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桥墩为双柱式墩,高墩采用变径设计形式,墩柱直径包括1.4m、1.5m、1.7m、1.8m、1.9m等五种规格,高墩墩柱间最多设三道系梁。
墩柱、盖梁混凝土都采用定型钢模浇筑。
重力式U型桥台施工时,模板一次支立到位,单座桥台混凝土一次浇筑完成。
1.1.1.3上部构造
上部结构以后30m张法预应力混凝土T型梁为主,其次是钢筋混凝土空心板,有25m和13m两种,支线上跨分离式立交(塔坡分离立交)为45m钢筋混凝土刚架拱结构,拱肋上安装预制微弯板,之后现浇混凝土层及铺装层。
后张法预应力混凝土T梁、钢筋混凝土空心板及微弯板均采用预制安装法施工。
因地形起伏大、桥高路陡,在桥头路基两侧设预制场,或在它处设预制场、梁板运至现场架设的方案均无可行条件,只能将桥梁预制厂建在各桥的桥头路基顶面上。
因本合同段桥梁预制量非常大,加之合同段总长度较小、路基宽度有限,桥梁预制场将会占用本合同段的大部分路基。
所以,路基工程必须提前组织施工,为桥梁预制创造施工条件。
预制场地布置详见《表4施工总平面布置》。
本合同段共设计30m后张法预应力混凝土T梁320片,25m空心板150块,13m空心板216块,10m空心板9块。
底模修建于已填筑成型并经严格压实的路基上。
底模为三层结构,下层浆砌片石30cm厚,修建于经压实的路基或经压实的场地上;
中层采用厚度为30cm的C40钢筋混凝土,上层为厚10cm的细石混凝土。
底模的上表层用水磨石机磨光,作为底模与梁底的接触面。
底模呈“凸”形结构,在表层下部设预留孔,作为侧模对拉螺栓的通道,表层侧面与侧向模板间设空心橡胶止浆条。
为避免张拉主梁时梁端底部产生裂缝,在底模两端各80cm范围内,铺垫4mm厚四氟聚氯乙烯板,顶面与底模顶面在同一水平面上,张拉起拱时,梁端可在四氟板上滑行。
模板采用定制钢模,侧模上设附着式振捣器,配合插入式振捣器、平板振动器联合振捣。
混凝土由拌和站供应,由混凝土运输车运至现场,倾卸到灌注漏斗,龙门架吊装灌注。
预应力张拉采用OVM预应力体系,严格按操作规程施工。
张拉完成以后,除伸缩缝位置的端头以外,一联中跨主梁两端均不封锚,架设完主梁后浇接头混凝土。
桥梁采用JQL30/80双导梁架桥机架设。
为减少梁的存放量而节省施工场地,采取边预制边架设的施工方法。
架设程序:
龙门吊移梁至运梁轨道台车上,送至架桥机后部主梁内,采用运梁平车进行喂梁。
桥梁分左右两幅,架梁顺序:
先架设右幅,然后架桥机退回,再架设左幅。
当梁混凝土强度达到100%后进行梁的吊装作业,采用兜托梁底的吊装方法。
吊装过程中保持主梁轴线垂直,严防倾斜,注意横向稳定。
桥上运梁采用轨道运输,要求在二片梁上铺轨。
每安装一片主梁后设置临时支撑,并将横隔板上下连接钢板焊接起来。
架设时,在支座墩上设临时支座,梁落于临时支座上。
右幅架设完毕,架桥机退回,开始架设左幅,同时开始进行右幅T梁连续构造的施工。
浇筑主梁连续构造湿接头混凝土时,从两边墩往中间浇筑,梁接头处连续钢束孔道用铁皮管形成,将主梁伸出的钢筋用双面焊连接。
浇筑混凝土前,准确安装各梁的永久支座,全面撤离桥面重型荷载(否则将严重影响梁体内应力)。
梁接头砼强度达95%以上时,可以进行连续钢绞线束的张拉,形成连续体系。
负弯矩筋采用BM(扁锚)体系,预应力筋单根张拉。
为消除体系内因施工而产生的附加应力,简支变连续施工顺序在设计上有严格的规定,必须按设计施工顺序进行施工。
一般情况下,每联可采取如下程序施工:
浇筑各连续段混凝土→对称张拉连续构造预应力束数量的一半→拆除各临时支座→张拉剩余连续束预应力钢绞线。
每联的墩顶连续施工完成后,再进行横向湿接缝、伸缩缝、桥面铺装、防撞栏的施工。
作者:
htjlove2006-6-321:
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桥梁施工组织设计
1.1.1.4新技术的应用
经监理工程师同意后,在后张法预应力钢筋混凝土T梁注浆工艺中,可采用效果更好的真空灌浆施工工艺(本节的内容具有建议性,非经监理工程师同意,在本工程中不得采用)。
⑴真空灌浆的优点
①可消除普通压力灌浆方法引起的气泡和混在稀浆中的气泡,减少有害水分的聚积地;
②真空灌浆是一个迅速、连续的过程,管道抽真空只要几秒钟,灌浆只要3~4分钟,而普通压力灌浆需超过10分钟;
③它可提供均匀、密实不透水的灰浆保护层,密实度在99%以上;
④采用HDPE塑料波纹管,在满足强度的条件下,与金属波纹管相比,具有更强的耐腐蚀性,大大改善了构件的防腐蚀性能,而且它的布置不受管道形状的限制,对于弯束、U型束的孔道灌浆,更能体现真空灌浆的优越性。
⑵施工工艺
详见本建议书《表5.3.8真空吸浆法管道注浆施工工艺》。
1.1.2主要工程项目的施工方法及施工工艺
1.1.2.1基础工程施工
1.1.2.1.1钻孔灌注桩
本标段各桥的桥墩均位于各自所跨河道常水位以上,其钻孔灌注桩基础均可按照陆上施工工艺组织施工。
如施工期间水位上涨,可适当修建围堰创造作业面,之后仍旧按照陆上施工工艺进行。
⑴护筒制作及埋设
钢护筒内径比设计桩径大30cm,采用厚度为10mm的A3钢板卷制,为加强钢护筒的整体刚度,在焊接接缝处设12mm厚、15cm宽的钢带,护筒底加设14mm厚、50cm宽的钢带作为刃脚。
护筒加工长度按现场实际探测的砂层厚度确定,要求护筒必须穿越砂层,到达岩面。
加工旁弯不超过3cm,椭圆度不大于2cm,焊接采用坡口双面焊,所有接缝处满焊联结,保证不漏水。
护筒埋设施工时,顶端应高出地下水位1~2m,同时满足高出地面0.3m,其底端埋置深度不小于1.5m。
钢护筒的埋设必须认真进行,先将护筒周围的土挖除,然后用粘土回填,并分层夯实处理。
在护筒的顶部焊加强筋和吊耳,开出水口。
钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并及时处理出现的偏移和下沉。
⑵泥浆制备
采用优质粘土在泥浆池内制备,泥浆池容积为12m3。
并设容积为9m3沉淀池二个,串联使用。
造浆用的粘土符合下列技术指标:
胶体率不低于96%
含砂率不大于4%
泥浆相对密度1.05~1.20
粘度16~22s
含砂率≤4%
胶体率≥96%
失水率≤25mL/30min
⑶钻孔
根据本标段各桥梁工程的桥位地层情况,拟采用反循环回旋钻机成孔。
①钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。
②钻机安装就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移或沉陷。
钻机转盘中心与钢护筒中心位置偏差不得大于2cm。
③开始钻孔时,应稍提钻杆,在护筒内打浆,并开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后方开始钻进。
进尺要适当控制,对护筒底部,应低档慢速钻进,使底脚处有坚固的泥皮护壁。
如护筒底土质松软出现漏浆时,可提起钻头,向孔内倒入粘土块,再放入钻头倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙,稳住泥浆后继续钻进。
钻进过程中应经常注意地层变化,每进尺2m或在土层变化处应捞取渣样,判断土层,记入钻进记录表并与地质柱状图核对。
操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制,随时填写钻孔施工记录,交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。
④钻孔过程中要保持孔内有1.5m~2m的水头高度,并要防止板手、管钳等金属工具或其它异物掉落孔内,损坏钻机钻头。
钻进作业必须保持连续性,升降锥头要平稳,不得碰撞护筒或孔壁。
拆除和加接钻杆时要力求迅速。
⑤桩孔钻至设计标高后,对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检查,满足设计要求后约请监理工程师进行终孔检验,并填写终孔检验记录。
⑥钻孔作业的劳动组织:
每台钻机每班配备操作人员6名,其中指挥1人,卷扬机司机1人,电工兼记录员1人,装拆钻杆及掏渣3人。
⑦清孔
a.成孔检验合格后,立即进行清孔作业,拟采用换浆法清孔。
清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度,以防塌孔。
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b.清孔时将附着于护筒壁的泥浆清洗干净,并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。
c.当孔底沉淀土的厚度不大于设计规定的量值时,即可终止清孔。
⑷钢筋骨架制作与安装
钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作,运至现场后吊入孔内,并在孔口进行焊接接长。
焊接采用单面焊,焊缝长度应满足施工技术规范的要求,并将接头错开50cm以上。
主筋接头采用对焊。
为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊装过程中不产生变形,每隔2m~2.5m用Φ18mm钢筋设置一道加强箍。
在箍筋上设穿心圆式混凝土垫块,以控制钢筋骨架与孔壁净距。
钢筋骨架用吊车起吊,第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护筒口,再起吊另一段,对正位置焊接后逐段放入孔内至设计标高,最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与筒口焊牢。
钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,应查明原因,不得强行插入。
钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求,其误差不得大于±
5cm。
⑸灌注水下混凝土
①灌注混凝土之前,要对孔内进行二次清孔,使孔底沉淀层厚度符合规范规定,认真做好浇灌前的各项检查记录并经监理工程师确认后方可进行灌注。
②水下混凝土的灌注采用导管法。
导管接头由装有垫圈的法兰盘连接成管节,直径300mm,壁厚10mm,分节长度1m~2m,最下端一节长5m。
导管在使用前应进行水密、承压和接头抗拉试验。
③导管在吊入孔内时,其位置应居中、轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。
灌注首批混凝土时,导管下口至孔底的距离控制在25cm~40cm,且使导管埋入混凝土的深度不小于1m。
④水下混凝土的水灰比,坍落度必须满足规范要求。
混凝土浇筑采用泵送,泵管设底阀。
泵管在桩内的混凝土升高时,慢慢提起。
管底在任何时候,应在混凝土顶面以下2m。
灌注开始后,应连续的进行,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间;
灌注过程中应经常用测深锤探测孔内混凝土面位置,及时调整导管埋深,导管的埋深控制在2m~6m为宜。
当混凝土面接近钢筋骨架底部时,为防止钢筋骨架上浮,采取如下措施:
使导管保持稍大的埋深,放慢灌注速度,以减少混凝土的冲击力;
当孔内混凝土面进入钢筋骨架1m~2m后,适当减小导管埋置深度,增大钢筋骨架下部的埋置深度。
为确保桩顶质量,混凝土浇筑比桩顶设计标高高0.5~0.8m。
在浇注将近结束时,导管内混凝土柱高度相对减少,导管内混凝土压力降低,而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。
若出现混凝土顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使浇注工作顺利进行。
同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录。
全部混凝土灌注完成后,拔出钢护筒,清理场地。
⑹桩的检测
桩基达到80%的设计强度后,对每一孔桩进行无破损检测,必要时沿桩长钻取70mm直径的芯样检测。
⑺钻孔桩施工过程中常见意外事件的处理方法
①坍孔
根据招标文件地质资料介绍以及我集团多年在类似施工钻孔桩的经验,本段地层是极易产生坍孔的地层,因此特制定处理预案:
如坍孔将钻头埋住,则采用下插小孔径无缝管制成的花管压入高压风及高压水的方式将钻头提出,如未埋钻具则直接将之提出,之后使用粘土掺杂约20%碎石回填,回填后静置十五日以后使用冲击钻成孔,钻进过程中在坍孔处不断回填粘土及碎石直至穿过该处为止。
②灌注过程中堵管
当混凝土不再下落后,移去孔口漏斗,将备好的冲击钻机对位支立于孔口,使用冲击钻的吊具将导管吊起,用钻机的最小冲程给导管施加抖动,同时用混凝土泵不断注入混凝土。
如混凝土仍无法灌入则将钢筋笼提出,使用冲击钻将已灌入且强度未增长的混凝土“淘出”。
③埋导管
当混凝土灌注过程中保持导管埋深在2~6米间时极难发生此事件,但根据经验,也有不明原因造成的此类事件发生,此时需用两台起重能力在50吨以上的液压千斤顶配以双I56型钢制成扁担梁将之提出,之后按上述办法重新钻孔。
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1.1.2.1.2挖孔桩基础
(1)施工准备
本标段只有玉屏舞阳河特大桥桥墩基础设计为挖孔桩形式,共22根,桩径220cm,桩长10~18m。
孔壁支护采用与桩身同标号的混凝土护壁。
施工前,清除坡面危石浮土,并做好必要的防护,铲除松软的土层,用平板夯夯实。
施测桩位十字线,定出桩孔准确位置;
设置护桩并经常检验校核;
孔口四周挖排水沟,做好排水系统;
及时排除地表水,雨季施工时,孔口搭设防雨棚。
为防止孔口坍塌,在孔口浇筑混凝土护筒,护筒厚30cm,顶面高出地面30cm,埋入地面以下1~1.5m。
(2)挖掘方法
采用人工挖孔,组织三班连续作业,同时从左、右幅大桥玉屏岸向三穗岸施工,投入8套提升设备,左、右幅大桥各4套。
为防止支护不及时造成孔壁坍塌,每班必须完成挖孔及护壁混凝土支护才能交接班,而不以时间作为交接班控制。
每个孔位安排开挖2人,提升出土及排水4人。
每开挖1.2m~1.5m即施作护壁混凝土。
(3)挖掘程序
挖掘程序视土层性质及桩孔布置而定。
如果现场土层紧密、地下水量不大时,一个墩的两个桩可同时开挖,便于缩短工期,渗水量较大的一孔超前开挖、集中抽水,以降低另一孔水位。
土层松软、地下水位较大者,两孔先后开挖,必要时等一孔开挖完并灌注桩身混凝土后,再进行另一孔的开挖,避免孔间间隔层太薄而造成坍塌。
(4)挖掘的一般工艺要求
①挖掘时,不必将孔壁修成光面,要使孔壁稍有凹凸不平,以增加桩的摩阻力。
②在挖孔过程中,经常检查桩孔尺寸和平面位置:
桩位误差不得大于50mm,倾斜度不超过1%,孔径与孔深必须符合设计要求。
③挖孔时如有水渗入,及时灌注护壁混凝土,防止水在孔壁浸淌造成坍孔。
孔内积水用潜水泵排出。
④桩孔挖掘及支撑护壁混凝土两道工序连续作业,中间不作停顿,以防坍孔。
(5)孔内爆破施工
为保证施工安全,孔内爆破要注意以下事项:
①一律采用电雷管起爆,不采用导火索起爆。
②必须打眼放炮,严禁采用裸露药包法。
位于软岩中的炮眼深度不超过0.8m,硬岩中的炮眼深度不超过0.5m。
按岩层断面方向确定炮眼数目、位置和斜插方向,中间一组集中掏心,四周斜插挖边。
③爆破开挖时,严格控制装药量,以松动爆破为主。
中间掏心炮眼装药量为1/2节,边眼装药量控制在1/3~1/4节。
无水时选择硝铵炸药,有水时采用乳化炸药。
④临近炮眼的护壁混凝土需加以防护,或炮眼用炮被覆盖,防止护壁混凝土被炸坏而造成坍孔。
⑤孔内爆破后迅速排烟,用高压风管或电动鼓风机进行孔底吹风。
当孔深大于12m时,每次放炮并排烟后立即测定有害气体浓度,满足安全规定时,作业人员方可下孔继续施工。
(6)挖掘的安全技术措施
针对本项工序的特点,特制定如下安全措施:
①挖孔工人必须配戴安全帽、安全绳。
②经常检查出渣用的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具。
③孔口周围用混凝土加以围护,护筒高出地面30cm,防止土石、杂物滚入孔内伤人。
④挖孔时经常检查孔内的二氧化碳含量,如超过0.3%,孔深超过10m时,采用机械通风。
⑤挖孔工作暂停时,孔口覆盖铁板加以防护。
孔口周围设围栏及警示牌。
⑥孔口设置牢固可靠的安全梯,安全梯1.6m一节,每节之间采用挂接连接方式,首节与事先预埋在孔口护壁混凝土中的钢筋连接。
(7)护壁混凝土施工
采用等厚度混凝土护壁,厚度15cm,强度C25,每节灌注1.2m,两节护壁之间留20~30cm空隙,以便灌注施工。
为加速混凝土凝结,可掺入速凝剂。
护壁混凝土中设Φ8钢筋,钢筋靠护壁混凝土内径放置。
模板采用钢模板,表面不需要光滑平整,以利于与柱体混凝土的联结。
模板高1.2m,分三块拼装,模板间用U形卡连接,上下设两道6号槽钢圈顶紧,钢圈由两半圆圈组成,用螺栓连接,不另设支承,以便浇筑混凝土和下节挖土操作。
(8)终孔检查处理
挖孔达到设计标高后,进行孔底处理。
清除孔底松渣、污泥及沉淀等软层,基桩嵌入基岩深度不小于3.5m,平整桩基底面,检查桩基承载力,保证桩基承载力不小于1.5MPa。
开挖过程要经常检查了解地质情况,如果与设计资料不符,及时提出变更设计。
若基底出现不良地质现象(如溶洞、薄层泥岩、不规则的淤泥分布等),采取如下措施:
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①当桩底出现溶洞、沟槽时,处理办法是清除全部泥土,清洗干净后以C30的混凝土填满,使混凝土弹性模量尽量与基岩相等或接近。
②当桩底出现石芽时,将石芽凿平,表面段大于桩基截面积,且凿入整体基岩50cm。
③如桩底存在洞穴时,要清除全部泥土,洞底修凿平整,清洗干净整个洞穴部位,设计桩孔范围外部位以浆砌片石回填。
④用钻杆探测桩底下岩层情况,如发现下部存在洞穴,将洞顶板凿开,清除洞穴内的泥土杂物,全部用C30混凝土填满。
(9)钢筋骨架制作及安装
钢筋骨架在施工现场采用卡板成型法分段制作,拟用3cm厚木板根据骨架的外径尺寸制成两块半圆卡板,按主筋位置在卡板边缘凿出支托主筋的凹槽,槽深等于主筋的一半。
制作骨架时,每隔3m左右放一块卡板,把主筋纳入凹槽,用绳绑好;
再将螺旋箍筋套入,并用钢丝将其与主筋绑扎牢固。
然后松开卡板与主筋的绑绳,卸去卡板,随即将主筋与箍筋点焊牢固。
制好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。
每个骨架挂标志牌,注明墩号、桩号、节号。
钢筋骨架汽车运至现场后吊入孔内,并在孔口进行焊接接长。
焊接采用单面焊,焊缝长度须满足施工技术规范的要求,并将接头错开50cm以上。
为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形,每隔2m~2.5m用Φ18mm钢筋设设置一道加强箍,在箍筋上设穿心圆式混凝土垫块,以保证钢筋保护层的厚度。
钢筋骨架用吊车起吊,第一段放入孔内后用钢筋或型钢临时搁支在孔口护壁混凝土上,再起吊另一段,对正位置后逐段放入孔内至设计标高,最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与孔口护壁混凝土中的预埋钢筋焊牢。
钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,要查明原因,不得强行插入。
钢筋骨架安放后的顶面和底面标高须与设计相符合,其误差不得大于±
(10)桩身混凝土灌注
混凝土由预制梁场搅拌站搅拌,由JC6混凝土运输车运至浇筑现场,要促证混凝土不出现漏浆、失水、离析等现象,否则须在浇筑前进行二次搅拌。
视孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度大小确定混凝土的浇注方法。
当地下水的上升速度大于6mm/min时,采用导管法在水中灌注混凝土,灌注水下混凝土的施工工艺参见钻孔灌注桩部分;
上升速度小于6mm/min时,采用空气中灌注混凝土桩的方法施工。
灌注混凝土桩时,要注意以下几点事项:
①为防止混凝土发生离析,浇筑混凝土时使用串筒。
②混凝土坍落度控制在7cm~9cm,开始灌注时孔底积水深不能超过5cm,灌注的速度要尽可能加快,使混凝土对孔壁的压力尽快大于渗水压力,以防水渗入孔内。
③桩底部混凝土捣实依靠混凝土的自由坠落捣实,桩顶部以下4m必须用振捣器捣实。
④孔内混凝土一次性连续浇筑完毕,若施工接缝不可避免时,按施工规范处理施工缝,并一律设置上下层间的锚固钢筋。
锚固钢筋按桩截面积的1%配筋。
⑤混凝土浇筑至桩顶以后,立即将表面已离析的混合物和水泥浮浆等清除干净。
(11)桩的质量检验
为了保证桩基承载力及桩本身混凝土质量,对所有桩进行桩身进行无破损检测。
检测仪器采用低应变桩身完整性测试仪(EP-10010),此种仪器可检测到桩身混凝土质量,确定桩身缺陷所在位置。
在桩灌筑混凝土时事先预埋两根内径为50mm的塑料管,管的下口封死,测试时管内注满水,两根管分别放入发射探头和接收探头,两探头置于同一水平面或有一定高差,沿管提升或下降,提升速度为200mm/s。
当声波每秒发射10次时,沿桩身20mm可量测一次。
混凝土的抗压强度和声速关系如下表所示:
声速
(m/s)抗压强度
(MPa)声速
(MPa)
3750~4000353250~350025
3500~3750303000~325020
混凝土抗压强度与声速关系
桩身混凝土的质量评价如下表所示:
声速(m/s)<20002000~30003000~35003500~4000>4000
混凝土质量极差差中好优
桩类别ⅤⅣⅢ
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