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(2)、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJ022-85)
(3)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
(4)、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)
(5)、《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)
(6)、《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)
(7)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
(8)、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)
(9)、《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)
(10)、《K25+350四方冲高架桥施工图纸》
1.2编制范围
本实施性施工组织设计适用于K25+350四方冲高架桥单位工程(起止里程为:
K25+227.00—K25+473.00),主要施工内容包括桩基、柱子、T梁等各分部分项工程。
第二章工程概况
2.1工程简介
四方冲高架桥起讫里程为K25+227.00—K25+473.00,全长246.0m,为8x30m预应力砼连续T梁,中心桩号为K25+350。
2.2主要技术标准
桥面净宽:
2×
净11.75m
设计荷载:
公路-I级
设计洪水频率:
1/100
2.3自然条件
2.3.1地形地貌
本桥多分布粘土丘陵,地形起伏较大,地面高程84~60.5m左右,两侧高中间低,。
2.3.2气象特征
本区属暖温带亚湿润季风气候区按铁路气候分区为温暖地区,受海洋气候的影响,冬季严寒干燥,夏季温热潮湿,降水集中于夏秋。
2.3.3工程地质
根据资料,桥位处主要地层为淤泥、粘土、细砂、砂砾卵石、砂卵砾石等。
基岩埋置较深。
本桥桥址区地下水为第四系隙潜水及基岩裂隙水,第四系潜水水位埋深3.0-10.7m,地下水主要由大气降水和河水补给;
河流水流量受季节影响变化大,河流均具有典型的雨洪特征,流量、水位与降水量成正比,动态极不稳定。
根据所取地下水样及测试结果,桥址区地下水对混凝土结构不具侵蚀性。
2.4地震动参数
根据中华人民共和国国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》(1/4000000),结合沿线地质条件分析,本标段地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
2.5施工条件
2.5.1施工用水
本桥位水施工区域内地下水丰富,水质良好,拟采用打井形式能满足施工用水需要。
2.5.2施工用电
本线所经区域因地形、地理和经济发展等因素,设计线路通道上可资利用的电力资源有限,需设临时变压器及电力线供电
第三章施工工艺流程
3.1钻孔桩施工工艺流程
场地清理
泥浆池及拌浆
钻机检修
拔出护筒
清孔
测量孔深、检孔
钻孔
钻机安装就位
测量放桩位
钢护筒埋设,四周用黏土填实
钢护筒制造并倒运
钢筋笼及探测管(如需要)安装
钢筋笼制造,成品质量检查
安装水封构架及水填充导管
(二次清孔)检查孔底沉淀并签证
混凝土原材料检验
灌注水下混凝土
试件制作
试件养生
混凝土养护、桩头凿毛
3.2墩柱施工工艺流程
承台顶面清理
测量放样
钢筋绑扎
模板安装
混凝土浇注
混凝土养护
拆除模板
模板制作
钢筋、模板检查
混凝土生产、运输
混凝土试件制作、检验
钢筋制作
沉降观测
3.3T梁预制施工流程
钢筋绑扎和预留管道安装
底模较正
侧模、端模安装
梁体混凝土浇筑
梁体混凝土养护
侧模、端模拆除
施工准备
预应力筋穿速、(预)初张拉
移梁出台位、继续养护
预应力筋张拉
封锚
预应力孔道压浆
3.4简支T梁架设施工流程图
机动平车运梁与架桥机对位、喂梁
捆梁、吊梁、纵移梁片
支座0号柱
机上或墩顶横移梁
安装支座、落梁就位
重复架第二片梁
连接板焊接、铺桥面轨
重复架其余各孔梁
立装龙门吊,换装梁至机动平车上
组装架桥机,运行到桥头对位
第四章主要施工方法
4.1钻孔灌注桩施工
4.1.1施工准备
施工便道及泥浆池布置
沿桥位右侧修建一条宽5米的纵向便道,便道采用山皮土铺筑上铺10cm碎石;
泥浆池布置在墩位的另一侧中间,两个墩共用1个泥浆池,泥浆池尺寸6.0×
4.0×
2.5m。
测量定位及场地平整
采用全站仪测设桩位,桩位确定后,利用十字线放出四个控制桩位,对桩位周围的施工场地清除杂物,保证钻机底座场地平整、夯实,避免在钻进过程中钻机产生沉陷。
4.1.2钢护筒埋设
根据本段的地层地质情况,钢护筒选用8mm厚钢板加工制作,钢护筒长度确定以确保钻孔时不塌孔为原则,钢护筒长度2~3米,每台钻机准备2只钢护筒,按施工指南要求冲击钻孔护筒内径比孔径要大约20~40cm,在护筒顶口对称割4个吊孔,以方便护筒拔出。
根据测量放出的四根木桩的交汇点为中心点进行挖孔,挖孔采用人工配合机械挖孔法,挖孔到位后利用起重设备埋设护筒,护筒上刻十字线埋设顶口应高出原地面约50cm。
埋设时护筒外侧用粘土分层回填夯实,防止窜孔。
护筒埋设好后再用全站仪进行复验,并对桩中加以标识,以便钻机就位时对中。
护筒中心竖直线应与桩中心线重合,其顶面位置误差不得大于50㎜,倾斜度偏差<1%。
待灌桩完毕后拔出钢护筒周转使用。
4.1.3钻机选型
根据施工进度计划本段拟采用3台CZ-8E型冲击钻机。
冲击钻性能参数表
冲孔直径(mm)
冲孔深度(m)
冲锤最大重量T
冲击次数/min
重量(kg)
400-2500
30-300
5
37-40
11000
4.1.4泥浆制备和使用
泥浆质量的好坏直接影响到成孔质量。
泥浆原料宜选用优质黏土或膨润土。
为提高泥浆黏度和胶体率,可在泥浆中掺入烧碱或碳酸钠等添加剂,其掺量应经过试验决定。
造浆后应检验全部性能指标,其各项指标要求见钻孔灌注桩泥浆性能指标表。
钻进时掌握好进尺速度,随时注意观察孔内泥浆面情况,及时补加泥浆保持液面高度,同时应严格控制泥浆质量。
在桩基础施工过程中定期将泥浆沉淀清理并用泥浆运输车运到当地政府及百姓认可的地点处理,同时避免污染环境。
泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。
对制备的泥浆应试验全部性能指标,钻进时应随时检查泥浆比重和含沙率,并填写试验记录表。
钻孔灌注桩泥浆性能指标表
钻孔方法
泥浆性能指标
相对密度
粘度(s)
含砂率(%)
胶体率(%)
失水率(ml/30min)
冲击钻
岩石
≤1.2
19~28
≤4%
≥95
≤20
4.1.5钻机就位
现场平整压实好或钻孔平台搭设好后,将钻机移至桩位,钻机安装后的底座和顶端应平稳,为防止钻机钻进时下沉,钻机下面衬垫枕木或钢板并固定好钻机。
保证在钻机和运行中不产生位移和沉陷,钻架及钻杆要竖直,钻头、钻杆和桩径中心在一铅垂线上。
以保证孔位正确,钻孔顺直。
4.1.6钻进成孔
冲击钻机铁锤式钻锤。
冲击钻进成孔工艺:
钻机就位后,调整钢丝绳垂直度(确定在护筒的最中心),启动泥浆泵,注入调制好的泥浆,待泥浆输进钻孔中一定数量后进行钻孔。
在钻头离护筒底口上1m左右时,采取低档慢速钻进;
钻头至护筒底口时,保持低转速,暂停进尺,防止反穿孔,适当时间后,继续低进尺;
离开护筒底口1m后方可正常钻进。
钻进时,严格观察孔内泥浆水头有无异常变化,防止塌孔。
若有异常变化首先提高孔内泥浆水头,降低钻进速度,降低转速,加大泥浆比重。
若有卡钻、埋钻等现象应立即提起钻头,提高水头,研究后再钻进。
4.1.7钻孔注意事项
由于钻机设备较重,施工场地必须平整、宽敞,并有一定硬度,避免钻机发生沉陷。
开孔孔位必须准确。
泥浆初次注入时,垂直向桩孔中间进行入浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散。
钻机施工中检查钻锤,发现钻锤磨损直径缩小,必须及时加焊。
根据不同地质情况,必须检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。
在钻孔排渣、提钻头或因故停钻时,应保证孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。
钻孔时应认真填写好钻进记录,并对各地层地质情况做详细记录,同时与设计所提供的钻孔地质资料进行对照,如有差异,应及时通知监理及设计部门。
终孔检查及清孔
当钻孔达到设计孔底标高后,现场技术员对孔深、孔径、孔位和孔型、孔底地质情况进行检查,自检合格后填写终孔记录,并及时报请驻地设计代表及监理工程师检查验收。
成孔工序验收合格后,进行清孔施工。
在清孔排渣时,应保持孔内水头,防止坍孔、缩径。
清孔完毕后,由监理工程师、主管工程师、质检工程师及值班技术人员、现场领工员对成孔经行检查。
检查内容如下表:
钻孔桩钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
摩擦桩
柱桩
不小于设计孔径,并进入设计土层
3
孔位中心偏心
群桩
≤100mm
4
倾斜度
≤1%孔深
浇筑混凝土前桩底沉渣厚度
≤50mm
清孔后分别从孔顶、中、顶分别提出泥浆试件,对泥浆试样进行性能指标试验,试验结果应符合下表
性能指标试验结果平均值
清孔后泥浆指标
黏度(s)
含沙率
≤1.1
17~20
<2%
待钢筋笼、导管安装完毕后,测量孔底沉淀层厚度,达不到设计要求的(柱桩不应大于5cm,摩擦桩不应大于10cm),必须进行二次清孔,确保沉淀值达到设计要求,并量测孔深和泥浆等的各项指标,现场质检员自检合格后报请监理工程师检查、签认。
4.1.8钻孔常见异常情况处理
(1)坍孔处理
钻孔过程中发生坍孔时,要查明原因进行分析处理,可采用加深埋护筒等措施后继续钻进。
根据现场情况也可在泥浆中加入大量的干锯末,同时增大泥浆比重(控制在1.15~1.4之间),改善其孔壁结构。
钻头每次进入液面时,速度要非常缓慢,等钻头完全进入浆液后,再匀速下到孔底,每次提钻速度控制在0.3~0.5m/s。
冲击法钻孔时,可投入黏土块夹小片石,用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁制止坍孔。
坍孔严重时,应回填重新钻孔。
(2)缩孔处理
钻孔发生弯孔缩孔时,一般可将钻头提到偏孔处进行反复扫孔,直到钻孔正直,如发生严重弯孔和探头石时,应采用小片石或卵石与黏土混合物,回填到偏孔处,待填料沉实后再钻孔纠偏。
(3)埋钻和卡钻处理
埋钻主要发生在一次进尺太多和在砂层中泥浆沉淀过快;
卡钻则主要发生在卵石地层钻进时,卵石掉落卡钻等。
埋钻或卡钻发生后,在钻头周围肯定沉淀了大量的泥浆,形成很大的侧阻力。
因此处理方案应首先消除阻力,严禁强行处理,否则有可能造成钢丝绳断裂等更严重的事故。
事故发生后,应保证孔内有足够的泥浆,保持孔内压力,稳定孔壁防止坍塌,为事故处理减小隐患。
4.1.9钢筋笼制作与安装
钢筋笼采用在钢筋加工厂集中制作,由运输车运到施工现场后,利用吊车吊装就位。
(1)钢筋笼制作:
钢筋笼成型采用卡板成型或箍筋成型。
焊接时,主筋与加强箍筋全部焊接,主筋内缘保持光滑,钢筋接头不侵入主筋内净空。
钢筋笼下端垫齐,用加强箍筋封住。
(2)钢筋笼焊接:
焊接采取遮蔽措施,避免雨雪大风天施焊。
焊后热处理完毕,让其自然冷却。
焊缝长度单面焊不少于10d,双面焊不少于5d(d为钢筋直径)。
(3)钢筋笼起吊:
钢筋笼采用四点吊,吊点的位置设置在两端第二道加劲箍和主筋连接位置,为了防止起吊时钢筋笼变形,吊点位置尽量靠近“△”支撑的位置。
(4)钢筋笼保护层:
在钢筋笼上、下端及中部每隔2m于同一横截面上对称设置四个混凝土垫层,确保钢筋笼与孔壁保持设计保护层距离。
(5)钢筋笼接长:
上下节钢筋笼对接时,钢筋笼中心线应控制在同一竖直线上,主筋采用焊接连接。
(6)钢筋笼下放:
吊入首节钢筋笼时,对准孔位轻放、慢放。
再吊第二节,现场接长,下放过程中,注意观察孔内水位情况,如有异样,立即停止,检查是否塌孔。
(7)钢筋笼定位:
钢筋笼入孔就位后,采取2根14槽钢与4根φ20钢筋与护筒焊牢定位,钢筋笼平面偏差不大于20mm,顶端高程偏差不大于+20mm。
4.1.10水下混凝土的灌注
水下砼浇注是钻孔灌注桩施工的主要工序之一,也是影响成桩基质量的关键所在。
灌注前应按照规范要求进行孔底沉渣厚度和泥浆性能指标检测,若沉碴厚度和泥浆指标不符合设计要求(柱桩≤5cm,摩擦桩≤10cm),须进行二次清孔,然后重新测定,直到满足设计要求,并经现场监理工程师认可后,才能灌注水下砼。
4.1.10.1灌注设备
导管及集料斗
导管采用无缝钢管制成,快速螺纹接头,导管接头处设2道密封圈,保证接头的密封性;
导管φ外=273mm,壁厚δ=9mm,导管中间节长2m~3m,底节4m~5m,同时配备若干个1m和0.5m的导管,导管在使用前应进行试压和水密试验,并按顺序编号。
配备3.0m3大料斗一个和0.5m3料斗若干个,能够满足混凝土首批和浇注过程的需要。
混凝土生产设备
桩径φ1.8m,按最大桩长29m计算所需混凝土理论方量为73.8m3,混凝土在中心搅拌站集中拌制,由1台理论生产能力达到75m3/h的搅拌机搅拌,由9台输送能力为10m3的输送车进行混凝土运输。
4.1.10.2混凝土配合比设计
桩基砼标号为C30,混凝土配合比通过试配确定,满足强度和规范要求。
4.1.10.3首盘混凝土灌注
首盘砼的方量应满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要,设导管下口离孔底25~40cm。
导管在初次使用前应进行试压和水密试验,并按顺序编号,按孔深H(32m)计算,试压压力不小于孔内水深1.3倍压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的1.3倍,P的计算如下:
P=
=733kPa
1.3P=953kPa
:
孔内水或泥浆的深度(m);
:
孔内水或泥浆的重度(KN/m3);
混凝土拌和物的重度(取24KN/m3);
导管内混凝土柱最大高度(m),以导管全长或预计的最大高度计。
混凝土浇筑时首批混凝土用量须由桩长(按32m)计算定,根据公式
计算确定。
式中:
V:
首批混凝土所需数量(m3)
D:
孔直径(m)
d:
导管内径(m)
H1:
桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m
H2:
导管初次埋置深度:
H1≥1.0m,取H1=1.0m
h1:
桩孔内混凝土达到埋置深度为H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即
孔内水或泥浆的深度(m)
孔内水或泥浆的重度(KN/m3)
混凝土拌和物的重度(取24KN/m3)
经计算首次灌注的砼量须达3m3以上,灌注过程中,应注意导管的埋深不低于1米,同时也不宜高于3米,砼塌落度控制在18-22cm之间。
灌注将结束时,由于导管内砼柱高减小,超压力降低,而导管外泥浆及含渣土稠度增加,比重增大,出现砼顶升困难时,采用小于30cm幅度上下串动导管,但不能横向摆动,确保灌注顺利进行。
每套导管配备3.0m3和0.5m3漏斗各1个,加工两只带橡胶皮的盖板(一只备用),以及其它相关设备、工具。
4.1.10.4砼浇注
混凝土浇筑采取在搅拌站集中拌制,通过输送车将砼送至现场,经料斗进入导管进行混凝土灌注。
混凝土封底灌注采用隔水拴(15cm厚泡沫板制作)拔塞法施工,即在漏斗的底部、导管的顶口用盖板等封住导管口,当料斗内灌满混凝土后立即吊出盖板,使混凝土沿导管下落,同时保持混凝土不间断地通过料斗和导管灌注至水下,从而完成首批混凝土的灌注。
首批混凝土灌注成功后,随即转入正常灌注阶段,直至完成整根桩的浇筑。
正常灌注阶段保持导管埋深在1~3m范围。
在混凝土灌注的过程中应经常测量混凝土面标高,以确定导管埋深、拆除导管的时机。
另外还应该在拆除导管之前询问搅拌站已发送至现场的混凝土理论方量,以便与现场根据实测标高计算的混凝土方量进行比较,防止出现差错。
当混凝土灌注临近结束时,再一次核对混凝土的灌入方量,以确定所测混凝土的高度是否准确,当确定混凝土的顶面标高到位后,停止灌注,及时拆除灌注导管。
灌注完成时,砼面标高应不小于设计桩顶标高1.0m,以保证桩头砼质量。
在灌注过程中,由混凝土置换出来的孔内泥浆经连通管引流至泥浆池中。
在混凝土灌注完成后初凝前,用吊车拔出钢护筒。
混凝土灌注过程中,指定专人填写灌注记录。
4.1.10.5桩基砼灌注过程中应注意的问题:
砼灌注前必须准备充足的砂、石料、水泥、外加剂等原材料;
设备必须维修保养、调试运转,并备足够的易损件;
集料斗每次灌注砼前均应清理干净,检查阀门是否灵活。
严格控制进入料斗内砼的坍落度。
坍落度太小,砼流动性差,易造成堵管;
坍落度太大,砼容易泌水离析,也会造成堵管。
发现砼有异常应停止灌注,处理不合格混凝土,同时查明原因处理后才能继续施工。
导管连接时,接头须清洗干净、涂上黄油,并加上密封圈,对于破损的密封圈进行调换,接头的螺纹要旋转到位,以防漏水。
每次砼浇注拆管后应及时清洗导管,以免水泥砂浆附着凝固后下次浇注时造成堵管。
在灌注过程中,若发生意外而导致暂停,应不时地上下缓慢提升导管,以免导管埋置太深而提升不动或堵管。
认真监测砼面上升高度、导管埋深,并和已灌入的砼数量校核,以便确定扩孔率或砼面上升是否正常。
4.2钢筋加工、安装质量标准
4.2.1钢筋原材料、加工和连接的检验应符合《公路桥涵技术规范》
4.2.2钢筋应平直、无损伤,表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。
钻孔桩钢筋笼骨架的允许偏差和检验方法
项目
允许偏差(mm)
检验方法
钢筋骨架在承台以下长度
±
100
尺量检查
钢筋骨架直径
10
主钢筋间距
尺量检查不少于5处
加强筋间距
20
箍筋间距或螺旋筋间距
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
注:
d为钢筋直径,单位为mm。
钢筋加工允许偏差和检验方法
序号
受力钢筋全长
尺量
弯起钢筋的弯折位置
箍筋内净尺寸
图1:
钢筋笼安装示意图
4.3系梁施工
4.3.1基坑开挖
本桥基坑深度3~4m,采用挖掘机开挖,人工配合清底,非岩石地基基坑开挖时应在基坑地面以上预留0.1m土层,进行夯实至设计高程。
为保证基坑开挖后土体能保持自然稳定,根据基础处的地质一般都为亚粘土、全风化板岩,基坑开挖坡度确定为1:
0.75,当受施工条件限制,开挖坡度达不到土体自然稳定坡度时,采用放缓边坡或加支撑进行基坑边坡防护。
为方便施工操作,基坑坑底各边开挖尺寸大于系梁设计尺寸0.5m。
基坑开挖完成后,在坑底沿四周开挖环形排水沟,并开挖一定深度的集水坑,在遇雨天或地下水位上涨时使水汇集至坑内排出。
开挖基坑坑底标高高于系梁设计底标高20~30cm,然后用人工将基底清平、夯实,根据图纸设计进行垫层浇筑。
4.3.2桩头凿除、检桩
桩头砼采用风镐凿除,根据设计要求严格控制桩头标高,桩头凿除后顶面要平整,无松散砼。
桩头凿除后进行桩基检测,采用超声波法探测法检测。
4.3.3钢筋加工及绑扎
钢筋加工制作在钢筋加工场加工成半成品,平板汽车运至现场基坑内绑扎完成并于四个侧面、顶面钢筋网形成整体骨架。
砼垫块数量不少于4个/m2。
钢筋接头采用双面搭接焊,其接头质量符合设计及技术指南要求。
钢筋接头错开布置,在同一截面其接头截面面积不大于钢筋总截面面积的50%。
钢筋绑扎前用细线拉出系梁外边线,根据系梁边线严格按照设计图纸进行绑扎,杜绝钢筋保护层过大和过小现象发生。
模板加工及安装
4.3.4本桥系梁模板采用木模。
模板安装前根据系梁外边线,在系梁底层钢筋上用短钢筋头焊接若干个定位挡块,安装时模板内边贴紧定位挡块。
模板安装前清除模板表面污渍,并均匀涂抹脱模剂,模板拼缝粘贴双面胶带,堵缝止浆。
模板通过对拉螺杆和撑在坑壁和模板外侧之间的脚手管加固。
模板安装后,测量校核模板四角位置及顶面标高,人工拉细线把模板四边调直,并支撑牢固。
模板调好后,搭设脚手管支架,绑扎墩柱预埋钢筋,墩身柱预埋钢筋要与脚手管支架固定,保证墩柱预埋钢筋在砼浇筑过程中不变形,不移位。
4.3.5砼浇筑
砼由砼搅拌站3台75m3/h搅拌站进行拌和,运输车运至现场,由泵车入模或直接入模进行浇筑。
砼下料点由系梁一边向另一边浇筑,砼浇筑时,各下料点均匀布设砼,严禁通过振捣棒“赶”砼布料。
砼采用分层浇筑,分层厚度30cm。
砼振捣采用插入式振捣棒,振捣时快插慢拔,并插入下层砼10cm左右,振捣间距不超过振捣棒作用半径的1.5倍,并与模板保持10cm左右的间距。
砼振捣密实、均匀,其密实均匀的标志为砼不再下沉且无气泡冒出,表面呈平坦、泛浆。
砼浇筑后及时进行第一次收面,第一次收面应使砼表面初平,砼初凝前进行第二次收面,第二次收面使砼表面精平,收面后其表面平整度不超过5mm,对墩柱处系梁面混凝土进行凿毛处理。
砼浇注完毕后应及时进行用土工布覆盖养护,当环
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