6.1.3.泥浆制备(1)、泥浆由粘土和水拌和而成,粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的优良膨润土为佳。
造浆粘土的技术指标是胶体率不低于95%、含砂率不大于4%、造浆能力不低于2.5l/kg。
泥浆的性能与指标要满足比重、粘度、含砂率、胶体率、pH值的规范要求。
粘土备料数量约为钻孔体积的100~120%。
(2)、反循环旋转钻孔时,泥浆需要不断地循环和净化,才能正常钻进。
所以在施工前要结合施工场地对泥浆的循环和净化作布置。
水中墩钻孔时采用泥浆泵将泥浆泵至岸上的泥浆池中。
陆上钻孔时开挖泥浆池。
(3)、泥浆须试验全部性能指标,钻进中随时检验泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等,并填写泥浆试验记录表。
泥浆循环使用,废弃泥浆沉淀后及时运走。
4.6.1.4.钻孔(1)、准备工作完成后,将钻机就位固定,将钻头中心线对准桩中心线,平面偏差控制在2cm 以内。
钻进时详细记录,确保成孔后桩中心线偏差不大于4cm,倾斜度不大于1/150桩长。
(2)、启动泥浆泵,钻机开始钻进,钻进方式采用反循环钻进为主。
先用正循环方式开钻,以加强泥浆护壁的效果,确保成孔质量及施工安全,正常钻进后改用反循环方式进行,并反循环清孔,以加快清孔速度,减少沉碴厚度。
(3)、钻孔过程中,对成孔的孔位、孔深、孔径、倾斜度及泥浆的各项指标经常进行检查,及时调整。
孔内保持泥浆稠度适当、水位稳定,及时加水加粘土,以维持孔内水头差,以防坍孔。
(4)、在钻进过程中,注意地层变化,对钻碴作取样分析,核对设计地质资料,根据地层变化情况,采用相应的钻进方式、泥浆稠度。
在粘土中钻进,选用尖底钻头,中等转速,大泵量,稀泥浆;进尺不得过快,过快钻杆易折断,泥块不易粉碎。
(5)、钻孔至中风化砂岩层时,换回旋钻头为滚齿钻头,以确保钻孔速度。
4.6.1.5.第一次清孔清孔的目的是使沉淀层尽可能减薄,提高孔底承载力,同时也是为了灌注混凝土时保证质量。
当钻孔达到设计标高,经终孔检查后即进行清孔。
反循环旋转钻孔在终孔后,停止进尺,将钻头提离孔底10~20cm 空转,保持正常循环,开始以中速压入符合规定指标的泥浆,把孔内比重大的泥浆换出,使含砂率逐步减小,直至孔内沉淀层厚度不大于5cm。
4.6.1.6.吊放钢筋笼(1)、钢筋笼的制作应符合有关规范要求。
(2)、钢筋骨架的保护层,通过骨架周围均匀焊接的定位钢筋来保证。
定位钢筋按竖向每隔2m设一道,每道沿圆周对称布置4块。
最后绑扎和固定无缝钢管作为检测管,以备成桩后进行质量检测。
(3)、钢筋笼所有钢筋的连接均采用焊接,焊缝长度单面焊10d,双面焊5d,且同一截面钢筋接头不超过50%。
(4)、○14#、○15#、○16#、○17#墩钢筋笼采用加工厂制作、钻机塔架吊放,其余各墩、台钻孔桩的钢筋笼采用吊车直接吊放,起吊时采取措施保证钢筋笼不变形。
吊放时应对准孔位轻放、慢放,不得碰撞孔壁引起坍孔,钢筋分段绑扎、吊放、焊接。
焊接时,先将下段挂在孔口,再吊上第二段进行搭接焊接,逐段焊接逐段下放。
吊入后校正轴线位置,防止扭转变形;入孔定位标高准确。
4.6.1.7.导管安装导管用Φ250~300mm的钢管,壁厚4mm左右,每节长2.0~2.5 m,配1~2节长1.0~1.5 m短管,接头处用橡胶圈密封防水。
安装导管前,对全部导管进行密水试验,然后解体吊放入孔。
混凝土浇筑架用型钢制作,用于支撑悬吊导管及上部放置混凝土漏斗。
4.6.1.8.第二次清孔在第一次清孔达到要求后,由于要安放钢筋笼及导管,至浇筑混凝土的时间间隙较长,孔底又会产生沉碴,所以待安放钢筋笼及导管就绪后,再利用导管进行第二次清孔,复测沉碴厚度达到设计要求,此时清孔就算完成,立即浇筑水下混凝土。
4.6.1.9.灌注水下混凝土(1)、混凝土要满足如下要求:混凝土强度等级符合设计强度等级,粗骨料最大粒径不大于导管内径的1/6,且不大于40 mm,砂用级配良好的中砂。
混凝土水灰比在0.6以下,水泥用量不大于370kg/m3,含砂率为40~50%,坍落度18~20cm,扩散度为34~38cm。
(2)、先灌注首批混凝土,数量要经过计算,使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。
导管用混凝土隔水栓,隔水栓预先用8号铁丝悬吊在混凝土漏斗下口,当混凝土装满后,剪断铁线,混凝土即下沉至孔底,排开泥浆,埋住导管口。
随着浇筑连续进行,随拔管,中途停歇时间不得超过15min。
(3)、在整个浇筑过程中,导管在混凝土埋深以2~6m为宜,专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差,及时填写水下混凝土浇筑记录。
利用导管内的混凝土的超压力使混凝土的浇筑面逐渐上升。
在浇筑过程中,当导管内混凝土含有空气时,后续混凝土宜通过溜槽慢慢地注入漏斗和导管,不得将混凝土整车从上面倾入导管内,以免导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水;同时,对浇筑过程中的一切故障均记录备案。
在浇筑将近结束时,在孔内注入适量水使孔内泥浆稀释,排出孔外,保证泥浆的排出。
(4)、首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注全部混凝土完成的时间,且桩的灌注标高比桩顶设计标高高出至少80cm,并在墩台身(承台(系梁))施工前予以凿除。
4.6.1.10.桩基检测桩基进行100% 的无破损检测和超声波检测,桩基不得出现夹层,更不得出现断桩;进行抽芯检查,总数不少于总桩数的5%。
如发现问题,根据情况及时妥善处理。
4.6.2.承台(系梁)的施工○15#墩、○16#墩、○17#墩桩与桩之间采用系梁连接。
○0#台、○24台桩与桩之间采用承台连接。
承台(系梁)施工程序为:基坑开挖→凿除桩头→绑扎钢筋→支立模板→浇筑混凝土→拆模→养护4.6.2.1.基坑开挖基坑开挖时,坑壁用钢板桩进行加固,基坑放线复测无误,即可开挖,开挖时采用人工开挖,挖至基底并留好工作面后,挖好排水沟和集中井,采用井点降水。
排水工作自成槽之日起至基填回填完期间,基坑内不得有积水。
当施工便道需经过基顶时,坑顶与便道之间设置不小于2m宽的护道。
4.6.2.2.凿桩头、清理基底基坑开挖完毕经监理工程师验槽后,即可边割护筒边凿桩头,将灌注桩露于承台(系梁)混凝土底面以上的部分用风镐凿除,桩头凿至设计标高后,将桩的纵向钢筋向外弯15o,并与承台(系梁)钢筋连接。
桩头弃渣倒运至岸上弃渣场所,以保护河道及水质环境。
4.6.2.3.承台(系梁)的施工因承台(系梁)为隐蔽工程,在施工过程中及时进行钢筋检验,填写“隐蔽工程检查证”并向监理工程师报检。
(1)、模板模板采用组合钢模板拼装,支撑主要采用外侧周边支撑的方式。
(2)、钢筋工程钢筋的弯制和末端弯钩要符合设计及规范要求;各种钢筋下料尺寸要符合设计及规范要求。
桩顶锚固筋与承台(系梁)钢筋按规范和设计要求连接牢固,形成一体。
钢筋骨架绑扎适量的垫块,以保持钢筋保护层厚度。
钢筋的搭接采用焊接,水平钢筋的接头,也要内外、上下互相错开。
墩台身深入承台(系梁)内的钢筋在浇筑混凝土前按设计数量、位置预埋好。
(3)、混凝土灌注混凝土采用自动拌合站拌合,输送车运输,混凝土泵送入模。
混凝土分层浇筑,插入式振捣器振捣。
施工要求与注意事项:①、浇筑前,对支架、模板、钢筋进行检查,模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净;模板如有缝隙要填塞严密,模板内面涂刷脱模剂。
②、检查混凝土的均匀性和坍落度。
混凝土浇筑方向从中间向两端进行。
混凝土分层浇筑厚度不宜超过30cm。
应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。
上下层同时浇筑时,上层与下层前后浇筑距离保持在1.5m以上。
③、浇筑混凝土时,采用振捣器振动捣实。
振捣器振动时符合下列规定:使用插入式振捣器时,移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍;与侧模保持5~10cm的距离;插入下层混凝土5~10cm;每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒;避免振动棒碰撞模板、钢筋。
对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土密实为止。
密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。
④、混凝土的浇筑要连续进行,因故必须间断时,其间断时间要小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。
允许间断时间经试验确定,若超过允许间断时间,须采取保证质量措施或按工作缝处理。
⑤、在混凝土浇筑过程中,注意观测:模板、支架等支撑情况,设专人检查,如有变形,移位等立即校正并加固,处理后方可继续浇筑。
⑥在浇筑过程中或浇筑完成时,如混凝土表面泌水较多,须在不扰动已浇筑混凝土的条件下,采取措施将水排除。