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橋梁樁基礎是橋梁的重要部位, 其質量的好壞直接影響到整座橋梁的工程質量。樁基施工的隱蔽性造成了其在施工過程中存在較多不可預見因素,特別是橋梁水下樁基施工,尤其會遇見一些不可避免的問題,為了確保樁基的工程質量,必須控制好以下技術。
一、準備階段施工要點
(一)場地平整
場地位于水中時,采用筑島法(引橋),場地位于深水時,采用鋼管樁施工平臺法(主橋)。平臺必須平整,連接牢固。
(二)樁位測量
在平整好的場地上測定樁位,一邊用方木樁準確標識各樁位的中心及標高,一邊埋設護樁。護樁埋設方法:在樁中心向外大于樁徑50cm均勻分布三個并量出距離,護樁頂要與地面相平,并用砂漿固定牢固,做出明顯標記。深水樁基的定位由鋼護筒定位架固定。
(三)埋設護筒
護筒采用鋼護筒,水上主墩鋼護筒用12mm厚鋼板卷制,在頂部和底部用12mm鋼板加固,直徑2.5m的鋼護筒用14mm厚鋼板卷制,其余則用10mm厚鋼板卷制。護筒內徑大于鉆頭直徑20cm~40cm,護筒高視土質而定,最小不小于2m。安置時,護筒頂高出地面30cm以上,高出最高施工水位或地下水位1.5m~2.0m。旱墩護筒周圍50cm范圍內黏土夯實,深度至護筒底,并用穩定護筒內水頭的措施。護筒的埋設位置必須保證其中心與樁位中心的偏差不超過50mm,并應注意兩節護筒的連接質量,護筒埋深為2m~4m,水上主墩護筒應沉入局部沖刷線以下不小于1.0m~1.5m。
(四)鉆孔泥漿
在開鉆前, 應選擇和備足良好的造漿黏土或膨潤土,科學選料配制,泥漿比重1.1~1.2,泥漿粘度一般地層為16Pa.s~22Pa.s。含砂率必須小于2%。因為鉆孔時泥漿需要不斷的循環和凈化,故在施工前應對泥漿的循環和凈化做適當布置,設置好制漿池、儲漿池、沉淀池,并用循環槽連接。廢棄泥漿根據現場情況在橋旁設置一儲漿池,作為廢棄泥漿的傾倒場地。
二、鉆孔施工要點
施工機具就位前,必須認真地進行檢修,易損部件籌備足夠的備貨。對施工道路、用水管路、電力路線應綜合考慮布置,以免相互影響;鉆機就位,必須使其底座支持平衡,支墊平衡,支墊物不要壓在護筒上。對于采用沖(抓)鉆具的鉆架必須用纜繩或斜撐予以加固。回旋轉鉆機就位必須用水準尺校核,保證鉆機起重滑輪、轉盤中心、護筒中心在一條垂直線上,偏差不得大于2cm。鉆進過程中,必須每班次進行對中核對,防止位移。鉆進作業必須連貫,不得長時間停鉆;鉆孔過程中,應隨時根據地質情況控制鉆進速度,經常觀察孔內情況,保證護筒內有足夠的水位高度;制作鋼筋骨架要嚴格質量要求,在每節端頭必須加設加固十字撐。骨架入孔力求豎直快速。入孔完畢后,在孔口位置設置觀察筋,用以觀察鋼筋是否上浮;澆筑混凝土之前,應認真檢查起吊設備、繩索、攪拌、運輸、衡器等設備的性能以及水電、道路狀況,對混凝土配合比的各種原材料做到心中有數;澆筑臨近終盤時,排水的泥漿可能會過稠,應進行剔除疏通。認真計算量測澆筑高度,控制好樁頭的預留高度。
三、鋼筋制作和水下混凝土灌注施工要點
(一)鋼筋籠制作和吊裝就位
a、鋼筋進場要驗收,要有質保單,并要求作力學性能試驗和焊接試驗,合格后才能啟用。
b、焊條要有質保單,型號要與鋼筋的性能相適應。
c、鋼筋籠制作嚴格按設計加工,主筋位置用鋼筋定位支架控制等分距離。主筋間距允許偏差±10mm;箍筋或螺旋筋螺距允許偏差±20mm;鋼筋籠直徑允許偏差±10mm;鋼筋籠長度允許偏差±50mm。
d、加頸箍宜設在主筋外側,以加強對鋼筋籠的箍子作用,且不會增加施工難度,主筋一般不設彎鉤。
e、鋼筋籠搬運和吊裝時,應防止變形;安放前需再檢查孔內的情況,以確定孔內無塌方和沉渣;安放要對準孔位,扶穩、緩慢、順直,避免碰撞孔壁,嚴禁墩籠、扭籠。
f、注意鋼筋籠的標高,到達設計位置后應采用工藝筋(吊筋、抗浮筋)固定,避免鋼筋籠下沉或受混凝土上浮力的影響而上浮。
g、鋼筋保護層的厚度為無護壁時70mm、砼護壁時35mm。保護層用水泥砂漿塊制作,當無砼護壁時嚴禁用粘土磚或短鋼筋頭代替(磚吸水、短鋼筋頭銹蝕后會引起鋼筋籠銹蝕的連鎖反應)。墊塊每1.5~2m一組,每組3個,圓周上相距1200,每組之間呈梅花形布置。保護層的允許偏差為±10mm.8.當成孔深度與設計深度不同時,鋼筋籠長度也宜隨之變化,但摩擦樁的鋼筋籠長度可不變。
(二)導管的設立
用裝有墊圈的法蘭盤連接管節,導管應進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。導管連接牢固,接頭封閉嚴密,上下成直線吊裝,位于井孔中央,并在混凝土灌注前進行升降試驗,防止導管卡住。
(三)二次清孔
導管安裝完畢后,再次檢測孔底沉渣,如沉渣厚度超過設計圖紙規定要求, 可通過導管進行二次清孔。
清孔的目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的砼質量及承載力。清孔的方法:換漿清孔。鉆孔完成后不再進尺,繼續循環換漿清渣,直至達到清理沉渣滿足要求(泥漿比重不大于1.05)。另外,還有抽漿清孔和掏渣清孔的方法,可根據實際情況采用適合的方法。清理時注意三點:a.必須保持孔內水頭高度;b.灌注砼前孔底沉淀厚度不大于設計規定;c.不得用加深孔底的方法代替清孔。
(四)灌注水下混凝土
a、灌注混凝土是鉆孔施工的關鍵,灌注前應探測孔底沉淀厚度, 如大于設計厚度應再次清孔, 直到滿足要求為止。
b、混凝土采用自動計量拌合站集中拌和,混凝土運輸車運送。混凝土拌合物應檢查和易性、坍落度等指標,水下灌注混凝土的坍落度采用18cm~22cm。
c、灌注首批混凝土時應注意:導管下口至孔底的距離一般為20cm~40cm;首批灌注混凝土的數量應能滿足導管埋入混凝土的深度不小于1.0m;封底混凝土灌入后,應仔細檢查封底情況,確認封底成功后,進行正常灌注;首批水下混凝土的灌注數量采用公式V≥(πd2/4)h1+(πD2/4)HC確定。
d、灌注要連貫有序地進行,最大限度的縮短拆除導管的時間,當導管內混凝土沒滿時,慢慢地灌,以防止在導管內造成高壓空氣囊,導致混凝土難以下灌或壓漏導管。
e、導管提升時,要保持位置居中,根據導管埋置深度確定導管提升高度,提升后導管埋深不得小于2.0m且不得大于6m。
f、在灌注將近結束時,導管內混凝土柱高度相對減小,導管內混凝土壓力降低,而導管外井孔的泥漿稠度增加,比重增大。若出現混凝土頂升困難,可在孔內加水稀釋泥漿,并掏出部分沉淀物,使灌注工作順利進行。
g、為確保樁頂混凝土質量,混凝土灌注至樁頂設計標高以上1.0m。
h、在灌注時,每根樁應制作不小于2組(6塊)的混凝土試件。
i、高出地面及樁頂以下的井口整體式剛性護筒,在灌注混凝土后立即拔出。
j、混凝土灌注時間不得長于首批混凝土初凝時間,否則應摻入緩凝劑。
樁基施工過程中,遇到不可預期的難題是不可避免的,這就需要工程師及時采取有效的處理措施。對施工中出現問題的分析與處理是否恰當正確,往往影響整個橋梁工程的安全使用、工程造價及工期。對于樁基施工中經常出現的施工質量問題必須在鉆孔過程中及水下混凝土灌注過程中予以防治,只有這樣方能保質保量地完成橋梁樁基的施工任務。
參考文獻:
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