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根据总体施工部署,以及本工程桥梁工程的结构设计特点,本着高质、高速圆满完成本合同段桥梁工程的施工任务。
施工机械设备配备主要有63型塔吊4台、钻孔桩机10台、架桥机1台、汽车吊4台、预应力筋张拉及小型运输、加工设备等,其所用机械设备的规格、型号、数量详见下表。
主要设备配备表
设备名称
型号规格
国别产地
制作年份
额定功率(KW)
数量(台)
汽车吊
长沙
16~25T
履带吊
湖北
35~50T
挖掘机
EXP320
北京
1.2m3
钻孔机
云南
90KW
空压机
广西
3.5m3
发电机
200KW
9
塔吊
630
重庆
运梁车
衡阳
11
龙门吊
苏州
50T
12
5T
13
架桥机
150T
山东
2008
14
对焊机
GQ-40
5kw
15
弯曲机
GW-40
2006
2.5kw
16
断钢机
UNI-100
郑州
75kw
17
电焊机
BX3-3003-2
2007
30kw
26
18
切割机
DFS5
3.5kw
19
振动棒
4E4A-4
上海
20
污水泵
4PW
21
手提打磨机
1500W
22
附着式振捣器
1.5KW
120
23
穿心千斤顶
3~5T
24
拉链葫芦
5~10T
5~15T
25
手提电锤
3.3.3主要材料准备
名称
定型圆柱钢模
1400*5000
2套
双柱墩
定型钢模
1500*1500
2500m2
系梁、承台、矩形墩、盖梁内外模
脚手架钢管
50
100吨
型钢
I14
400米
盖梁底模支撑
四、施工方法及计划安排
各墩台施工计划时间表
墩柱号
桩基或扩大基础完成时间
承台或系梁完成时间
墩柱完成时间
盖梁完成时间
开始架桥时间
17号桥台
9.20
9.30
16号墩
9.5
9.10
15号墩
9.1
9.7
9.12
9.22
10.2
14号墩
6.29
7.04
9.14
9.24
10.4
13号墩
6.21
6,26
9.16
9.26
10.6
12号墩
6.16
9、18
9.28
10.8
11号墩
6.15
6.20
10.10
10号墩
5.27
6.02
10.02
10.12
9号墩
5.05
5.12
10.04
10.14
8号墩
4.21
4.26
10.06
10.16
7号墩
5.10
10.08
10.18
6号墩
5.11
5.16
9.30.
10.20
5号墩
6.04
6.09
10.22
4号墩
6.28
10.24
3号墩
6.27
7.03
10.26
2号墩
6.30
7.18
10.28
1号墩
10.30
0号桥台
11.02
4.1桥梁下部结构施工方法及计划安排
根据实际情况,桩基施工成孔采用机械成孔与人工挖孔与相结合,对于6、7、8、9、10号墩桩基采用冲击钻成孔,其他墩桩基采用人工挖孔。
由于工期任务重,桩基施工采取全面开花,高墩桩基优先和架桥路线起点桩基优先的原则组织施工,计划最后一根矩形墩桩基完成时间为2010年6月30日,其他的如1、15、16号桩基可以推后一点完成,但要考虑桥台与桥台路基施工对其的影响,抓紧时间提前完成。
根据现场情况,桩基成批、成排完成,经检测合格后。
立即开展承台、系梁、桥墩、桥台、盖梁施工,计划最后一片盖梁完成时间2010年10月20日,。
常规墩柱、盖梁采用标准定型钢模,汽车吊垂直运输施工。
对于30米以上的高墩采用塔吊作垂直运输,每台塔吊负责三个桥墩施工。
盖梁的支撑体系,在现场条件好,墩高小于5米,采用满堂支架施工;
施工条件差,墩高大于5米以上,采用穿钢棒法和柱抱箍法施工。
混凝土采用搅拌站生产的商品混凝土,泵送入模。
4.2桥梁上部结构施工方法及计划安排
本座大桥的T梁在K21+900预制场生产,计划生产时间为2010年8月1号~2010年10月5日。
(1)架梁采用150T双导梁架桥机,采用运梁平车进行运输。
计划架梁时间为2010年9月30日~11月2日。
(2)桥面铺装附属工程总体计划:
在架梁开始1个月后随即进行,2011年1月30日完成。
路面、桥面沥青层铺设工作面,由于现场施工存在诸多不确定的因素影响,具体根据现场的施工进度动态,作适当调整,确保进度计划的实现。
五、各分项工程施工方案
5.1桥梁桩基工程
本桥桩基共计58根合1892m,桩径采用两种形式1.6m、1.7m,长为25—38米,均为摩擦桩。
为了确保施工进度和施工安全,采用机械钻孔与人工挖孔相结合的原则,对于地下水丰富、桩深大、地域较开阔能摆下钻机的桩基尽量采用机械成孔,对于一些桩基较短、地势陡峭不易展开机械作业的和地下水不丰富的采用人工挖孔作业。
5.1.1机械冲击钻孔灌注桩施工
1、施工程序
开工准备→测量放线→安装护筒→钻孔→清孔→安设钢筋笼→灌注砼→凿桩头→下一工序。
2、施工前准备
(1)测量控制网布设,尤其是大桥必须按测量施工规范,布置三角控制网,并用已经复核了的控制点对所布三角网进行测量,精度必须满足测量规范要求。
(2)根据设计图所提供的平、竖曲线要素对设计桩位进行复核,无误后方可进行施工放样,施样后必须报请业主、监理工程师复核无误后可进行下道工序了。
(3)钻机就位前,清除钻机位的杂物、换除软土、平整压实。
场地位于浅水、陡坡、淤泥中时,可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台,工作平台必须坚固稳定,能承受施工作业时所有静、活荷载,同时还应考虑施工设备能安全进、出场。
(4)埋设钢护筒
护筒内径比桩径大40cm,护筒埋置深度符合下列规定:
黏性土不小于1m,砂类土不小于1.5m。
当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。
岸滩上埋设护筒,在护筒四周回填黏土并分层夯实;
护筒平面位置的偏差不得大于50mm,护筒轴线与桩轴线的偏差不得大于1%。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
水中筑岛,护筒宜埋入河床面以下1米。
钻孔时孔内水位高出护筒底面0.5m或地下水位以上1.5-2.0m。
(5)开挖泥浆池,选择和备足良好的造浆粘土或膨润土,造浆量为2倍桩的混凝土体积,泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。
泥浆性能指标如下:
泥浆比重:
岩石不大于1.2,砂黏土不大于1.3,坚硬大漂石、卵石夹粗砂不宜大于1.4。
粘度:
一般地层16~22s,松散易坍地层19~28s。
含砂率:
新制泥浆不大于4%。
胶体率:
不小于95%。
PH值:
大于6.5。
5、冲击成孔
(1)安装钻机时要求底部应垫平,保持稳定,不得产生滑动和沉陷,钻头在护筒中心偏差不得大于15mm。
桩基应跳槽开钻,尽量避免同一墩柱相邻2根桩同时进行施工及浇筑砼。
(2)开始冲击钻进时,进尺应加控制,在护筒刃脚处,应短冲程钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。
待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后可按土质以正常速度钻进。
如护筒外侧土质松软发现漏浆时,应提起钻锥,并向孔内倒入粘土,再放下钻锥冲击,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,泥浆稳住后继续钻进。
在砂类土或软土层钻进时,易坍孔。
宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
泥浆补充与净化:
开始前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中,如泥浆有损耗、漏失,应予补充。
并应按泥浆检查规定,按时检查泥浆指标,遇土层变化应增加检查次数,并适当调整泥浆指标。
每钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,及时排除钻渣并置换泥浆,使钻锥经常钻进新鲜地层。
同时注意土层的变化,在岩、土层变化处均应捞取渣样,判明土层并记入记录表中以便与地质剖面图核对。
对所取钻渣用塑料袋封装,并作好标识:
注明桩号、取样深度及时间,并保存好。
5、成孔过程中障碍处理
(1)护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。
原因是埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞。
处理方法:
在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。
在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度。
钻头起落时,应防止碰撞护筒。
发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
(2)孔壁坍陷
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。
主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。
钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
处理方法:
在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。
搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。
成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
(3)缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。
原因是冲击成孔时遇到塑性土膨胀。
采用优质泥浆,降低失水量。
成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。
或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。
如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
(4)钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
原因是钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;
地面软弱或软硬不均匀;
土层或岩层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;
安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm。
在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。
进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档。
另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。
钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
(4)桩底沉渣量过多
终孔清孔后发现桩底沉渣量过多。
原因是检查不够认真,清孔不干净或未进行二次清孔;
泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;
钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;
清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。
成孔后,维持循环清孔时间不少于30分钟。
采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。
钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。
可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。
下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。
开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30~40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
6、检孔
用钢筋笼做成同孔径的检孔器,其长度等于孔径的4~6倍。
每钻进4~6米,接近及通过易缩孔土层或更换钻锥前,都必须检孔。
用新铸或新焊补的钻锥时,应先用检孔器检孔到底后,才可放入新钻锥钻进。
不可加重压、冲击或强插检孔器等方法
7、清孔
钻孔达到设计标高,桩底符合设计,经过终孔检查后,即进行清孔。
清孔分两次进行,第一次在成孔完成后,第二次在钢筋笼与导管放置后。
第一次清孔时,清洗附着于护壁的泥浆,并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。
之后采用泥浆泵直接住孔底压入泥浆,使孔桩底部泥浆比重较大的部分逐渐上浮,并排出孔外。
当孔内泥浆比重大时,可往泥浆池中注入清水进行循环清孔,直到泥浆比重符合规范要求。
第二次采用换浆法清孔,用特制的一端能与导管连接,另一端能与泥浆泵管连接的“清孔器”将泥浆泵与导管连接。
之后向孔底压入符合指标的泥浆置换孔内泥浆。
冲开因钢筋笼和安装导管时沉淀在孔底的小量沉渣。
并随时测量孔底标高。
当孔底沉渣符合规定要求时,立即灌注水下砼。
8、钢筋笼制作及安装钢筋的制作与安装
(1)对于较短的桩基,钢筋笼宜制作成整体,一次吊装就位。
对于孔深较大的桩基,钢筋笼需要现场焊接的,钢筋笼分段长度不宜少于18米,以减少现场焊接工作量。
(2)制作时,按设计尺寸做好加强箍筋,标出主筋的位置。
把主筋摆放在平整的工作平台上,并标出加强筋的位置。
焊接时,使加强筋上任一主筋的标记对准主筋中部的加强筋标记,扶正加强筋,并用木制直角板校正加强筋与主筋的垂直度,然后点焊。
在一根主筋上焊好全部加强筋后,用机具或人转动骨架,将其余主筋逐根照上法焊好,然后吊起骨架阁于支架上,套入盘筋,按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固。
(3)钢筋骨架保护层的设置方法:
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊,每一截面上接头数量不超过50%,加强箍筋与主筋连接全部焊接。
钢筋笼的材料、加工、接头和安装,符合要求。
钢筋骨架的保护层厚度可用焊接钢筋“耳朵”,见下图。
设置密度按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周布置2个,上下两道交错布置。
(4)骨架的运输无论采取何种方法运输骨架,都不得使骨架变形,当骨架长度在6m以内时可用两部平板车直接运输。
当长度超过6米时,应在平板车上加托架。
如用钢管焊成一个或几个托架用翻斗车牵引,可运输各种长度的钢筋笼,或用炮架车采用翻斗车牵引或人工推,也可运输一般长度的钢筋笼。
(5)骨架的起吊和就位
钢筋笼制作完成后,骨架安装采用汽车吊,为了保证骨架起吊时不变形,对于长骨架,起吊前应在加强骨架内焊接十字支撑,以加强其刚度。
采用两点吊装时,第一吊点设在骨架的下部,第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。
对于长骨架,起吊前应在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度。
起吊时,先提第一点,使骨架稍提起,再与第二吊同时起吊。
待骨架离开地面后,第一吊点停吊,继续提升第二吊点。
随着第二吊点不断上升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。
解除第一吊点,检查骨架是否顺直,如有弯曲应整直。
当骨架进入孔口后,应将其扶正徐徐下降,严禁摆动碰撞孔壁。
然后,由下而上地逐个解去绑扎杉木杆的绑扎点及钢筋十字支撑。
当骨架下降到第二吊点附近的加强箍接近孔口,可用木棍或型钢(视骨架轻重而定)等穿过加强箍筋的下方,将骨架临时支承于孔口,孔口临时支撑应满足强度要求。
将吊钩移到骨架上端,取出临时支承,将骨架徐徐下降,骨架降至设计标高为止。
将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,全部接头焊好后就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。
并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象,特别对桩长较大的桩基,在灌注砼时加强对钢筋笼的控制,防止钢筋笼上浮而断桩。
骨架最上端定位,必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,并反复核对无误后再焊接定位。
在钢筋笼上拉上十字线,找出钢筋笼中心,根据护桩找出桩位中心,钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。
然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢,在护筒两侧放两根平行的枕木(高出护筒5cm左右),并将整个定位骨架支托于枕木上。
钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为下表:
挖孔桩钢筋骨架允许偏差
项目
允许偏差(mm)
钢筋骨架在承台底以下长度
±
100
主钢筋间距
0.5d
加强筋间距
箍筋间距或螺旋筋间距
钢筋骨架垂直度
1%
(6)桩基声测管,采用4据根56*3mm的无缝钢管,底部焊接钢板封死,沿钢筋笼内侧等距离分布。
声测管与钢筋笼应固定牢固,吊装钢筋笼时注意对声测管的保护,以防变形与破损。
9、水下砼灌注
(1)水下砼采用钢导管灌注,内径为20-25cm。
导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用压气试压。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力p的1.3倍,p=rchc-rwHw
式中:
p为导管可能受到的最大内压力(kPa);
rc为砼拌和物的重度(24kN/m3);
hc为导管内砼柱最大高度(m),以导管全长或预计的最大高度计;
rw为井孔内水或泥浆的重度(kN/m3);
Hw为井孔内水或泥浆的深度(m)。
(2)导管每节2~3m,配1~2节1~1.5m的短管。
钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。
导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。
使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验,按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm,试压力为孔底静水压力的1.5倍。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口,大于一节中间导管长度。
导管接头法兰盘加锥形活套,底节导管下端不得有法兰盘。
采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。
导管安装后,其底部距孔底有250~400mm的空间。
(3)浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度,沉渣厚度应满足设计要求;
当设计无要求时:
端承桩桩不大于10cm;
摩擦桩不大于20cm。
如沉渣厚度超出规范要求,则利用导管进行二次清孔。
(4)首批封底混凝土
计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定的冲击能量,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。
足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,减少工后沉降的重要环节。
(5)首批灌注砼的数量公式:
V≥πD2/4(H1+H2)+πd2/4h1;
h1=Hwrw/rC;
导管底口与孔底的距离为25-40cm,H1表示砼桩底到导管底口的高度,对孔底沉淀层厚度应再次测定。
如厚度符合设计要求,然后立即灌注首批砼。
(6)水下混凝土浇灌
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注,灌注开始后,应紧凑连续地进行,严禁中途停工。
在灌注过程中,应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使测探不准确;
应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除;
导管的埋置深度应控制在2~4m。
同时应经常测探孔内混凝土面的位置,即时调整导管埋深。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。
如导管法兰卡挂钢筋骨架,可转动导管,使其脱开钢筋骨架后,再移到钻孔中心。
拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15min。
要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。
要注意安全。
已拆下的管节要立即清洗干净,堆放整齐。
循环使用导管4~8次后应重新进行水密性试验。
在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下措施:
①尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。
②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处,并慢慢灌注混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;
③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后,适当提升导管,减小导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
混凝土灌注到接近设计标高时,要计算还需要的混凝土数量,通知拌和站按需要数拌制,以免造成浪费。
在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。
在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
因为耐久性混凝土粉煤灰掺量较大,粉煤灰可能上浮堆
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