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浅谈ZK中桩基、承台及墩身的施工技术论文
摘要:本文作者结合流溪水道特大桥主桥,墩位于流溪水道内,需采取水中施工技术进行施工。供大家参考,
关键词;施工技术;钻孔桩;承台;墩身
为满足钻孔桩、承台、墩身施工,在主墩位处设水上固定施工平台。钢管桩采用型钢导向架定位、50t履带吊与DZ340震动锤沉桩,贝雷梁在基地场内拼装、现场安装。从栈桥附近桩排开始沉桩、安装主梁、铺设台面,逐渐扩大直至平台施工完毕。用打桩船打钢管桩、起重船安装平台。
一、钻孔平台
(一)平台结构布置
平台为钢管桩基础、贝雷桁架承重梁、型钢分配梁及钢板组成全钢结构。在平台四周安装1.2m高护栏、漏电保护设备及通航指示灯等。
(二)平台施工
1、插打钢管桩
采用履带吊吊装振动锤插打钢管桩。钢管桩采用中600mm开口钢管,基本桩长为10m。50t履带吊停在已施工完成的栈桥桥面,先吊导向架落床就位并固定,后吊装振动锤与桩顶连接,将桩吊垂直后向导向架插桩,慢慢放松吊机钢丝绳,直到桩底落到海床面,并再次检查桩的垂直度。
确定桩位和桩的垂直度满足要求后,开动振动锤振动,控制持续振动时间。
钢管桩打至接桩高度时,拆去振动锤进行接桩,焊接质量经检查合格后重新进行打桩,直至打到设计深度。钢管桩施打时注意控制桩顶标高。
2、铺设上部结构
每两排钢管桩插打就位后,测量管顶标高,在桩顶上焊横梁,用履带吊安装贝雷纵横梁、铺工字钢分配梁及板肋小梁和花纹钢板,完成部分平台安装。再将履带吊移至已完成的平台上,按上述方法,扩大平台安装,直至整个平台完成。
二、钻孔桩施工
在平台上布置1台冲击钻机及配套的泥浆泵、泥浆净化器、泥浆循环系统、空压机及发电机、履带吊等。钢护筒按设计要求在钢结构加工场制作,在贝雷梁上下弦杆及平台上设护筒导向装置,用DzJl20型震动锤打护筒,采用优质膨润土、淡水及添加剂造浆护壁,钢筋笼按18~20m分节加工,孔口安装,自动计量拌和站拌制、输送车运输、导管法灌注水下混凝土。
(一)钻孔准备
平台搭好后,测放桩孔孔位,布置泥浆池,准备钻机进场。并对成孔过程中可能出现的问题,制定周密的应急措施,并做好材料、设备和工具等方面的准备。做好工艺试桩,根据地质情况、施工条件选择合理的施工方法。
(二)钻机选择
根据孔径、孔深及地质条件,选用冲击钻机施工。
(三)埋设护筒
护筒按设计要求委托专业生产厂家生产。钢护筒直径要大于桩径20-40cm,所有护筒顶面标高保证在最高水位以上50cm。
在固定平台上布置导向筒,导向筒内径比护筒外径大20mm,上端固定在“井”字形工字铜上,下端联于贝雷梁上下弦杆上。采用振动法下沉护筒。 (四)泥浆
1、泥浆制备
在钻孔平台上设泥浆搅拌装置,选用优质的膨润土造浆,掺用添加剂改善泥浆性能,提高泥浆质量,泥浆的性能指标满足规范要求。施工时,定时检测泥浆的相对密度、粘度和胶体率,并对其它指标进行抽检。
2、泥浆循环与净化
为保护施工水域环境,不向水域排放泥浆和钻渣,在平台上布置1台ZX-200型泥浆净化器,利用护筒及自制的泥浆罐构成泥浆循环与处理系统,见下图。泥浆、钻渣按业主要求及指定地点进行处理。
泥浆净化与循环处理系统
(五)钻机安装就位
用履带吊配合安装钻机就位,要求钻机就位后底座平稳、钻机顶部的起重滑轮槽、钻头、桩位中心在同一铅垂线上,保证钻孔垂直度;孔口处钻杆中心与桩位中心一致。
(六)钻进成孔
进行拆装钻杆工作,并随时往护筒里补入泥浆,保持护筒口泥浆面标高。一个墩的钻孔桩采用对角线跳钻的方式施工,控制施工间隔时间,避免干扰邻桩混凝土的凝固。
(七)第一次清孔
孔深达到设计标高后,进行第一次清孔,把孔内泥砂、钻渣等沉淀物排出孔外,并向孔内补充稀浆,保持孔内水位,直到测试出浆口的泥浆指标符合钻孔桩检查项目表列规定为止,并要求孔底沉渣厚度不大于200mm。
(八)钢筋笼制安
桩基钢筋笼在钢筋加工场加工,利用拖车运输、履带吊起吊安装。在钢筋骨架上设置强劲的内撑架,防止钢筋骨架在运输和就位时变形。钢筋笼长度大于20米时应分段绑扎,焊接时,先将下段挂在孔口,再吊上第二段进行搭接焊接,逐段焊接逐段下放。
自桩头以下每间隔1.8m沿周边均匀布设4~6个垫块来确保钢筋的保护层厚度。根据设计要求把声测管牢固地连接在钢筋骨架上。
(九)灌注水下混凝土
与普通桩基水下混凝土施工方法相同。
三、承台施工
根据承台底设计标高与河床面标高并考虑冲刷影响,流溪水道主墩承台采用钢吊箱围图法施工。吊箱在桩基施工完毕后,在钢护筒上焊临时支撑牛腿并拆除承台对应的部分钻孔平台,用履带吊组装下扁担粱、底板、侧板及吊箱悬吊系统。吊箱就位前先通过千斤顶将整个吊箱提升20cm,拆除临时牛腿后,用千斤顶下放吊箱就位。吊箱下沉就位后,在箱顶搭架布置多组导管浇注水下封底混凝土。封底混凝土达到设计强度后,抽干围堰内积水、切割钢护筒、修整桩头、绑扎钢筋、布置散热管,用泵车浇注承台混凝土。
(一)吊箱构造
钢围堰的主要功能防止河水侵扰,保证承台施工。钢吊箱由侧板,底板、内支撑及悬吊系统组成。
(二)钢吊箱制造
钢吊箱侧板,底板、内支撑均委托专业生产厂家按图纸要求制造。侧扳分块加工,并通过连接角钢连接,止浆条止水。拼接焊缝焊后需用煤油做渗透检查,确保结构不漏水、不渗水。
(三)箱安装
1、测定桩位
在钻孔桩平台上,用3台经纬仪交会测出桥墩的纵横中心轴线,并测出桩项的中心线及标高。
2、钢帛箱运输拼装
钢吊箱加工完并检验合格后,分批分块运到桥墩安装位置,在平台上进行拼装。拼装顺序由下而上,底板拼装完毕,检查确认无误后,再装侧板。吊箱底板和钢护筒、侧板与底板及侧板各单元模板之间采用定型加工的橡胶条止水。每块板拼装前,在拼接缝板面上涂防水胶一层,厚1~1.5mm,与前一块板用螺栓挤接。所有板拼装完成后,首先在纵缝及水平缝内外侧均匀涂防水胶,然后贴玻璃丝布,最后在玻璃丝布表面再涂防水胶。
3、底板开桩孔
根据测出的桩位换算出承台底板处中心位置,放出比桩外径大10cm的圆孔,将吊箱
底板割成孔洞。先装吊箱底,再安装10cm宽橡胶垫和圆形钢板,焊接分舱隔板和内支撑系统及吊环,然后拼装分块侧板,拼装完成后准备到位下水。
4、安装钢吊箱
在钢护简顶上安装钢塞,尽可能使钢塞顶面达到水平并测出标高,可用钢板调整其高度,使符合设计要求。
钢吊箱项上焊以直径16mm圆钢制成的测量标杆,焊在吊箱纵、横向轴的两个端点上,标杆有一定高度以便观测。
5、钢吊箱下沉
钢吊箱采用精扎螺纹钢做吊带,液压千斤顶做动力,分次下沉就位,钢吊箱下沉示意图见下图。
钢吊箱下沉施工步骤:在护筒顶放置千斤顶垫粱、上扁担梁、吊带和下扁担梁,并使千斤顶处于工作状态i将上扁担的螺母拧于上扁担梁的上翼缘,通过四台千斤顶同步进油顶升使千斤顶将整个吊箱提升10cm,割除临时牛腿;上扁担梁的螺母置于上扁担梁的上翼缘上,垫梁上的螺母向上拧升千斤顶的行程高度;四台千斤顶同步回油,整个吊箱下移,同时将垫粱上螺母锁死;上移上扁担梁的螺母一个千斤顶的行程固定,千斤顶出缸顶紧上移扁担梁,使垫梁上螺母松开:重复垫梁上的螺母向上拧升、下落吊箱、上移上扁担梁等以上步骤,将整个吊箱置于设计位置。
(四)钢筋制作与安装
钢筋在钢筋棚内加工成半成品,汽车运到现场,按设计规格和数量进行绑扎。
(五)混凝土灌注
混凝土在拌台站集中拌合,泵送混凝土至灌注部位。
插入式振捣棒振捣,上层混凝土的浇注振捣要插入下层混凝土8cm左右,插入间隔小于其1.5倍作用半径,边振动边逐渐提高振动棒,避免碰撞钢筋和模板。浇至设计标高后,振捣观察混凝土不再下沉,表面泛浆,水平有光泽即可缓慢抽出振捣棒,防止混凝土内产生空洞。混凝土初凝后用木抹初压,铁抹抹光表面并覆盖养护。
(六)承台混凝土养护
混凝土浇注完成后及时覆盖防止水分过快挥发,混凝土终凝后使用自动喷水系统和喷雾器喷洒淡水,不间断养护,始终保持混凝土表面湿润。
(七)温控防裂措施
大体积混凝土在施工过程中,由于混凝土量大,水泥的水化热热量大,在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况下,在混凝土内部产生较大的温度应力,导致混凝土发生开裂。因此,大体积混凝土施工中的温度控制是防止混凝土开裂的关键。
温控原则:混凝土中心与表面温差不超过25℃;混凝土表面温度与环境空气最低温度差值不超过25℃;冷却水管之间混凝土最高温度与冷却水温度差值不超过25℃。
温控防裂措施:
1、选用低水化热水泥,降低混凝土内部热量:
2、掺加缓凝剂,推迟水化热峰值。
3、降低混凝土入模温度。
4、混凝土浇筑约3~4h后,先按设计标高用长刮尺刮平,后在混凝土初凝前用木蟹打压实,最后用铁抹刀抹光。
5、“内排外保”,减少混凝土内外温差;
“内排”:尽快排出混凝土内部热量,降低混凝土内部温度。浇注混凝土前,预先在混凝土内布置钢管作散热管。混凝土灌注中和灌注后每隔2h换冷水循环散热一次,待混凝土内外温差降至25℃以下停止换水,混凝土达28d后用同标号混凝土将散热管灌实。
外保:在混凝土表面采取保温措施,控制混凝土内外温差及表面与空气温差,避免出现深层裂纹和表面裂纹。
流溪水道主墩承台施工时,以施工好的桩基为依托,采用吊箱围图法施工承台。
四、结束语
关于水中桩基、承台及墩身施工技术其取决于施工环节中的重视程度。施工时要严格按照所采取的决策,严防施工工人采取不当操作,提高其重视程度。保质保量的完成水中作业的任务。
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