淺談橋梁水中樁加固的施工技術(shù)
2015-06-24
1.工程概況
京哈公路是我國南北向干線公路安龍泉互通立交是長春至德惠段公路的第一設(shè)計(jì)段，主線路線起點(diǎn)在安龍泉南側(cè)中日友好水廠附近，起點(diǎn)樁號K1076+453.964，與洋浦大街相接，在K1076+629.616下穿長雙煙鐵路，在鐵路上修建跨線橋一座（24+25.3+35.7+35.7+25.3+24），在K1077+220上跨長圖鐵路，在K1077+582.457處上跨長吉北線，終點(diǎn)與第二設(shè)計(jì)段相接，終點(diǎn)樁號為K1078+500。整項(xiàng)工程包括橋梁工程、道路工程、排水工程、鐵路工程。
2.水中樁基施工平臺施工情況
首先進(jìn)行的是18#墩水中平臺施工，施工時發(fā)現(xiàn)：卵石層結(jié)構(gòu)密實(shí)度高，而且還有漂石，同時因?yàn)槿藶樘蜕硨哟财茐拇螅灰虼嗽谑┕み^程中利用60T振動錘振擊鋼管樁只能振下2.2~2.8m。18#-5樁基φ3.0m的外鋼護(hù)筒利用90T的振動錘也只能振下2.0m左右；利用12m3空壓機(jī)吹砂配合振動錘下振，效果也不佳，且卵石層含漂石，最大只能下沉3m。由于橋位的上、下游都有電站，更大型的船只和起重設(shè)備無法進(jìn)入河中施工；鋼護(hù)筒嵌入卵石層3m太少，不穩(wěn)定，鉆機(jī)沖鉆很容易引起鋼護(hù)筒偏位和坍孔，平臺和施工人員的安全無法保證，因此18#墩的水中平臺雖已搭建好，鉆機(jī)一直無法開鉆。為此水中樁基的施工一度滯后，嚴(yán)重影響了大橋的整體施工進(jìn)度，引起了業(yè)主的高度關(guān)注。
3.承臺、系梁施工技術(shù)
3.1施工順序
施工順序：挖土——樁頭處理——打墊層——綁扎鋼筋——支設(shè)模板——保護(hù)層墊塊——模板加固——澆筑砼——拆模——養(yǎng)護(hù)
3.2施工工藝
（1）基礎(chǔ)開挖
系梁開挖基坑前按照放坡的要求測放出開挖邊線及系梁中線。基坑采用機(jī)械為主人工為輔的方法開挖，用挖掘機(jī)開挖至系梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后人工開挖至系梁底標(biāo)高以下10cm處（開挖時不得擾動基底以下的土層）?；渍胶蠹皶r澆筑10cm厚混凝土墊層。開挖基坑尺寸必須滿足施工要求，深度方向誤差小于20mm，底面不高于設(shè)計(jì)標(biāo)高。支撐采用短樁間斷支撐，擋土板采用木模板。施工時用3m長的鋼管沿基坑周邊打入地下2m，然后在鋼管外加放擋土板，從而防止局部邊坡坍塌。
挖至標(biāo)高的基坑不得長期暴露，擾動或浸泡。系梁開挖到位后要及時驗(yàn)收，符合要求后，應(yīng)立即進(jìn)行下一步施工。
?。?）樁頭鑿除及樁基聲測
開挖基坑完成后，采用機(jī)械鑿除樁頭澆混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，預(yù)留樁頭嵌入系梁內(nèi)的長度，將鋼筋上附著的混凝土清除干凈。并及時對樁基進(jìn)行聲測。樁頭鑿除時要防止損傷樁身混凝土及鋼筋和聲測管。
（3）測量放樣
下部承臺，系梁至墩臺帽各部分開工前，進(jìn)行準(zhǔn)確中線放樣，并在縱橫軸線上引出控制樁，控制鋼筋綁孔和模板調(diào)整，嚴(yán)格控制好各部頂面標(biāo)高。
?。?）鋼筋下料成型及綁孔
鋼筋由鋼筋班集中下料成型，編號堆放，運(yùn)輸至作業(yè)現(xiàn)場，進(jìn)行綁孔。鋼筋均應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)資料方可使用。鋼筋綁扎嚴(yán)格按圖紙進(jìn)行現(xiàn)場放樣綁扎，綁扎中注意鋼筋位置、搭接長度及接頭的錯開。鋼筋綁扎成型后，按要求進(jìn)行驗(yàn)收。
?。?）混凝土養(yǎng)生、拆模及基坑回填
混凝土澆筑完成后系梁頂面要及時進(jìn)行收漿、抹平。當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于2.5MPa后方可拆除系梁模板，模板拆除時要防止損傷系梁棱角和表面。模板拆除前后均要根據(jù)外界環(huán)境條件采取相應(yīng)的養(yǎng)生措施進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時間不少于7天。模板拆除按照結(jié)構(gòu)的不同和砼規(guī)定強(qiáng)度來決定，承臺和系梁達(dá)到強(qiáng)度的50%即可拆模板，墩身和蓋梁底模需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上方能拆除模板。
基坑回填前將鋼筋拉桿沿系梁表面切除，并在鋼筋表面涂刷環(huán)氧樹脂以防生銹?；踊靥钜謱雍粚?shí)，分層厚度不大于30cm,壓實(shí)度不小于93%。
3.3承臺施工方案
3.3.1承臺施工工藝
承臺施工工藝流程如下：測量放線→基坑開挖→破除樁頭→基坑驗(yàn)槽→砼墊層→綁扎鋼筋→安裝模板→澆筑砼→養(yǎng)護(hù)
3.3.2承臺混凝土
由于承臺砼高度較厚屬于大體積砼，在砼澆筑過程中水泥的水化熱較大，砼內(nèi)外散熱不均勻，造成內(nèi)外溫差大，在砼內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，很容易導(dǎo)致砼開裂，采取如下措施防止出現(xiàn)砼開裂。
選用低水化熱水泥，降低砼內(nèi)部熱量。
?。?）摻加粉煤灰，降低水泥用量，減少水泥水化熱。
?。?）降低砼的入模溫度，盡量采用夜間澆筑。
?。?）改善砼的性能和施工工藝，提高砼的抗裂能力。
承臺在砼澆筑過程中，采用全面分層的臺階法澆筑，臺階高度控制在30cm，砼振搗采用ZN50型插入式振搗器。澆筑順序由一端往另一端進(jìn)行，砼應(yīng)連續(xù)澆筑，加強(qiáng)砼的振搗，增加砼的密實(shí)度。
3.3.3承臺混凝土養(yǎng)護(hù)
（1）承臺混凝土澆筑后及時用草衫覆蓋。
?。?）混凝土養(yǎng)護(hù)至少14天。
4.橋臺、墩身施工技術(shù)
灌注樁施工完，待樁周明水退去，樁頭部分土方進(jìn)行人工開挖，人工破樁頭至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，待樁體檢測合格后進(jìn)行橋臺、墩柱施工。
4.1橋臺施工方案
橋臺施工順序：挖土——樁頭處理——打墊層——綁扎橋臺鋼筋——支設(shè)橋臺模板——保護(hù)層墊塊——模板加固——澆筑砼——拆模——養(yǎng)護(hù)
橋臺采用機(jī)械挖土，人工配合，用自御汽車將挖出的土運(yùn)往指定地點(diǎn)，挖土同時處理樁頭，注意控制坑底標(biāo)高，嚴(yán)防超挖，防止地下水涌出。
（2）依據(jù)設(shè)計(jì)要求綁扎橋臺鋼筋，鋼筋交叉點(diǎn)均應(yīng)綁扎牢固。
橋臺鋼筋綁扎
?。?）橋臺背面用木模，外露清水墻面用大竹面模，鋼管支撐。
4.2墩柱施工方案
灌注樁施工完，待樁周明水退去，樁頭部分土方進(jìn)行人工開挖，人工破樁頭至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，待樁體檢測合格后進(jìn)行墩柱施工。由于樁、柱連接處無設(shè)計(jì)內(nèi)容（現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖紙為“初步設(shè)計(jì)圖”），以下方案暫不考慮實(shí)施內(nèi)容，工期部分仍然考慮其影響。
4.2.1鋼筋工程
墩柱施工順序：墩柱鋼筋下料——鋼筋成型——鋼筋綁扎成型——搭架子——吊鋼筋就位固定。
鋼筋的加工綁扎在施工現(xiàn)場，現(xiàn)場設(shè)置鋼筋加工成型機(jī)械，加工場地詳見總平面施工布置圖。
（1）鋼筋下料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)格、形狀的長度截取。
?。?）墩柱鋼筋在地面預(yù)制成型，按所放柱子軸線吊裝就位，采用成品塑料卡控制鋼筋保護(hù)層厚度。
?。?）鋼筋在加工前應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書和試驗(yàn)報告單，并應(yīng)抽取試樣做力學(xué)性能試驗(yàn)。
?。?）若以另一種強(qiáng)度、牌號或直徑的鋼筋代替設(shè)計(jì)中所規(guī)定的鋼筋時，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位做出處理決定。
?。?）鋼筋在施工現(xiàn)場必須按不同鋼種、等級、牌號、規(guī)格及生產(chǎn)廠家分批驗(yàn)收，分別堆存，不得混雜，且應(yīng)設(shè)立識別標(biāo)識。鋼筋在運(yùn)輸過程中，應(yīng)避免銹蝕和污染。鋼筋堆嚴(yán)禁露天堆放，接觸地面應(yīng)墊高。
（6）鋼筋調(diào)直前，鋼筋表面應(yīng)潔凈，泥土、銹鱗等應(yīng)清除干凈。
?。?）鋼筋平直，無局部彎折。
?。?）鋼筋直徑大于25mm的鋼筋，宜采用焊接。
（9）鋼筋焊接前，必須根據(jù)施工條件進(jìn)行試焊，合格后方可正式施焊。
?。?0）焊工必須持證上崗。凡施焊的各種鋼筋、鋼板均應(yīng)有材質(zhì)證明書或試驗(yàn)報告單。
（11）焊條、焊劑應(yīng)有合格證，各種焊接材料應(yīng)分類存放和妥善管理，并采取防止腐蝕，受潮變質(zhì)的措施。
?。?2）受力鋼筋焊接或綁扎接頭應(yīng)設(shè)置在內(nèi)力較小處，并錯開布置，對于綁扎接頭，兩接頭間距不小于1.3倍搭接長度。對于焊接接頭，在接頭長度區(qū)段內(nèi)，同一根鋼筋不得有兩個接頭。
（13）主鋼筋綁扎接頭在受拉區(qū)最大百分率為25%，在受壓區(qū)最大百分率為50%，主鋼筋焊接接頭在受拉區(qū)最大百分率為50%，在受壓區(qū)不限制。
（14）墩柱受力鋼筋間距，允許偏差±20mm；墩柱保護(hù)層厚度，允許偏差±5mm。
5.結(jié)束語
在整個橋梁工程中，水中樁的加固施工面臨著施工任務(wù)重、工期緊的局面，如何確定合理、有效的樁基施工方案對此橋的整體施工進(jìn)度顯得至關(guān)重要。
