公路施组_水泥稳定土基层施工组织设计方案

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水泥稳定土基层

水泥稳定土施工时,必须采用流水作业法,使各工序紧密衔接。特别是要尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。所以在施工时应做延迟时间对强度影响的试验,以确定合适的延迟时间,并使此时水泥稳定土的强度仍能满足设计要求。

水泥稳定土基层的施工方法主要有路拌法和中心站集中拌和(厂拌)法两种。

1.路拌法施工

水泥稳定土路拌法施工与石灰稳定土的施工相似,其工艺流程如图所示。

养 生

经规定时

碾 压

整 形

加水并湿拌

拌和(干拌)

摆放和摊铺水泥

洒 水 预 湿

摊铺选料

粉碎土或运料、

准备下承层

施 工 放 样

接缝和调头处的处理

间闷料

 

水泥稳定土路拌法施工工艺流程

1)准备工作

(1)准备下承层

当水泥稳定土用作基层时,要准备底基层;当水泥稳定土用作底基层时,要准备土基。无论底基层还是土基,都必须按规范进行验收,凡验收不合格的路段,必须采取措施,使其达到标准后,方可铺筑水泥稳定土层。

如底基层或土基已遭破坏,则必须作如下处理:

①对土基必须用12~15t三轮压路机或等效的碾压机械进行碾压检验(压3~4遍)。在碾压过程中,如发现土过干、表层松散,应适当洒水;如土过湿,发生“弹簧”现象,应采取挖开晾晒、换土、掺石灰或粒料等措施进行处理。

②对于底基层,根据压实度检查和弯沉测定的结果,凡不符合设计要求的路段,必须根据具体情况,分别采用补充碾压、加厚底基层、换填好的材料、挖开晾晒等措施,使其达到标准。

③底基层上的低洼和坑洞,应仔细填补及压实,达到平整。底基层上的搓板和车辙,应刮除;松散处,应耙松洒水并重新碾压。

④逐一断面检查土基或底基层标高是否符合设计要求,平整度、压实度、路拱是否符合规定,且应没有任何松散的材料和软弱地点。

应注意在槽式断面的路段,两侧路肩上每隔一定距离(5~10m)应交错开挖泄水沟或做盲沟,以便排出路基积水。

(2)测量

首先是在底基层或土基上恢复中线。直线段每15~20m设一桩,平曲线段每10~15m设一桩,并在对应断面路肩外侧设指示桩。

其次是进行水平测量。在两侧指示桩上用红漆标出水泥稳定土层边缘的设计高。

(3)确定合理的作业长度

确定路拌法施工每一作业段的合理长度时,应考虑如下因素:水泥的终凝时间;延迟时间对混合料密实度和抗压强度的影响;施工机械和运输车辆的效率和数量;操作的熟练程度;尽量减少接缝;施工季节和气候条件。

一般宽7~8m的稳定层,每一流水作业段以200m为宜。但每天的第一个作业段宜稍短些,可为150m。如稳定层较宽,则作业段应该再缩短。

(4)备料

在采备集料前,应先将料场的树木、草皮和杂土和杂土清除干净。采集集料时,应在预定采料深度范围内自上而下进行,不应分层采集,不应将不合格的集料采集一起。

在集料中超尺寸颗粒应予筛除。对于粘性土,可视土质和机械性能确定土是否需要过筛。

(5)计算材料用量

方法同石灰稳定土。

2)集料运输与摊铺

方法与石灰稳定土施工基本相同。

3)拌和

(1)摊铺水泥

在人工摊铺的集料上,用6~8t两轮压路机碾压一遍,使其表面平整,然后按计算的每袋水泥的纵横间距,用石灰或水泥在集料层上做安放每袋水泥的标记,同时划出摊铺水泥的边线。水泥应当日用汽车直接送到摊铺路段,每袋水泥从汽车上直接卸在做标记的地点,检查有无遗漏和多余。运水泥的车应有防雨设备。打开水泥袋,将水泥倒在集料层上,用刮板将水泥均匀摊开。应注意使每袋水泥的摊铺面积相等,水泥摊铺完后,表面应没有空白,但也不过分集中。

(2)干拌

①用稳定土拌和机拌和。拌和深度应达稳定层底。应设专人跟随拌和机,随时检查拌和深度并配合拌和机操作员调整拌和深度。严禁在拌和层底部留有“素土”夹层。应略破坏(约1cm左右)下承层的表面,以利上下层粘结。通常应拌和两遍以上。在最后一遍拌和之前,必要时可先用多铧犁紧贴底面翻拌一遍。直接铺在土基上的拌和层也应避免“素土”夹层。

②在没有专用拌和机械的情况下,也可用农用旋转耕作机与多铧犁或平地机相配合进行拌和。先用平地机或多铧犁(4铧犁或5铧犁)将铺好水泥的集料翻拌两遍,使水泥分布到集料中,但不翻犁到底,以防止水泥落到底部。第一遍由路中心开始,将混合料向中间翻,同时机械应慢速前进。第二遍相反,由两边开始,将混合料向外侧翻,接着用旋转耕作机拌和两遍再用多铧犁或平地机将底部料翻起。随时检查调整翻拌深度,使稳定土层全部翻透。严禁在底部留有“素土”夹层,也应防止过多破坏下承层的表面,通常应翻犁两遍,接着再用旋转耕作机拌和两遍,用多铧犁或平地机再翻犁两遍。

③在没有专用拌和机械的情况下,还可以用缺口圆盘耙与多铧犁或平地机相配合,拌和水泥稳定中粒土和粗粒土。用平地机或多铧犁在前面翻拌,用圆盘耙跟随在后面拌和,即采用边翻边耙的方法。圆盘耙的速度应尽量快,使水泥与集料拌和均匀。共翻拌4遍,开始的两遍不应翻犁到底,以防水泥落到底部。后面的两遍,应翻犁到底,随时检查调整翻犁的深度,使稳定土层全部翻透。

(3)洒水的湿拌

干拌过程结束时,特别是在用农业机械进行拌和的情况,如果混合料含水量不足,洒水车的数量应视水源远近而定,常用的洒水车仅两侧各有一个喷嘴,喷出的水量不均匀,不适宜用作路面施工。应在后面改接一根Φ50mm、长约2m的横向水平钢管,管壁钻三排,Φ4mm的孔眼。洒水车不应使洒水中断,洒水距离应长些,水车起洒处和另一端调头处都应超出拌和段2m以上。洒水车不应在正进行拌和的以及当天计划拌和的路段上调头和停留,以防局部水量过大。洒水后,应再次进行拌和,使水分在混合料中分布均匀。拌和机械应紧跟在洒水车后面进行拌和,尤其在纵坡大的路段上应配合紧密,以减少水分流出。洒水及拌和过程中,应及时检查混合料的含水量,可采用含水量快速测定仪测定混合料的含水量。混合料的最佳含水量也可以在现场人工控制。最佳含水量时的混合料,在手中能紧捏成团,落在地上能散开,并应参考室内击实试验最佳含水量的混合料的状态。水分宜略大于最佳值,稳定粗粒土和中粒土,应较最佳含水量大0.5%~1.0%,稳定细粒土,较最佳含水量大1%~2%,不应小于最佳值,以补偿施工过程中水分的蒸发,并有利于减轻延迟时间的影响。在洒水拌和过程中,还要人工配合拣出超尺寸颗粒,消除粗细颗粒“窝”以及局部过分潮湿或过分干燥之处。拌和完成的标志是:混合料没有灰条、灰团和花面,没有粗细颗粒“窝”,且水分合适和均匀。

4)整形与碾压

同石灰稳定土。

5)接缝和“调头”处的处理

(1)当天两工作段的衔接处,应搭接拌和。第一段拌和后,留5~8m不进行碾压;第二段施工时,前段留下来压部分,要再加部分水泥重新拌和,并与第二段一起碾压。当天其余各段的接缝都可这样处理。

(2)应十分注意每天最后一段末端缝(工作缝)的处理。工作缝隙和“调头”处的处理如下图所示。在已碾压完成的水泥稳定土层末端沿稳定土挖一条宽约30cm的槽,直挖到下承层顶面。此槽与路的中心线垂直,靠稳定土的面应切成直线,而且应垂直向下。将两根方木(长度为水泥稳定土层宽的一半,厚度与其压实厚度相同)放在槽内,并紧靠着已完成的稳定土,以保护其边缘,不致遭第二天工作时的机械破坏。用原挖出的素土回填槽内其余部分。如拌和机械及其他机械必须到已压成的水泥稳定土层上“调头”,应采取措施保护“调头”部分。一般,可在准备用于“调头”的约8~10cm长的稳定土层上,先覆盖一张厚塑料布(或油毡纸),然后在塑料布上盖约10cm厚的一层土、砂或砂砾。第二天,摊铺水泥及湿拌后,除去顶木,用混合料回填。靠近顶木末能拌和的一小段,应人工进行补充拌和。整平时,接缝处的水泥稳定土应较已完成断面高出约5cm,以便将“调头”处的土除去后,能刮成一个平顺的接缝。整平后,用平地机将塑料布上大部分土除去,注意勿刮破塑料布。然后人工除去余下的土,并收起塑料布。在新混合料碾压过程中,将接缝修整平顺。

稳定土层 素土

稳定土层 素土

方木

稳定土层 素土

横向接缝处理示意图

(3)工作缝也可按下述方法处理:在水泥稳定土混合料拌和结束后,在预定长度的末端,按前述方法挖一条横贯全路宽的槽,槽内放两根与压实厚度等厚的方木,方木的另一侧用素土回填至3~5cm长,然后进行整形和碾压。第二天,邻接的作业段拌和结束后,除去方木,用混合料回填,靠近顶木未能拌和的一小段,应人工进行补充拌和。

(4)纵缝的处理。水泥稳定土层的施工应该避免纵向接缝,在必须分两幅施工时,纵缝必须垂直相接,不应斜接,并按下述方法处理:在前一幅施工时,在靠中央一侧用方木或钢模板做支撑,方木或钢模板的高度与稳定土层的压实厚度相同。混合料拌和结束后,靠近支撑木(或板)的一部分,应人工进行补充拌和,然后整形和碾压。在铺筑另一幅时,或在养生结束后,拆除支撑木(或板)。第二幅混合料拌和结束后,靠近第一幅的部分,应人工进行补充拌和,然后进行整平和碾压。

2.中心站集中拌和(厂拌)法施工

水泥稳定土可以在中心站用强制式拌和机、双转轴桨叶式拌和机(卧式叶片拌和机)等厂拌设备进行集中拌和,塑性指数小,含土量少的砂砾土、级配碎石、砂、石屑等集料也可以用自落式拌和机拌和。其施工方法与石灰稳定土厂拌法施工基本相同,不作赘述。但应该注意的是:在摊铺过程中,如中断时间已超过2~3h,又末按横向接缝方法处理,则应将摊铺机附近及其下面末经压实的混合料铲除,并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成一横向(与路线垂直)垂直向下的断面,然后再摊铺新的混合料。

3.养生及路缘处理

1)养生

水泥稳定土基层每一段碾压完成并经压实度检查合格后应立即开始养生,不应延误。但如水泥稳定土分层施工时,下层水泥稳定土碾压完后,过一天就可以铺筑上层水泥稳定土,不需经过7d养生期。但在铺筑土层稳定土之前,应始终保持下层表面湿润。为增加上下层之间的粘结性,在铺筑上层稳定土时,宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。此外,如水泥稳定土用作水泥混凝土路面板的基层,且面板是用小型机械施工的,则基层完成后不需养生就可铺筑混凝土面层。

水泥稳定土基层养生方法如下:

①用不透水薄膜或湿砂进行养生。用砂覆盖时,砂层厚7~10cm,砂铺匀后,应立即洒水,并保持在整个养生期间砂的潮湿状态。也可以用潮湿的帆布、粗麻布、草帘或其他合适的材料覆盖,但不得用湿粘土覆盖。养生结束后,必须将覆盖物清除干净。

②采用沥青乳液进行养生。乳液应采作沥青含量约35%的慢裂沥青乳液,使其能透入基层几毫米深。沥青乳液的用量1.2~1.4kg/m2,宜分两次喷洒。乳液分裂后,宜撒布3~8mm或5~10mm的小碎(砾)石,小碎石约撒布60%的面积(不完全覆盖,但均匀覆盖60%的面积,露黑)。养生结束后,沥青乳液相当于透层沥青。也可以在完成基层上立即(或第二天)做下封层,利用下封层进行养生。

③无上述条件时,可用洒水车经常洒水进行养生,每天洒水的次数应视气候而定。整个养生期间应始终保持稳定土层表面潮湿,不应时干时湿。洒水后,应注意表层情况,必要时,用两轮压路机压实。

除采用沥青养生外,养生期不宜少于7d,如养生期少于7d就已做上承层,则应注意勿使重型车辆通行。若养生期间末采用覆盖等措施,除洒水车外,应封闭交通,若采用了覆盖措施,不能封闭交通时,应限制重车通行,其他车辆的车速不得超过30km/h。

养生期结束后,应立即喷洒透层沥青或做下封层,并在5~10d内铺筑沥青面层。在喷洒透层沥青后,应撒布3~8mm或5~10mm的小碎(砾)石。如喷洒的透层沥青能透入基层,且运料车辆和面层混合料摊铺机在上行驶不会破坏沥青膜时,可以不撒小碎(砾)石。如面层为水泥混凝土时,也不宜让基层长期暴晒开裂。

石灰工业废渣基层

(一)路拌法施工

石灰工业废渣的路拌法施工工艺流程如图所示。

准 备 下 承 层

输摊土

运和铺

输摊粉灰

运和铺煤

输摊石

运和铺灰

缝调处理

接和头处

输摊粒

运和铺料

 

养 生

碾 压

整 形

拌和及洒水

施工放样

 

铺灰合

摊二混料

预拌二灰

石灰工业废渣工艺流程图(路拌法施工)

1、施工准备

(1)准备下承层

当石灰工业废渣用做基层时,要准备底基层;当石灰工业废渣用做底基层时,要准备土基。对下承层总的要求是:平整、坚实、具有规定的路拱,没有任何松散的材料和软弱地点。因此,对底基层或土基,必须按规范规定进行验收。凡验收不合格的路段,必须采取措施,使其达到标准后,方能在其上铺筑石灰工业废渣层。若底基层或土基因开放交通而受到破坏,则应逐一进行找平、换填、碾压等处理,使其达到标准,逐一断面检查下承层标高是否符合设计要求。在槽式断面的路段,两侧路肩上每隔一定距离(如5~10m)应交错开挖泄水沟(或做盲沟)及时排出积水。保证底基层或土基的干燥。

(2)测量

测量的主要内容是在底基或土基上恢复中线。直线段每15~20m设一桩,平曲线段10m设一桩,并在两侧边缘外0.3~0.5m设指示桩,然后进行水平测量。在两侧指示桩上用红漆标出石灰工业废渣边缘的设计高。

(3)备料

①粉煤灰被运到路上、路旁或厂内场地后,通常露天堆放。此时,必须使粉煤 灰含有足够的水分(含水量15%~20%),以防飞场。特别在干燥和多风季节,必须使料堆表面保持潮湿,或者覆盖。如在堆放过程中,部分粉煤灰凝洁成块,使用时, 应将灰块打碎。

②土或粒料的准备。采备集料前,应先将树木、草皮和杂土清除干净。集料中的超尺才颗粒应予筛除。应在预定采料深度范围内自上而下采集集料,不应分层采集,不应将不合格的集料采集在一起。对于粘性土,可视土质和机械性能确定土是否需要地筛。

③石灰的准备。石灰宜选在公路两侧宽敞而邻近水源且地势较高场地集中堆放。预计堆放时间较长时,应用土或其它材料覆盖封存。石灰应在使用前7~10d充分消解。1t石灰消解需用水量一般为500~800kg。消解后的石灰应保持一定的湿度,以免过干飞扬,但也不能过湿成团。消石灰宜过孔径10mm的筛,并尽快使用。

(4)其它

①如路肩用料与石灰工业废渣层用料不同,应采取培肩措施,先将两侧路肩培好。路肩料层的压实厚度应与稳定土层的压实厚度相同。路肩上每隔5~10m应交错开挖临时泄水沟。

②计算材料用量,根据各路段石灰工业废渣层的宽度、厚度及预定的干压实密度,计算各路段需要的干混合料数量。根据混合料的配合比、材料的含水量、以及所用运料车辆的吨位,计算各种材料每车料的堆放距离。

2、运输和摊铺集料

集料运输和摊铺的方法和步骤是:

(1)预定堆料的下承层在堆料前应先洒水,使其表面湿润。

(2)材料装车时,应控制每车料的数量基本相等。

(3)采用二灰混合料时,先将粉煤灰运到路上;采用二灰土时,先将土运到路上;采用二灰粒料时,先将粒料运到路上。在同一料场供料的路段内,由远到近按计算的距离卸置于下承层中间或上侧。卸料距离应严格掌握,避免料不够或过多。

(4)料堆每隔一定距离应留一缺口,材料在下承层上的堆置时间不应过长。

(5)应事先通过试验确定各种材料及混合料的松铺系数。

(6)采用机械路拌时,应采用层铺法,即将先运到路上的材料摊铺均匀后,再往路上运送第二种材料,将第二种材料摊铺均匀后,再往路上运送第三种材料。

在摊铺集料前,应先在末堆料的下承层上洒水,使其表面湿润。然后再用平地机或其它合适的机具将料均匀地摊在预定的宽度上,表面应力求平整,并具有规定的路拱。粒料应较湿润,必要时先洒少量水。第一种材料摊铺均匀后,宜先用两四化建轮压路机碾压1~2遍,然后再运送并摊铺第三种材料。在二种材料层上,也应先用两轮压路机碾压1~2遍,然后再运送并摊铺第三种材料。

3、拌和及洒水

(1)机械拌和时,应采用稳定土拌和机或粉碎拌和机。在无专用拌和机械的情况下,也可采用平地机或多铧犁转耕作机或缺口圆盘耙柏配合进行拌和。采用专用拌和机时,干拌一遍;采用其它机械时,干拌2~4遍。具体拌和方法是:

①用稳定土拌和机拌和两遍以上。拌和深度应直到稳定层底。应设专人跟随拌和机,随时检查拌和深度,严禁在底部留有“素土”夹层,也应防止过多破坏(以1mm左右为宜)下承层的表面,以免影响结合料的剂量以及底部的压实。在进行最后一遍拌和之前,必要时先用多铧犁紧贴底面翻拌一遍,直接铺在土基上的拌和层也应避免“素土”夹层。

②在没有专用机械的情况下,如为二灰稳定中粒土和细粒土,也可用旋转耕作机与多铧犁或平地要相配合拌和4遍。先用旋转耕作机拌和,后跟铧犁或平地机将底部“素土”翻起。再用旋转耕作机拌和第2遍,用铧犁或平地要将底部料再翻起。随时检查、调整翻犁的深度,使稳定土层全部翻透。严禁在稳定土层和下承层之间残留一层“素土”也应防止翻犁过深,过多破坏下承层的表面。

③在没有专用拌和机械的情况下,也可以用缺口圆盘耙与多铧犁或平地机相配合,拌和二灰稳定中粒土和粗粒土(但其拌和效果较差)。用平地机或铧犁在前面翻拌用圆盘耙跟在后面拌和,即采用边翻边耙的方法。圆盘耙的速度应尽量快,使二灰与集料拌和均匀。共翻拌四遍,开始的两遍不应翻犁到底,以防二灰落到底部。后面的两遍,应翻犁到底,随时检查、调整翻犁的深度,使稳定土层全部翻透。

(2)用洒水车将水均匀地喷洒在干拌后混合料上,洒水距离应长些,水车起洒处和另一端调头处都应超了拌和段2m以上。洒水车不应在正进行拌和的以及当天计划拌和的路段上调头和停留,防止局部水量过大。

(3)拌和机械紧跟在洒水车的后面进行拌和。洒水及拌和过程中,应及时检查混合料的含水量,水分宜略大于最佳含水量度1%~2%,尤其在纵坡大的路段上应配合紧密,以减少水分流失。拌和过程中,要及时检查拌和深度,要使石灰工业废渣层全深都拌和均匀。拌和完成的标志是:混合料色泽一致,没有灰条、灰团、花面,没有粗细颗粒“窝”,且水分合适和均匀。对于二灰粒料,应先将石灰和粉煤灰拌和均匀,然后均匀地摊铺在粒料层上,再一起进行拌和。

3、整形与碾压

(1)整形

①混合料拌和均匀后,先用平地机初步整平和整形。在直线段,平地机由两侧向路中心进行刮平。在平曲线段,平地机由内侧向外侧进行刮平。需要时,再返回刮一遍。

②用拖拉机、平地机或轮胎压路机快速碾压1~2遍,以暴露潜在的不平整。

③再用平地机如前述那样进行整形,并用上述机械再碾压一遍。

④对于局部低洼处,应用齿耙将其表层5cm以上耙松,并用新拌和二灰混合料进行找补整平。再用平地机整形一次。

⑤每次整形都要按照规定的坡度和路拱进行。特别要注意接缝处的整平,接缝必须顺适平整。

在整形过程中,必须禁止任何车辆通行。

初步整形后,检查混合料的松铺厚度。必要时应进行补料或减料。二灰土的松铺系数约为1.5~1.7,二灰粒料的松铺系数约为1.3~1.5。人工摊铺石灰煤渣(土)的松铺系数为1.6~1.8,石灰煤渣粒料为1.40。钢渣石灰为1.4~1.6,用机械拌和及机械整形时,松铺系数为1.2~1.4。

(2)碾压

整形后,当混合料处于最佳含水量士1%时,进行碾压。其压实厚度与压实度要求与水泥稳定土相同。如表面水分不足,应适当洒水。

应用12以上三轮压路机、重型轮胎压路机或振动压路机在路基全宽内进行碾压。直线段由两侧路肩向路中心碾压。平曲线段由内侧路肩向向外侧路肩进行碾压。碾压时,后轮应重叠1/2的轮宽;后轮必须超过两段接缝。后轮压完路面全宽时,既为一遍。碾压到要求的密实度为止。一般需碾压6~8遍。压路机的碾压速度,头两遍以采用1档(1.5~1.7km/h)为宜,以后用2档(2.0~2.5km/h)。在道路两侧,应多压2~3遍。

用12~15t三轮压路机碾压时,每层的压实厚度不应超过15cm,用18~20t三轮压路机碾压时,每层的压实厚度不应超过20cm。对于二灰土,采用能量大的振动压路机碾压时,或对于二灰土,采用振动羊足碾与三轮压路机配合碾压时,每层的压实厚度可根据试验适当增加。压实厚度超过上述要求时,应分层铺筑,每层的最小压实厚度为10cm,下层宜稍厚。对于二灰土,应采用先轻型、后重型路机碾压。

严禁压路机在已经完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车,以保证稳定土层表面不受破坏。

碾压过程中,二灰稳定土的表面应始终保持湿润。如表面水蒸发得快,应及时补洒少量的水。如有弹簧、松散、起皮待现象,应及时翻开重新拌和,或用其它方法处理,使其达到质量要求。

在碾压结束之前,用平地机再终平一次,使其纵向顺适,路拱和超高符合设计要求。终平应仔细进行,必须将局部高出部分刮除并扫了路外,对于局部低洼之处,不再进行找补,留待铺筑面层时处理。

5、其它

1)接缝和调头处理

(1)横缝,两工作段的搭接部分,应采用对接式。前一段拌和整平后,留5~8m不进行碾压,后一段施工时,将前段留下末压部分,一起再进行拌和。如第二天接着向前施工,则当天最后一段的末端缝可按此法处理。如第二天不接着向前施工,则当天最后一段的工作缝应按下述方法处理:

①在石灰工业废渣拌和结束后,在预定长度的末端,挖一条横贯全宽的槽,槽内放两根与压实厚度等厚的方木(两根方木加在一起的长度等于铺筑层的宽度),方木的另一侧用素土回填3~5mm长,然后进行整形和碾压。

②继续往前施工时,紧接的作业段拌和结束后,除去顶木,用混合料回填。靠近顶木末能拌和的一小段,应人工进行补充拌和。

(2)纵缝。石灰工业废渣层的施工应该避免纵向接缝,在必须分两幅施工时,纵缝必须垂直相接,其处理方法与石灰稳定土相同。

(3)拌和机械及其它机械不宜在已压成的石灰工业废渣层上调头。如必须在上进行调头;应采取措施(如覆盖10cm厚的砂或砂砾),保护调头部分,使石灰工业废渣表层不受破坏。

2)路缘处理

如石灰工业废渣层上为薄沥青路面,基层每边应较面层层展宽20cm以上。 在基层全宽上喷洒透层沥青或设下封层。最好是满铺沥青面层,也可将沥青面层边缘以三角形向路肩抛出6~10cm。

如设置路缘砖(块)时,必须注意防止路缘砖(块)阻滞路面表面水和结构层中水的排除。

3)在养及交通管理

(1)石灰工业废渣层碾压完成后的第二天或第三天开始养生。通常采用洒水养生法。每天洒水的次数视气候条件而定,应始终保持表面潮湿或湿润。养生期一般为7d。也可借用透层沥青或下封层进行养生。

(2)在养生期间,除洒水车外,应封闭交通。

(3)养生期结束,应立即铺筑面层或做下封层。其要求与石灰稳定土相同。

(4)石灰工业废渣分层施工时,下层碾压完毕后,可以立即在铺筑另一层,不需专门的养生期。

(二)中心站集中拌和(厂拌)法施工

石灰工业废渣混合料可以在中心站用多种机械进行集中拌和。例如,强制式拌和机、双转轴浆叶式拌和机等。也可以用路拌机械或人工在场地上进行分批集中拌和。集中拌和时,必须掌握下列各个要点:土块、粉煤灰块要粉碎;配料要准确;含水量要略大于地佳值,使混合料运到现场、摊铺后碾压时的含水量能接近最佳值;拌和要均匀。

石灰工业废渣的集中拌和流程如图所示。

棚仓料

有料或堆

煤或渣

粉灰煤

混合料的拌和、摊铺、碾压、养生及其它问题的外理与石灰稳定土相同。

棚仓料

有料或堆

手推车或装载

机定比例进料

沥干或洒水

强制式拌

和机或双转

轴浆叶式拌

和要或自落

式拌和机

(用于含粘

土的粒料)

下 料 斗

 

石 灰

出料

皮带运输机

充分消解

手推车或装载

机定比例进料

下 料 斗

细土或粒料

料 堆

下 料 斗

符合规定

技术要求

手推车或装载

机定比例进料

石灰工业废渣集中拌和工艺流程

水泥混凝土路面小型机具施工

水泥混凝土路面小型机具施工工序为:(1)选择拌和场地;(2)备料和混合料配比调整;(3)测量放样;(4)基层检验和整修;(5)支立模板和安设钢筋(拉杆和传力杆);(6)拌和混凝土;(7)运输混凝土;(8)摊铺混凝土;(9)振捣混凝土;(10)提浆、刮平;(11)铺放过滤布与气垫薄膜吸垫;(12)真空处理;(13)机械抹平;(14)机械抹光;(15)表面制毛;(16)机械锯缝;(17)拆模;(18)填缝;(19)养护;(20)开放交通。

一、施工准备工作

施工前的准备工作包括选择混凝土拌和场地,材料准备及质量检查,混合料配合比检验与调整,基层的检验与整修等项工作。

(一)选择混凝土拌和场地

根据施工路线的长短和所采用的运输运工具,混凝土可集中在一个场地拌制,也可以在沿线选择几个场地,随工程进展情况迁移。拌和场地的选择首先要考虑使运送混合料的运距最短。同时拌和场还要接近水源和电源。此外,拌和场应有足够的面积,以供堆放砂石材料和搭建水泥库房之用。

(二)材料准备及其性能检验

根据施工进度计划,在施工前分批备好所需要的各种材料(包括水泥、砂、石料及必要的外加剂),并在实际使用时核对调整对已选备的砂和石料抽样检测含泥量、级配、有害物质含量、坚固性;对石子还应抽检其强度、针片状颗粒含量和磨耗等。如含泥量超过允许值,应提前1~2d冲洗或过筛至符合规定为止,若其它项不符合规定时,应另先料或采取有效的补救措施。

已备水泥除应查验其出厂质量报告单外,还应逐批抽验其细度、凝结时间、安定性及3d、7d和28d的强度等是否符合要求。为节省时间,可采用2h压蒸快速测定方法测定推算。受潮结块的水泥禁止使用,另外,新出厂的水泥至少要存放一周后可使用。外加剂按其性能指标检验,并须通过试验判定是否适用。

(三)混合料配合比检验与调整

混凝土施工前必须检验其设计配合比是否合适,如不合适,应及时调整。

(1)和易性(工作性)检验与调整。按设计配合比取样试拌,测定其工作性(或坍落度),必要时还应通过试铺实地检验。

(2)强度的检验。按工作性符合要求的配合比,成型混凝土抗弯拉及抗压试件,养生28d后测定强度,或压蒸4h快速测定强度后推算28d强度。强度较低时,可采用提高水泥标号、降低水灰比改善集料级配等措施。

除进行上述检验外,还可以选择不同用水量、不同水灰比、不同砂率或不同集料级配等配制混合料,通过比较,从中选出经济合理的方案。施工现场砂和石子的含水量经常变化,必须逐班测定,并调整其实际用量。

(四)基层检验与整修

  1. 基层检验

基层的宽度、路拱与标高、表面平整度、厚度和压实度等,均须检查其是否符合规范要求。如有不符之处,应予整修。在工程实践中,要求基层完成后,应加强养护,控制行车,使其不出现车槽。如有损坏应在浇筑混凝土板前采用相同材料修补压实,严禁用松散粒料填补。对半刚性基层。要注意把握整修时间,过迟难以整修且很费工。对加宽的部分,新旧部分的强度应一致。若在旧砂石路或沥青路面上铺筑混凝土路面时,所有旧路面的坑洞、松散等损坏,以及路拱横坡或宽度不符合要求之处,均应事先翻修、调整、压实。

2.测理放样

测理放样是水泥混凝土路面施工的一项重要工作。首先应根据设计图纸放出中心线及边线,设置胀缝、缩缝、曲线起迄占和纵坡转折点等桩位,同时根据放好的中心线及边线,在现场核对施工图纸的混凝土分块线。要求分块线距窨井盖及其它公用事业检查井盖的边线保持至少1cm的距离,否则应移动分块线的位置。放样时为了保证曲线地段中线内外侧车道混凝土块有较合理的划分,必须保持横向分块线与路中心线垂直。对测量放样必须经常进行复核。包括在浇捣混凝土过程中,要做到勤测、勤核、勤纠偏。

  1. 安设模板

基层检验合格后,即可安设模板。模板宜采作钢模,长度3~4m,接头处应有牢固拼装配件,装拆应简易。模板高度应与混凝土面层板厚度相同。模板两侧铁钎打入基层固定。模板的顶面与混凝土板顶面齐平,并应与设计高程一致,模板底面应与基层顶面紧贴,局部低洼处(空隙)要事先用水泥浆铺平并充分夯实。无钢模时,也可采用木模,但厚度宜在5cm以上。

模板安装完毕后,宜再检查一次模板相接处的高差和模板内侧是否有错位和不平整等情况,高差大于3mm或有错位和不平整的模板应拆去重新安装。如果正确,则在内侧面均匀涂刷一薄层油或沥青,以便拆模。

二、混凝土的拌和与运输

  1. 混凝土拌和

混凝土必须采用机械搅拌。搅拌站应合理布置拌和机和砂石、水泥等材料的堆放地点。力求提高拌和机生产率。搅拌机的容量应根据工程量在大小和施工进度配置,同时,施工工地宜有血备用的搅拌机和发电机组。

拌制混凝土的供料系统应尽量采用配有电子秤的自动计量设备,有困难时,最低限度也要采用集料箱加地磅的计量方法 ,而体积计量法难于达到计量准确的要求,应停止使用。采用自动计量设备时,在每天开始拌和前,应按混凝土配合比要求。对水泥、水和各种集料的用量准确调试后(特别应根据天气变化情况,测定砂石材料的含水量,以调整拌制时的实际用不量),输入到自动计量的控制存储器中,经试拌检验无误,再正式拌和生产。量配的精确度为:水和水泥:±1%;粗细集料:3%。外加剂应单独计量,精确度为±2%。每一工班至少应检查两次材料量配的精确度,每半天检查两次混合料的坍落度。

搅拌机的装料的顺序宜为:砂、水泥、碎(砾)石,或碎(砾)石、水泥、砂。进料后,边搅拌边加水。搅拌时间应根据搅拌机的性能和拌和物的和易性确定。混凝土拌和物的最短搅拌时间,自材料全部进入搅拌鼓起,至拌合物开始出料止的连续搅拌时间应符合下表的规定。搅拌最长时间不得超过最短时间的三倍。

混凝土拌合物最短搅拌时间

搅 拌 机 容 量 转速(转/min) 搅 拌 时 间 (s)
低流动性混凝土 干硬性混凝土
自由式 400L 18 105 120
800L 14 165 210
强制式 375L 38 90 100
1500L 20 180 240
  1. 混凝土运输

为保证混凝土的工作性,在运输中应考虑蒸发失水和水化失水(指水泥在拌和之后,开始水化反应,其流动度下降),以及因运输的颠簸和振动使混凝土发生离析等。要减小这些因素的影响,其关键是缩短运输时间,并采取适当措施防止水份损失(如用帷布或其它适当方法将其表面覆盖)和离析。

混凝土拌和物可采用自卸机动车运输。当运距较远时,宜采用搅拌运输车运输,混凝土拌和物从搅拌机出料后,送至铺筑地点进行摊铺、振捣、做面,直至浇筑完毕的允许最长时间,由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确定,并应符合下表的规定。若时间超过限值,或者在夏天铺筑路面时,宜使用缓凝剂。

装运混凝土拌和物的过程中,还不应漏浆,并应防止离析。出料及铺筑时的卸料高度不应超过1.5cm。当有明显离析时,应在铺筑时重新拌匀。运送用的车箱在每天工作结束之后,必须用水冲洗干净。

混凝土从搅拌机出料至浇筑完毕的允许最长时间

施工气温(℃) 允许最长时间(h) 施工气温(℃) 允许最长时间(h)
5~1 2 20~30 1
10~20 1.5 30~35 0.75

三、摊铺与振捣

  1. 摊铺

摊铺混凝土前,应对模板的间隔、高度、润滑、支撑稳定情况和基层的平整、润湿情况、以及钢筋的位置和传力杆装置等进行全面检查。

混凝土混合料运送车辆到达摊铺地点后,一般直接倒入安装好侧模的路槽内,并用人工找补均匀,如发现有离析现象,应用铁锹翻拌。

混凝土板厚度不大于24cm时,可一次摊铺。大于24cm时,宜分两次摊铺,下层厚度宜为总厚度的3/5。摊铺的松料厚度,应考虑振实的影响而预留一定的高度。具体数值,根据试验确定,一般可取设计厚度的10%左右。

用铁锹摊铺时,应用“扣锹”的方法,严禁抛掷和搂耙,以防止离析。在模板附近摊铺时,用铁锹插捣几下,使灰浆捣出,以免发生蜂窝。

  1. 安放加强钢筋
  2. 安放钢筋网片

安放钢筋网片时,不得踩踏,应在底部先摊铺一层混凝土拌合物,摊铺高度应按钢筋网片设计位置预加一定的沉落高度。待钢筋网片安装好就位后,再继续浇筑混凝土。若安放双层钢筋网片时,对厚度不大于25cm的板,上下两层钢筋片可事先用架立筋扎成骨架后一次安放就位。厚度大于25cm的,上下两层钢筋网片应分两次安放。

  1. 安放角隅和边缘钢筋

安放角隅钢筋时,应先在安放钢筋的角隅处摊铺一层混凝土拌合物。摊铺高度应比钢筋设计位置预加一定的沉落度。角隔钢筋就位后,用混凝土拌和物压住。

安放边缘钢筋时,应先沿边缘铺筑一条混凝土拌和物,拍实至钢筋设置高度,然后安放边缘钢筋,在两端弯起处,用混凝土拌和物压住。

  1. 振捣

摊铺好的混凝土混合料,应迅即用平板振捣器和插入式振捣器均匀地振捣。平板振捣器的有效作用深度一般为22cm左右。不采用真空脱水工艺施时,宜采用2.2kw的平板振捣器;采用真空脱水工艺施工时,可采用功率较小的平板振捣器。插入式振捣器主要用于振捣面板的边角部、窨井、进水口附近,以及安设钢筋的部位,施工中宜先用频率6000次/min以上的振捣器。

振捣混凝土混合料时,首先应用插入式振捣器在模板边缘角隅等平板振捣器振捣不到之外振一次(如面板厚度大于22cm,则需用插入式振捣器全面顺序插振一次),同一位置不宜少于20s。插入式振捣器移动间距不宜大于其作用半经的1.5 倍,其至模板的距离不应大于其作用半径的0.5倍,并应避免碰撞模板和钢筋。分两次摊铺的,振捣上层混凝土混合料时,插入式振捣器应插入下层混凝土混合料5cm,上层混凝土混合料的振捣必须在下层混凝土拌和物初凝之前完成。其次,再用平板振捣器全面振捣。振捣时应重叠10~20cm。同一位置振捣时,当水灰比小于0.45时,振捣时间不宜少于30s;水灰比大于 0.45时,不宜少于15s,以不再冒气泡并泛出水泥浆为准。

混凝土在全振捣后,再用振动梁进一步拖拉振实并初步整平。振动梁往返施拉2~3遍,使表面泛浆,交赶出气泡。振动梁移动的速度要缓慢而均匀,前进速度以1.2 ~1.5m/min为宜。对不平之处,应及进铺以人工补填找平。补填时就用较细的混合料原浆,严禁用纯砂浆填补,振动梁行进时,不允许中途停留。牵引绳不可过短,以减少振动梁底部的倾斜,振动梁底面要保持平直,当弯曲超过2mm时应调查或更换,下班或不用时,要清洗干净,放在平整处(必要时将振动梁朝下搁放,以使其自行校正平直度),不得暴晒或雨淋。

最后再用平直的滚杠进一步滚揉表面,使表面进一步提浆并调匀。滚杠的结构一般是挺直的、直经75 ~100mm的无缝钢管,在钢管两端加焊端头板,板内镶配轴承,管端焊有两个弯头式的推拉定位销,伸出的牵引轴上穿有推拉杆,其构造见图8-3。这种结构既可滚拉又可平推提浆赶浆,使表面均匀地保持5~6mm左右的砂浆层,以利密封和作面。设有路拱时,应使用路拱成形板整平。

如发现混凝土表面与拱板仍有较大高差,应重新补填找平,重新振滚平整。最后挂线检查平整度,发现不符合之处应进一步处理刮平,直到平整度符合要求为止。

四、真空脱水

真空脱水工艺是混凝土的一种机械吸水方法,被国外列为70年代混凝土施工4项新技术之一。目前,国内混凝土施工中也广泛推广使用此技术。由于真空吸水工艺利用真空负压的压力作用和脱水作用,提高了混凝土的密实度,降低了水灰比,从而改善了混凝土的物理力学性能,是解决混凝土和易性与强度的矛盾,减少水泥用量,节省工程投资,缩短养生时间,拉前开放交通的有效措施。同时,由于真空脱水后的混合料含水量减少,使凝固时的收缩量大大减少,有效地防止了混凝土在施工期间的塑性开裂,可延长路面的使用寿命。

  1. 配套机具

真空混凝土路面施工,一般以每一块件为单位,进行浇注摊铺、振动刮平、真空处理、机械抹光与制毛(压纹)4个主要工序的连续流水作业。每一工序周期约为25min,每班可完成18块左右,每一块件的全部操作时间约100min。

以每班浇注3.5 m宽、100~120m长路面为例,每一块件为3.5m×5m×24cm共20~40块,总混凝土量为420~500m3,则需配套机械为:

400L混凝土搅拌机 3台(包括备用1台)

人工小翻斗车 10台(供搅拌上料用)

1t机动翻斗车 10如(包括备用2台)

插入式振捣器 3台(备用棒头3根)

平板振捣器 3台(备用1台)

3.75 m振动梁 2台

切缝机 2台

专用真空泵 2台

气垫薄膜吸垫(3.5m×5m) 4张

真空混凝土试模 1套

抹光机 3台(包括备用1台)

制毛机(压纹机) 1台

  1. 真空脱水工艺

真空脱水工艺主要工序如下。

  1. 检查泵垫

脱水前,打开真空泵机组水箱盖,向真空室和集水室注入清水,使水面与箱内管口相平或略高一些,调节搭扣松紧,盖严箱盖,用3~4mm厚橡胶板堵住进水口,检查泵的空载真空度,泵表位应大于650~700mmHg。再检查连接软管、吸垫表面、粘缝及管接头。如发现有损坏、漏气、阻塞时,要迅速修补或更换。此外,还要检查粘结剂和修补用品以及常用的修理工具是否齐全。

  1. 铺设吸垫

推荐采用V88型新型吸垫,可省去尼龙垫布。并吸均匀。其次,可采用V82型吸垫,它无需塑料网片,仅需尼龙垫片,吸水尚均匀。

推荐采用V88或塑料网格吸垫时,应先铺放尼龙布。要求布面拉平,少绉折,过长时可折叠放置,尼龙布比板面应略小6~8cm(即密封带宽度),气垫薄膜比板南应略小8~10cm。安放时,应用小擦刷沿密封边轻轻扫压一遍,开泵脱水的同时,再拉压一遍,以保证密封效果。如采用用尼龙网格吸垫时,应铺设网片,周边与尼龙布对齐,每网片间还应搭接2~3cm,最后铺上部吸罩,并接通接水桶。

  1. 开泵脱水

开泵脱水,一般控制真空表1min内逐步伸高到400~500mmHg。最高值不宜大于650~700mmHg。如在规定时间(3min)内在到规定的真空度要求时,应立即查找漏气处进行补救。如使用密封带时,一般可略浇些水将密封边湿润,再轻轻扫压一下,如仍不见效,要采取修补或更换等措施。真空处理过程中,要认真记录真空度、脱水时间与脱水量,并观察各处气垫薄膜内水流状况,若发现局部水分移动不畅,可间隙短暂地掀起邻近的密封边,借此渗入少量空气,促使混凝土表层水份移动。当脱水达到规定时间(脱水时间一般为板厚(cm)的1~1.5倍,单位min)要求后或已脱出规定水量(脱水率一般为12%~15%)后,在吸垫四周位置要略微掀起1~2cm,继续抽吸10~15s,以脱水尽作业表面及管路中余水。

卷起吸垫,移至下一块作业面上再继续进行真空脱水。每次吸垫位置应与前次重叠20cm,以防漏吸,造成含水量分布不均。

  1. 注意事项

真空脱水应注意如下事项:

  1. 真空脱水的作业深度不宜超过30cm,混合物的水灰比不宜大于 0.55;

(2)购置滤布和吸垫时应根据混凝土路面板块的大小,选择适当的尺寸。过大或过小都会影响脱水效果;

(3)真空操作人员必须站在自制的“工作桥”上行走,不准随意在吸垫上行走。不准穿硬底带钉的鞋子,最好穿胶鞋或球鞋操作;

(4)脱水时要作好脱水记录,把握好脱水时间和脱水均匀性,防止混凝土出现“弹簧层”和产生裂缝。

(5)吸垫存放或搬移时,应避免与带尖角的硬物接触。卷起或铺放吸垫时,应手拿担棍。以免吸垫损坏。

(6)每班施工完毕,应将吸垫洗干净,并冲净真空泵箱的沉积物,排净存水。

五、表面整修和防滑处理

  1. 表面整修
  2. 真空混凝土面板整修

采用真空工艺时,脱水后还应进行机械抹光、精抹、制毛等工序。

(1)机械抹光,圆盘抹光机粗抹或用振动梁复振一次能起匀浆、粗平及表面致密作用。它能平整真空脱水后留下的凹凸不平,封闭真空脱水后出现的定向毛细孔开口,通过挤压研磨作用消除表层孔隙,增大表层密实度,使表层残留水和浆体不均匀分布现象得到改善,以减少不匀收缩。实践证明,粗体是决定路面大致平整的关键,因此应在3m直尺检查下进行。通过检查,采取高处多磨、低处补浆(原浆)的方法进行边抹光边找平,用3cm直尺纵横检测,保证其平整度不宜大于1cm。应注意的是抹光机进行的方向不同,其效果亦略有不同。顺路方向行进易保证纵向的平整,横路方向行进则纵向平整度效果略逊。

(2)精抹。精抹是路面平整度的把关工序。为给精抹创造条件,可在粗抹后用包裹铁皮的木搓或小钢轨(或滚杠)对混凝土表面进行拉锯式搓刮,一边横向搓、一边纵向刮移。为避免模板不平或模板接头错位给平整度带来的影响,横向搓刮后还应进行纵向搓刮(搓杆与模板平行搓刮),同时要附以3cm直尺检查。搓刮前一定要将模板清理干净。搓刮后即可用3cm直尺于两侧边部及中间三处紧贴浆面各轻按一下,低凹处不出现压痕或印痕不显,较高处印痕较深,据此进行找补精平。每抹一遍,都得用3m直尺检查,反复多次检查直至平整度满足要求为止。精抹找补应用原浆,不得另拌砂浆,更禁止撒水或水泥粉,否则不但易发生泌水现象,延长制毛间隔时间,还会因水灰比的不均匀,致使收缩不均匀。在较高温度下,还会出现表面网裂,路面成形通车后表层破皮脱落。

(3)制毛。制毛是为保持路面的粗糙度,提高路面的抗滑性能,但对路面平整度亦有一定影响。制毛一般采用压纹(或压槽)和拉毛(或拉槽)两种方法,但这两种方法各有利弊。压纹具有向下挤压致密作用,能增强路面的耐磨性,如果掌握得当,纹理顺直均匀(深度一般0.6~1.0mm),比较美观。但纹理深浅均匀性很难掌握,因为它不但与压纹的时间有关,而且还与混凝土真空脱水的均匀性有关。在吸垫的四周,特别是密封带处,由于真空度分布较小,脱水较少,故压纹时间应长些,而吸垫中央部分真空度大,脱水多,所以压纹时间应短一些,这就造成了压纹时间上的矛盾。解决这一问题的办法是:以四周边混凝土适合压纹的时间为准。在板面中央等强度较高的部位,采用在压纹机上加载的办法解决。当混凝土脱水不够,强度较低时,应切忌压纹,否则在相邻两压纹机之间的路面上很容易形成不平整的一条鼓包。拉毛易疏松和破损表层,使表层1~2mm范围内密实度受到影响,不利于路面的耐磨性,但拉毛对平整度会有所改善。采用压纹的路面平整度,一般都不如拉毛的路面平整度好。

2.普通混凝土面板整修

不采用真空脱水工艺时,应用大木抹多次抹面至表面无泌水为止,吸水抹面的各遍间隔时间参见下表。

普通混凝土路面板吸水抹面间隔时间

水泥品种 施工温度(℃) 间隔时间(min) 水泥品种 施工温度(℃) 间隔时间(min)

0 35~45

0 55~70
10 30~35 10 40~55
20 15~25 20 25~40
30 10~15 30 15~25

注:吸水抹面的间隔时间除同施工温度有关外,还受日照、风力、水泥用量等因素的影响,故实际操作时还需根据当时情况而定。

修整时,每次要与上次抹过的痕迹重叠一半。在板面低洼处要补充混凝土,并用3m 直尺检查平整度。

抹面结束后,即可用尼龙丝刷(或拉槽器)在混凝土面层表面横向拉毛(槽)。

六、接缝施工

接缝是混凝土路面的薄弱环节,接缝施工质量不高,会引起板的各种损坏,并影响行车的舒适性。因此,应特别认真地做好接缝施工。

(一)纵缝

小型机具施工时,按一个车道的宽度(3.75~4.5m)一次施工,纵向施工缝一般采用平缝加拉杆或企口缝加拉杆的形式。但在道口等特殊部位,一次性浇筑的混凝土板宽度可能会大于4.5m,这就需要设纵向缩(假)缝。纵向假缝一般亦应设置拉杆。

缝纵拉杆应采用螺纹钢筋,设置在板厚的中间。并应避免将脱模剂(如沥青等)涂洒在拉杆上。

纵向施工缝拉杆可采用三种方式设置。第一种是在模板上设孔,立模后在浇筑混凝土之前将拉杆穿在孔内,这种方式缺点是拆模板较困难。第二种是把拉杆弯成直角形,立模后用铁丝将其一半绑在模板上,另一半浇在混凝土内,拆模后将露在已浇筑混凝土侧面上的拉杆弯直。第三种方式是采用带螺栓的拉杆,一半拉杆用支架固定在基层上,拆模后另一半带螺栓接头的拉杆同埋在已浇筑混凝土内的半根拉杆相接。

纵向缩(假)缝施工应预先将拉杆采用门型式固定在基层上,或用拉杆置放机在施工时置入。假缝顶面缝槽用切缝机切缝,缝宽为3~8mm,深为1/4~1/5板厚,使混凝土在收缩时能从此缝向下规则开裂,防止因切缝深度不足引起不规则裂缝。

  1. 横缝
  2. 缩缝

横向缩缝可采用在混凝土凝结后(碎石混凝土抗压强度达到6.2~12.0Mpa,砾石混凝土达到9.0~12.0MPa)钮切或在混凝土铺筑时压缝的方式修筑。压缝法施工方法是:当混凝土混合料做面后,应立即用振动压缝刀压缝。当压至规定深度时,应提出压缝刀,用原浆修平缝槽,严禁另外调浆。然后,应放入铁制或木制嵌条,再次修平缝槽,待混凝土混合料初凝前泌水后,取出嵌条,形成缝槽。由于切缝可以得到质量比压缝好的缩缝,因此,应尽量采用这种方式。特别是高等级公路必须采用切缝法。其施工工艺为:

(1)切缝前应检查电源、水源及切缝机组试运转的情况,切缝机刀片应与机身中

心线成90°角,并应与切缝线在同一直线上。

(2)开始切缝前,应调整刀片的进刀深度,切割时应随时调整刀片切割方向。停止切缝时,应先关闭旋扭开关,将刀片提升到混凝土板面上,停止运转。

(3)切缝时刀片冷却用水的压力不应低于 0.2Mpa。同时应防止切缝水渗入基层和土基。

(4)当混凝土强度达到设计强度的25%~30%,即可进行切割,当气温突变时,应适当提早切缝时间,或每隔20~40m先割一条缝,以防因温度应力产生不规则裂缝。应严禁一条缝分两次切割的操作方法。

(5)切缝后,应尽快灌注填缝料。

这里应指出的是,切割时间要特别注意掌握好,切得过早,由于混凝土的强度不足,会引起粗集从砂浆中脱落,而不能切出整齐的缝。切得过迟,则混凝土由于温度下降和水分减少而产生的收缩因板长而受阻,导致收缩应力超出其抗拉强度而在非预定位置出现早期裂缝。合适的切割时间应控制在混凝土获得足够的强度,而收缩应力并未超出其强度的范围内时。它随混凝土的组成和性质(集料类型、水泥类型和含量、水灰比等),施工时的气候等因素而变化。施工技术人员须依据经验并进行试切后决定。下表为大致的切缝时间范围。

经 验 切 缝 时 间

昼夜平均温度(℃) 常规施工方法(h) 真空脱水作业(h) 昼夜平均温度(℃) 常规施工方法(h) 真空脱水作业(h)
5 45~50 40~45 20 18~21 12~15
10 30~45 25~30 25 15~18 8~11
15 22~26 18~23 30 13~15 5~7
  1. 胀缝

胀缝应与路中心线垂直,缝壁必须垂直,缝隙宽度必须一致,缝中不得连浆。缝隙下部设胀缝板,上部灌胀缝填缝料。传力杆的活动端,可设在缝的一边或交错布置,固守后的传力杆必须平行于板面及路面中心线,其误差不得大于5mm,传力杆的固定,可采用顶头木模固定或支架固定安装两种方法。

(1)顶头木模固定传力杆安装方法。宜用于混凝土板不连续浇筑时设置的胀缝。传力杆长度的一半应穿过端头挡板,固定于外侧定位模板中,混凝土拌和物浇筑前应检查传力杆位置,浇筑时应先摊铺下层混凝土拌和物,并用插入式振捣器振实,并应在校正传力杆位置后,再浇筑上层混凝土拌和物。浇筑卸板时应拆除顶头木模,并应设置胀缝板、木制嵌条和传力杆套管。

(2)支架固定传力杆安装方法。宜用于混凝土板连续浇筑时设置的胀缝。传力杆长度的一半应穿过胀缝板和端头挡板,并应用钢筋支架固定就位,浇筑时应先检查传力杆位置,再在胀缝两侧摊铺混凝土拌和物至板面,振捣密实后,抽出端头挡板,空隙部分填补混凝土拌和物,并用插入式振捣器振实。

近年来,人们在施工中对该方法作了一些改进,其作法是:预先设置好胀缝板和传力杆支架,并预留好滑空间,为保证胀缝施工的平整度以及施工的连续性,胀缝板以上的混凝土硬化后用切缝机按胀缝的宽度切两条线,待填料时,将胀缝板以上的混凝土凿去,这种方法,对保证胀缝施工质量特别有效。

  1. 施工缝

施工缝宜设设于胀缝或缩缝处,多车道施工缝应避免设在同一横断面上。施工缝如设于缩缝处,板中应增设传力杆,其一半锚固于混凝土中,另一半应先涂沥青,允许滑动。传力杆必须与缝壁垂直。

  1. 接缝填封

混凝土板养护期满后应及时填封接缝。填缝前必须保持缝内清洁,防止砂石等杂物掉入缝内。常用的填缝方法有灌入式和预制嵌缝条填缝两种。

七、养生及拆模

  1. 养生

混凝土表面修整完毕后,应进行养生,使混凝土板在开放交通前具备足够的强度和质量。养生期间,须防止混凝土的水分蒸发和风干,以免产生收缩裂缝;须采取措施减少温度变化,以免混凝土板产生过大的温度应力;须管制交通,以防止人畜和车辆等损坏混凝土板的表面。

混凝土板的养生,可根据施工工地的情况及条件,选用湿治养生、喷洒成膜材料养生等方法。其养生时间按混凝土抗弯拉强度达到3.5Mpa以上的要求试验确定。通常,使用普通硅酸盐水泥时约为14d,使用早强水泥时约为2d,使用普通硅酸盐水泥时约为14d。

在养生初期,为减少水分蒸发,避免阳光照射,防风吹和暴雨等,可以用活动的三角形罩棚将混凝土板全部遮起来。

  1. 湿治养生

湿治养生由三个时期组成:防护层润湿期、保证混凝土凝固的蓄能期和含水量逐渐降低不产生收缩应力的终结期。

润湿期宜用草袋(帘)等,在混凝土终凝后覆盖于板的表面,每天均匀洒水,保持潮湿状态,但注意洒水时不能有水流冲刷。蓄能期内,每天对含水材料润湿2~3次;在昼夜温差大的地区,混凝土板浇筑3d内应采取保温措施,防止混凝土板产生收缩裂缝。终结期内,必须保证混凝土逐渐失水,与周围环境温度保持平衡。

混凝土板在养生期间和填缝前,应禁止车辆通行,在达到设计强度的4%以后,方可允许行人通行。养生期满后方可将覆盖物清除,板面不得留有痕迹。

  1. 喷洒成膜材料养生

喷洒成膜材料养生是将几种化工原料按一定比例配制成油状溶液,用喷洒机具喷(或刷)在混凝土表面溶液中挥发物挥发后形成一层较坚韧的纸状薄膜,利用薄膜不透水的作用,将混凝土中的水化热和蒸发水大部分积蓄下来自行养护混凝土的方法。这种方法可节约用水,在干旱地区或施工用水困难地区较为适用。目前常用的成膜材料有过氯乙烯树脂和氯偏乳液两种。

  1. 拆模

拆模时间应根据气温和混凝土强度增长情况确定,采用普通水泥时,一般允许拆模时间见下表。

拆模应仔细,不得损坏混凝土板的边、角、尽量保持模板完好。拆模后不能立即开放交通,只有混凝土板达到设计程度时,才允许开放交通。当遇特殊情况需要提前开放交通时,混凝土板的强度应达到设计强度80%以上,其车辆荷载不得大于设计荷载。

混凝土板允许拆模时间

昼夜平均气温(℃) 允许拆模时间(h) 昼夜平均气温(℃) 允许拆模时间(h)
5 72 20 30
10 48 25 24
15 36 30以上 18

注:①允计拆模时间,自混凝土成形后至开始拆模时计算;

②使用矿渣水泥时,允许拆模宜延长50%~100%。

桥 梁 施 工

一、下部结构

1.钻孔灌注桩施工工艺

⑴先填写书面开工申请报告,经监理工程师批准后方可开工。

⑵以监理工程师签认的导线点为基准点,用红外线测距仪放样。

⑶准确放出桩位后埋设护筒,经监理工程师复核无误后,用经纬仪引出桩位控制桩。

⑷钻孔拟采用回旋钻。钻机就位首先安装好钻架及起吊系统,将钻机调平。钻杆位置偏差不得大于2厘米,钻进中经常检查转盘,如有倾斜或位移,及时调整纠正。钻孔所用泥浆现场调制,储存在泥浆池中备用。钻进过程中要检查孔径和垂直度等并做好钻孔记录。

⑸清孔:钻孔深度符合设计要求后,迅速通知监理工程师验孔,合格后立即进行清孔。清孔采用换浆法。

⑹安设钢筋笼:钢筋笼按照设计图纸在钢筋班集中下料现场成型,根据需要长度分成2-3节,钢筋笼要焊接牢固,吊孔结实,主筋、箍筋位置准确。钢筋笼标高偏差不得大于±5厘米。

⑺灌注水下砼采用拌合楼拌制,罐车运输,并输送至导管内。灌注前首先安装好导管。安装导管时应将连接螺栓对称拧紧,防止漏气。导管应随安装随放入孔中,直到导管底口距孔底40厘米左右为宜,然后安装好漏斗和提板软垫。

砼应严格按照批准的配合比进行拌合,拌合时严格控制材料计量、拌合时间、准确的砼水灰比、和易性和坍落度。

砼灌注时,计算好首批砼数量,保证将导管底口封住。正常灌注后,严禁中途停工。灌注时要经常探测砼面的高度,计算导管埋深,指挥导管的提升和拆除,作好记录。导管埋深应控制在3-6米,最大埋深不能超过8米。砼灌到最后,预留不小于50厘米的桩头,以确保桩顶砼质量。灌注时,做好砼试件,以便检验砼强度。

⑻当桩身砼强度达到80%以上时,即可开挖桩头凿除多余部分,使桩顶砼表面符合要求。

2.系梁、承台施工工艺

⑴基础开挖

先初步放样,划出系梁和承台边界,用机械配合人工开挖,人工清理四周及基底。对基底进行夯实,然后按图铺设砼垫层。

⑵测量放样

下部承台,系梁至墩台帽各部分开工前,进行准确中线放样,并在纵横轴线上引出控制桩,控制钢筋绑孔和模板调整,严格控制好各部顶面标高。

⑶钢筋下料成型及绑孔

钢筋由钢筋班集中下料成型,编号堆放,运输至作业现场,进行绑孔。钢筋均应有出厂质量证明书或试验资料方可使用。钢筋绑扎严格按图纸进行现场放样绑扎,绑扎中注意钢筋位置、搭接长度及接头的错开。钢筋绑扎成型后,按要求进行验收。

⑷支模板

承台和系梁模板均采用万能组合钢模拼装,用槽钢或角铁做肋。底口、中部、上部均用φ20对拉螺杆,外侧用方木支撑固定。墩身采用工厂加工的定型钢模板。

盖梁、台帽模板均采用大尺寸钢模板。

模板拼装时严格按照设计图纸尺寸作业,垂直度、轴线偏差、标高均应满足技术规范规定。

盖梁、台帽施工中,及碗扣式支架做支架基础,支架支撑于系梁或承台上。支架顶用工字钢作横梁,上面铺设底模,然后进行侧模的拼装工作。

⑸浇注砼

钢筋、模板经监理工程师检查合格后,开始浇注砼。砼采取集中拌合,罐车运输。拌合中严格控制材料计量,并对拌合出的砼进行坍落度测定。

承台、系梁、墩台柱和墩台帽均采用吊车吊斗浇注。浇注中控制好每层浇注厚度,防止漏振和过振,保证砼密实度。砼浇注要连续进行,中间因故间断不能超过前层砼的初凝时间,砼浇注到顶面,应按要求修整、抹平。

⑹养生

砼浇注后要及时覆盖养生,经常保持砼表面湿润。

⑺模板拆除按照结构的不同和砼规定强度来决定,承台和系梁达到强度的50%即可拆模板,墩身和盖梁底模需达到设计强度70%以上方能拆除模板。

模板拆除时要小心按顺序拆卸,防止撬坏模板和碰坏结构。

二、上部结构

1.后张法预应力空心板梁

⑴空心板梁预制施工工艺

①首先规划预制厂地,平整压实,处理好场地地基,按设计图纸铺设板梁底模。

②由钢筋班按图纸下料,制作钢筋,运到现场,在底板上按设计位置绑扎。

③波纹管用机械卷制,按设计长度连接,接头处用胶带缠牢,防止漏浆,按设计位置安放并牢牢固定。

④板梁蕊模采用定购橡胶蕊模,内充空气,用定位钢筋将其固定。

蕊模安放前要进行充气检查,保证不漏气。

⑤模板采用大型钢模板整体拼装,模板侧模应支撑牢固,尺寸准确,保证顺直,上、下都要用螺栓拉牢,保证不变形,不漏浆。

⑥板梁砼采用500L以上强制式拌合机现场拌制,小翻斗车运输,人工输送入模,浇注砼时应注意浇注顺序和厚度,振捣时应避开波纹管和橡胶蕊模,防止因振捣不当而使胶囊上浮、变形。板梁砼浇注后应进行收浆抹面,并在定浆后进行二次抹面、拉毛。

⑦掌握好抽出蕊模的时间,及时将橡胶蕊模抽出洗净。

⑧板梁浇注后及时覆盖养生,保证砼的湿度。

⑨到一定强度后拆除模板,砼强度达到100%时穿钢绞线,用两端张拉法进行张拉,用校正好的千斤顶张拉,张拉顺序如下:

0→初拉力→1.05FK (持荷5分钟)→FK FK为张拉力

张拉采用应力和伸长量双控。当伸长量超过设计值6%时,应松张预应力,查明原因重新张拉。张拉初值控制在10-25%之间,取10%为拉力,预应力钢材伸长量为初拉力以后测得的伸长量,加初应力时推算伸长值。如有滑丝、继丝应按规范规定处理。

压浆机应能制造合格稠度的水泥浆,压浆机必须能以0.7MPa的常压连续作业。压浆停止时,压浆机要照常循环并搅拌。在泵的全部缓冲板上应装上1.0mm标准孔的筛式滤净器。压浆孔道应保持压力。压浆必须充满所有的波纹管。

按要求封锚,到强度后即可起吊出底模板。

⑵预应力空心板梁安装

吊装前对桥位现场进行认真地平整压实。

板梁安装采用2台30t吊车,两端同时吊装,用拖挂车运输。板梁安装注意梁体位置摆放准确,支座安装正确,并使支座与板梁接触密实牢固。

⑶桥面铺装

①桥面铺装前需现浇板梁间接缝砼并连接钢索张拉压浆后,才能进行桥面施工。

②绑扎桥面钢筋网,测量桥面控制标高,支模板,空压机清理板梁上杂物,并洒水湿润板梁。

③桥面铺装为连续钢筋混凝土,砼在拌和站集中拌和,罐车运输,泵车输送至桥面,插入式振捣器和平板振捣器振捣,行夯刮平。

④桥面铺装要控制好桥面砼标高和平整度,误差不大于±10mm,施工中在桥面钢筋上安放行夯钢管轨道,每隔三米测量一控制点,确保桥面标高,平整度和横坡度,桥面砼一定要进行二次收浆、拉毛,及时喷洒养生剂或其他方式养生以防开裂。

2.现浇钢筋砼箱梁

第 合同段共有现浇箱梁 座,均为钢筋混凝土现浇箱梁。

⑴钢筋混凝土箱梁施工工艺

①基础处理:箱梁施工前,首先将桥跨处场地推平、碾压,压实度达到95%以上,个别软弱地基填以灰或砂砾,分层夯实,确保地基承载能力200KN/平方米。然后根据支架设计间距放出支架基础位置,上铺5厘米细砂,在细砂上沿横桥向铺设钢板桩,钢板桩口朝上,做为支架条形基础。

②箱梁模板支架采用碗扣式满堂支架,支架在纵向每隔1.2米布设一道,横桥向在底板处间距1.3米,腹板下0.3米,翼缘板处1.5米。支架下部为螺旋调整底杆,顶端为螺旋调整顶托,长度分别为50厘米。碗扣支架搭设后,均有纵横向连杆,保证支架结构稳定。支架顶端用50型轻轨做为横梁。

③箱梁底模采用钢柜架式大型底模,上镶4厘米木板,木板上铺2毫米厚钢板,在支架搭设好后,根据桥轴线对支架进行调整,然后安装箱梁底模,并进行轴线和标高调整,均满足要求后再安装箱梁侧模板,侧模板从梁一端顺序安装,要求接缝严密,相邻模板接缝平整。箱梁侧模板采用柜架上镶高强防水胶合板,以确保箱梁外观质量,箱梁内模均采用木支架,组合钢模板和木模板拼装。

④支架、模板预压:用相当于浇筑段箱梁重量的80%对支架模板进行预压,以消除支架体系的非弹性压缩。待此非弹性压缩稳定后即撤除预压。

⑤钢筋由钢筋班下料成型,先绑扎底板钢筋,再绑扎横隔板和腹 板钢筋,绑扎定位牢固后,支内腹板模板和堵头模板,经驻地监理工程师中间检查合格后,方可浇筑砼。

⑥第一次浇注砼至腹板与翼缘板接合处,是指底板、腹板和横隔板的砼,砼在浇注中,采用拌合楼集中拌制、6立方米罐车运输,砼泵车输送入模,插入式振捣器振捣,在浇注腹板时,要掌握好浇注厚度,浇注顺序由一端向另一端斜坡式浇注,振捣时要控制好时间,不要振坏模板。和翼缘板接合处要抹平,使二次浇注接头整齐美观。浇注后应及时养生。

⑦拆除内腹板模板,安装箱顶板底模,结构体系为钢(木)支撑组合钢模,在顺桥向每箱室零弯距点外顶板上予开一天窗,以便拆除和取出箱体顶板底模。

⑧绑扎顶板钢筋,设置控制砼面顶面标高点,经驻地监理工程师检查合格后,浇注第二次砼。浇注顶板砼时在顶板钢筋上布设行夯轨道,控制顶板标高,顶板表面一定要进行二次收浆抹面,拉毛,及时养生,防止大面积裂缝。

⑨在箱梁砼达到80%设计强度以后,拆除内外模板支架体系。最后对于天窗采用吊模板,焊接钢筋网,用砼封死天窗口。

3.后张法预应力T梁

第 合同段预应力T梁桥,为减少运输拟在桥头设预制厂。

⑴梁预制

①首先规划预制场地,平整压实,处理好场地地基,按设计要求铺设底模,并在底模两侧埋设支撑模板的锚桩。

②由钢筋班按图纸下料,制作钢筋,运到现场,在底板上设计位置绑扎。

③波纹管用机械加工好,按设计长度连接,接头处用胶带缠牢,防止漏浆,按设计位置安放并牢固定位。

④模板采用工厂加工钢模板整体拼装,并在模板上设计安装附着式振捣器,上下口用螺栓拉紧,侧模支撑要牢固,尺寸要准确,保证不变形、不漏浆。

⑤T梁砼采用25m3/h强制式拌合站现场拌制,小翻斗车运输,人工输送入模,浇注时应特别注意腹板处的砼浇注,掌握好附着式振捣器和插入式振捣器的振捣,保证不出现蜂窝麻面,不损坏波纹管。梁顶面要进行二次抹面、拉毛,并及时复盖养生。

⑥其它预应力施工各工序与前面介绍的相同。

⑦计划铺设15个底模,加工5套侧模,预应力双龙门架起吊移梁。

⑵T梁吊装

T梁吊装拟采用双导梁、龙门架吊装。其步骤为:

a.根据T梁重量设计导梁和龙门架、蝴蝶架,准备用具雷片拼装导梁和龙门架,导梁长45米。蝴蝶架用型钢加工。

b.根据设计图纸在桥头拼装导梁、龙门架,加工蝴蝶架。

c.在桥孔搭设导梁临时支墩,在墩台两侧搭设跨墩龙门支架。

d.用卷扬机滚筒拖拉导梁就位。

e.在桥头引道和导梁上铺设枕木轻轨。

f.用蝴蝶架托龙门架就位。

g.桥头预制厂用龙门架起吊T梁,装平车,卷扬机拖梁上桥。

h.桥上龙门架起吊,横移就位T梁。

i.导梁位置T梁先吊放在两侧已吊好的梁上。

j.拖移导梁到前方第二孔。

k.安装就位原导梁位置处T梁。

l.铺设桥上枕木、轻轨。

m.用蝴蝶架把龙门架移到第二孔。

n.第二孔吊梁方法现第一孔相同,依此类推。

T梁吊好后要支撑牢固,并连接起来。

⑶桥面铺装

①支桥墩横隔梁和两T梁翼缘板之间的模板,绑孔钢筋,浇注砼。吊梁前现浇处混凝土应凿毛,浇砼前应湿润。

②绑扎桥面钢筋网,测量桥面控制标高,支模板,空压机清理梁上杂物,并洒水湿润梁面。

③桥面铺装为连续钢筋砼,砼在拌和站集中拌合,罐车运输,泵车输送至桥面,插入式振捣器和平板振捣器振捣,行夯刮平。

④桥面铺装要控制好桥面砼标高和平整度,误差不大于±10mm,施工中桥面钢筋上安放行夯钢管轨道,每隔3米测量控制点,确保桥面标高、平整度和横坡度,桥面砼一定要进行二次收浆、拉毛,及时喷洒养生剂以防开裂。

涵洞及通道施工

一、石拱涵(包括拱通道)施工工艺

拱涵施工很重要的工作是按要求备好各种规格的石料才能开工,找好有技术的砌石队伍。

①首先要测量放样,放出控制桩的基础开挖边线。

②用挖掘机开挖基础,严格控制开挖标高,留一部分人工按要求开挖清理。详细放基础线,并请驻地监理检查,做地基承载力试验,符合要求才能砌筑。

③砌块石基础和墙身。要求横平坚直灰浆饱满,每4米左右留一上下贯通的沉缝。

④分层夯实填筑土牛拱,拱顶尽寸准确,最好抹水泥砂浆。

⑤砌块石拱圈,块石规格最好按设计尺寸加工,尤其是端头外露面要细致加工。沉陷缝与墙身基础一致。

⑥做胶泥防水层15厘米,沉陷缝迎水面内填15厘米水泥砂浆,外侧用胶。

⑦砌筑片石侧墙(外露面最好用块石)砌块石路缘石(缘石最好设计好尺寸,外露面细加工)。

⑧清理进出口,放八字墙尺寸,用片石砌筑基础和墙身(外露面最好用块石砌筑)。

⑨砌体砂浆达到设计号的80%时挖土牛,并清理洞底铺砌基础。

⑩洞底和进出口用片石铺砌。洞内部分可以在填土牛以前铺砌。

台后和翼墙后一米内严禁用重型机械压实,可采用人工、电动夯对称分层压实,压实度达95%以上。

按要求勾缝抹面。对于砌体要按时养生,保持砂浆湿润。

二、钢筋砼管涵施工工艺

管涵施工前,首先用经纬仪放出轴线和基础开挖线,用人工或机械开挖,接近设计标高时,再用人工进行清理修整,然后进行基底处理。

基础处理后,用经纬仪准确放出轴线,确定基础平面尺寸支基础模板,经轴线,标高检查无误后,浇注垫层砼。在基础施工时注意横坡和沉降缝的设置。然后养生、拆模。到一定强度采用吊车安装涵管。安装涵管内径平顺,管身应与基础管座接触密实,使管受力均匀。管缝不大于1厘米,并用沥青麻絮填塞。管节沉降缝与基础沉降缝一致,应用沥青麻絮塞实。管外侧接缝应用20号砼箍缝并很好的养生。

基础砼强度达到80%时,支端墙模板,浇注砼。浇注砼时应注意模板支撑牢固及线型美观。端墙砼强度达到70%时,进行灰土分层压实回填。然后做锥坡土体,砌片石,最后要整修交验。

三、箱涵施工工艺

箱涵和盖板施工的不同点是基础处理完后,打砼垫层,支底板模板,绑底板钢筋,浇注底板砼,底板砼强度达到75%时,可绑墙身钢筋,支墙身模板和箱涵顶板底模,绑扎顶板钢筋,经检验合格后浇注墙身和顶板砼,在浇注过程中如有不便施工,可在墙身外侧留窗口,待砼浇至窗口处再封死。顶板砼浇注时要注意二次收浆抹面,并覆盖养生,砼强度达到设计号的80%时才能拆顶板模板。箱涵没有盖板预制,吊装和桥面砼浇注工序,但箱涵模板支撑和砼浇注比较困难,应特别注意模板不沉隐变形和砼浇注质量。

四、通道施工工艺

应用经纬仪放出中线及基础开挖边线,用挖掘机挖基,人工清理基础及边坡,进行基础底基夯实。灰土处理,然后再精确放出基础平面尺寸,支模绑筋,经检验后,浇注砼基础。浇完后养护,拆基础模板。

基础砼强度达到75%时,即可绑扎墙身钢筋,支墙身模板。墙身施工时应注意结合部凿毛、沉降缝的一致。墙身模板采用组合钢模板拼装,钢管肋,模板支好经检查后浇注砼,砼用吊车斗送入模板,插入式振捣器捣密实。浇注时要控制每层厚度为30厘米,持强度达到80%时拆模。盖板集中在预制厂预制,模板采用钢模,盖板预制后在场内编号堆放。盖板养生强度达到设计标号的80%时起吊堆放,并注意堆放支点位置。

台帽上经测量放出准确位置后才能安装盖板。而后浇注桥面砼,桥面砼要严格控制标高,横坡和平整度,并注意覆盖养生。

通道的回填严格按设计图纸和技术规范要求进行,分层夯实至设计标后,再进行搭板和边坡施工。

五、台背回填的施工方法

高速公路能否保持行车平稳、舒适,构造物台背回填质量有时起着很关键的作用。所以根据我们从事高等级公路的施工经验,强调和抓好构造物台背回填是我们高度重视的一道工序。

⒈用于回填的全部材料,应符合技术规范的要求,填料既要能被充分压实,具备良好的透水性,且不含有草根、腐植物或冻土块等杂物。回填石灰土应按要求拌合。

⒉回填应分层填筑,根据压实机型,一般控制在每层填厚不大于10-15厘米,分层填筑应尽量保证摊铺厚度均匀、平顺。在雨季回填时,填筑面应做成3%-4%的坡度,以利于排水。

⒊构造物的回填应遵照两边对称原则。并做到在基本相同的标高上进行,防止不均匀回填造成对构造物的损坏。

⒋基坑的回填,应在排干积水的情况下作业,回填工作应得到监理工程师的同意。靠路基的坡度应当挖成台阶,以便于保证回填质量。

⒌回填前,先与断面上划分回填层次,确定检测频率,填写检测记录。

⒍填筑时要设专人负责,每一构造物谁负责回填要明确。

⒎不同土质应分层填筑,不准混合用。回填土要经过选择,含水量要接近最佳含水量。

⒏回填高度要按设计图规定施工,轻型桥(涵)台,在梁(板)未吊装前,不允许填过允许回填高度。

⒐圆管涵顶部回填土高度必须大于50厘米时方可放行车辆,车辆通过圆管涵时要放慢和避免压坏圆管。

⒑每层回填都要做压实度检验,压实度检验记录必须和填筑高度相等,并保证符合技术规范要求。

3. 桥涵工程

3.1 明挖扩大基础

3.1.1 施工方法

对刚性扩大基础的施工,一般均采用明挖,根据开挖深度、边坡土质、渗水情况及施工场地、开挖方式、施工方法可以有多种选择。

A.放坡开挖

  1. 测量放线:用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线,放出上口开挖边线桩,边坡的放坡率可参照下表:
坑壁土质 坑壁坡度
基坑顶缘无外载 基坑顶缘有外载
砂类土 1 :1 1 :1.25
碎石、卵石类土 1 :0.75 1 :1
亚粘土 1 :0.6 1 :0.75
软岩 1 :0-0.25 1 :0.33
硬岩 1 :0 1 :0

 

为避免雨水冲坏坑壁,基坑顶四周应做好排水,截住地表水,基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求,渗水的土质,基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm,便于设置排水沟和安装模扳,其它情况可放小加宽尺寸,不设基础模板时,按设计平面尺寸开挖。

  1. 开挖作业方式以机械作业为主,采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机(反铲)斗容量根据上方量和运输车辆的配置可选择0.4~0.1立方米,控制深度4一6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土,以免塌方和影响施工。
  2. 基坑开挖前,依据设计图提供的勘探资料,先估算渗水量,选择施工方法和排水设备,采用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50一100cm,以降低地下水位保持基底无水,抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵,采用人工降低地下水位。

井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层,不能用直接排水法的情况下。降低地下 水位效果较好。

图3-1为井点法施工示意图。在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管,通过水泵从中抽水引起地下水位的下降,由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降,在施工过程中不断抽水,使基坑保持干燥无水。

4.基坑开挖应连续施工,避免晾糟,一次开挖距基坑底面以上要预留20一30cm,待验槽前人工一次清除至标高,以保证基坑顶面坚实。

5.坑壁的支撑

坑壁的支撑方式可选以下几种:

  1. 档扳支撑:适用于基坑断面尺寸较小,可以边挖边支撑的情况,档板可竖或横立,板厚5一一6cm,加方木带,板的支撑用钢、木均可。
  2. 喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法,在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼,厚度一般为5-10cm(或特殊设计),砼标号C20,石子粒径0.5-1.5cm,喷射法随着基坑向下开挖1.0一2.0m,即开始喷射砼护壁,以后挖一节喷一节直到基底。
  3. 围堰:在有地表水的地段,开挖基坑应设置围堰,根据施工的不同环境,水文情况,围堰可以采用上围堰、草(麻)袋围堰、木板或钢板桩围堰等多种型式,施工时应注重充分利用当地材料和现有设备,尽可能缩短工期,提高工效,保证安全。要求堰顶面至少高出施工期最高水位0.5一1.0m,围堰应尽量减少压缩河床断面,要满足强度和稳定的要求。各类围堰简述如下:
  4. 土围堰适用于水深在2.0m以内,流速小于0.5m/S的情况下,围堰易采用松散的粘性土填筑,堰顶宽一般为1-2m,临水面边坡1:2一1:3,堰内最小边坡l:1,坡角距基坑边不小于1.0m,筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物,填土出水面应分层夯实。
  5. 草(麻)袋围堰:当水深在2一4m,流速为1一2m/s的情况下,可采用草(麻)袋围堰,袋内装松散的粘性土,装土量为袋容量的1/2一2/3,袋口缝合,土袋上、下层和内、外层应相互错缝,堰顶宽1一2m,外侧边坡l:05一1:1,内侧边坡1:0.5一1:0.2,为减少渗水,增大围堰断面,袋间可填粘土心墙。
  6. 木扳桩围堰:适用于水深在4m以内,河床为砂性土,粘性土,可以打进木扳桩的土层,一般可采用单层木板桩,也可以采用中间夹土的双层木板桩,木板桩承受水压力应通过计算来决定,木板桩的榫口要求接缝密合,减少漏水,扳厚5一25cm不等,木板桩可用锤击法打入,也可采用机械压入,木板桩所承受的水和土力可利用木扳桩的导桩和内层的围囹支撑,打入土层深度根据土质情况而定。
  7. 钢板桩围堰:对于水深在5一6m以上,砂类土、半干硬粘性土、碎石、卵石类土、风化岩等地层深水基础都可以选用,钢板桩围堰强度高,能承受较大的侧压力,插打钢扳桩的顺序一般自上游分头插向下游,依靠导向设备先将全部钢扳桩逐根插打到稳定深度,然后依次插打到设计深度,采用振动桩锤打桩时,要使用桩帽,保护桩头,为避免漏水,钢扳桩的锁日部分应涂以锯沫、黄油混合物,进行密封。

常用围堰适用范围及范围如下:(附图)

  1. 垂直开挖:许多城市立交桥因受场地和行车条件所限,基坑要进行垂直开挖,上口开挖面尺寸基本与基坑下口尺寸相同,为有效的保证基坑侧壁施工中的安全,并承受周边建筑和土产生的侧压力,桥梁基础开挖可选用长螺旋钻孔灌注桩护壁(起挡土墙作用),主要施工方法是:
  2. 施工准备:平整场地,填平夯实,测量放出基础开挖边线及钻孔桩桩位,并打上木桩标志。
  3. 施工工艺流程为:钻孔桩就位--调直钻架杆--对桩位--钻进、出土--停钻(读钻孔度)--提钻--测孔深、检查孔质量--放钢筋笼--浇灌砼。

长螺旋钻孔桩一般桩径为30一80cm,桩长6一15m,其特点是速度快,设备少,除一台钻机外,其余机具工地都可以现场解决,适用于地下水位以上的一般粘性土,砂土、杂填土地段(地下水位以下容易塌孔不宜采用)。

长螺旋钻孔桩主要工作参考如下表

机械名称 电动功率 钻进速度 外型尺寸(m)
履带式LZ型 30 2m/分 8.0*3.2*21.8
汽车式QZ-4型 17 1m/分 7.3*2.65
  1. 基础砼浇注
  2. 重要的基础构造物施工应先浇注大于10cm的砼垫层以便在其上支立模扳、绑扎钢筋,砼垫层也有利于施工排水。
  3. 基础施工时,应加强排水,保持在无水的条件下进行基础钢筋绑扎、模板安装。
  4. 基础砼浇注前,干土基要洒水湿润,湿土基要铺以碎石垫层或水泥砂浆层,石质地基要清除松散粒料,才可浇注基础砼。
  5. 砼浇注应连续进行,当必须间歇时,应在前层砼初凝之前将下层砼浇注完毕。
  6. 在基底渗水严重的基坑中修筑基础,可先浇水下砼封底,待其达到要求强度时,排水清淤凿出新的砼顶面,再进行浇注。
  7. 大体积砼的施工

1.大体积砼具有以下特点:

  1. 砼结构物体积大,需要浇注大量的砼。
  2. 大体积砼常处于潮湿或与水接触的环境条件下,因此除满足强度外,还必须具有良好的。耐久性和抗渗性,甚至耐侵蚀性和抗冲击能力。
  3. 大体积砼强度等级高,水泥用量大,水化热和收缩容易造成结构的开裂。
  4. 大体积砼由于其水泥水化热不容易很快消夫,蓄热于内部,使温度升高较大,因此对温度进行控制,是大体积砼施工最突出的问题。一般当结构物最小尺寸在3m以上,单面散热面积最小尺寸在75cm以上,双面散热在100cm以上,水化热引起的最高温度与外界气温之差大于25OC时,即可视为大体积砼施工。

2.施工准备: (1) 水泥:选用水化热低、初凝时间长的矿渣水泥325#、425#。 (2)砂:选用粗砂或中砂,含泥量<3%。

(3)石子:0.5一3.2cm粒径的碎石或卵石。

(4)外加剂:可选用复合型外加剂和粉煤灰以减少绝对用水量和水泥用量,延缓凝结时间。

(5)施工配合比一般要求,水泥用量控制在300Kg/m3寸以下,泵送砂率在0.4—0.45间,塌落度10一14cm为宜。

(6)夏季施工采用冷却拌和水或掺冰屑的方法,达到降低拌和温度的目的。夏季砂石料堆可设简易遮阳棚,必要时可向骨料喷水。

(7)砼搅拌:加料顺序如下:石子--水泥--砂子--(水+外加剂),为使砼拌合均匀,自全部拌合料倒入搅拌筒中算起,搅拌时间应不少于1.5分钟。

3.砼的浇注

(1)砼必须分层浇注,分层捣实。根据基础不同情况、浇注方案可分为:

a.一次整体浇注:采用全面分层法,即第一层全面浇注完毕后再浇注第二层,每层的间隔时间以砼未初凝为准,如此逐层进行。施工时从短边开始,沿长边进行,必要时也可以从中间或二边向中央进行。除此之外还可以选用分段分层和斜面分导的砼浇注方法。施工前,根据基础尺寸、砼数量、初凝时间,分层厚度,选择浇注方法和硅泵、罐车数量及相应的搅拌砼设备能力。如设计要求要敷设冷却水管,应适当增加一些构造钢筋,保证冷却水管有一定的稳定性。

b.分层浇筑:当基础厚度较厚,一次浇筑砼方量过大时,可建议设计单位分层浇筑,分层的厚度0.6—1.5m为宜。分层的目的是通过增加表面系数,以利于砼的内部散热,层间的间隔时间从理论上讲应以砼表面温度降至大气平均温度为好,最小间隔时间应不小于砼内部最高温度出现以后,一般5一14天之间。上层浇筑前,应清除下层砼水泥薄膜和松动石子以及软弱砼面层,并进行湿润、清洗。

4.大体积砼的水化热温度控制

  1. 选用低水化热的矿渣水泥或大坝水泥。
  2. 采用双掺技术,即在硅中掺加高效外加剂和粉煤灰。
  3. 掺加适量缓凝剂,退后凝固时间。
  4. 在高温季节对砼用水、砂、石采取降温措施尽量降低砼入模温度。
  5. 严格控制砼的塌落度,在保证强度的前提下尽量减少水泥用量。

f. 如设计要求在砼中埋设冷却水管,通过冷却降温进出水温差不宜大于10OC,以防止水管周围产生温度裂缝。

g.保持砼内部温度与外界温差<25OC。

5.砼的振捣

使用插入式振捣器,振捣方式可以垂直于砼面插入振捣棒,或与砼面成40一50倾角斜向插入振捣棒,振捣棒的使用要“快插慢拔”,每一个插点振捣时间以20--30s为宜,为保证砼质量最好采用复振措施。

6.砼的养护

砼达到初凝后即开始进行塑料布覆盖,为防止砼脱水开裂,在塑料布上应再双层覆盖草袋,二层草袋迭缝,因一般砼浇筑后第3.4天内部温度最高,以后逐渐降低,所以覆盖的拆除不能过早、过快,一般以10天左右为宜。

7.测温工作

(1)根据基础平面尺寸、厚度的不同情况,合理、经济地布设测温点,并绘制测温布置图。

(2)采用热电隅温度计和玻璃温度计共同测温方式,其敷设间距高度方向50一80cm,平面方向250一500cm。距边角和表面应大于5cm。测温应有专人负责,每4小时一次。注:上海在杨浦、徐浦大桥基础施工中,采用测温仪有XQC一300大型长图自动平衡记录仪和WZG一010铜热电阻温度传感器改装的定时全自动扩展装置进行微机监控。

8.施工准备一一清理和湿润模板一埋设测温装置一确定砼配合比一砼搅拌一砼运输一砼浇筑(分层)一振捣一硅养护一测温。

3.2 钻孔灌注桩基础

3.2.1 施工方法

1.准备场地、测量放线:施工前应进行场地平整,清除杂物,钻机位置处平整夯实,准备场地,同时对施工用水、泥浆池位置,动力供应,砂石料场,拌和机位置,钢筋加工场地,施工便道,做统一的安排。

测量放线,根据设计图纸用经纬仪(或全站仪)现场进行桩位精确放样,在桩中心位置钉以木桩,并设护桩,放线后由主管技术人员进行复核,施工中护桩要妥善看管,不得移位和丢失。

2.埋设护筒

护筒因考虑多次周转,采用3一10mm钢扳制成,护筒内径,使用旋转钻机时比桩径大10一20cm,使用冲击钻时比桩径大20一30cm,埋置护筒要考虑桩位的地质和水文情况,为保持水头护筒要高出施工水位(或地下水位)1.5m,无水地层护筒宜高出地面0.3—0.5m,为避免护筒底悬空,造成蹋孔,漏水,漏浆,护筒底应坐在天然的结实的土层上(或夯实的粘土层上),护筒四周应回填粘土并夯实,护筒平面位置的偏差应不超5cm。护筒埋置深度:在无水地区一般为1一2倍的护筒直径。在有水地区一般为入土深度与水深的0.8一1.1倍(无冲刷之前)。

3.选择钻孔机械:

正循环钻机:粘性土、砂类土:砾、卵石粒径小于2cm,钻孔直径80-250cm, 孔深30一100m。

反循环钻机:粘性土、砂类上、卵石粒径小于钻杆内径2/3,钻孔直径80一250cm,孔深泵吸<40m,气举100m。

正循环潜水钻机:淤泥、粘性上、砂类土、砾卵石粒径小于10cm,钻孔直径60一150cm,孔深50m。

全套管冲扳抓和冲击钻机:适用于各类土层,孔径80一150cm,孔深30一40m。 在钻孔过程中,钻机(架)必须保持平稳,不能发生位移和沉陷。因此钻机安装就位时,底座应用枕木垫实塞紧,顶端用风绳固定平稳。

4.制备泥浆应选用塑性指数IP>10的粘性土或膨润土,对不同上层泥浆比重可按下列数据选用:

粘性土和亚粘土可以就地造浆,泥浆比重1.1一1.2间。

粉土和砂土应制备泥浆,泥浆比重1.5—1.25:

砂卵石和流砂层应制备泥浆,泥浆比重1.3—1.5。

5.钻孔灌注桩施工

  1. 将钻机调平对准钻孔,把钻头吊起徐徐放人护筒内,对正桩位,启动泥浆泵和转盘,等泥浆输到孔内一定数量后,方可开始钻孔。具有导向装置的钻机开钻时,应慢速推进,待导向部位全部钻进土层后,方可全速钻进。

正循环钻机开孔时,应先启动泥浆泵和转盘,待泥浆进入孔内一定数量后,方可开始钻进。

用泵吸式反循环钻进时,钻头应距孔底20一30cm,防止堵塞吸渣口,在接长钻杆时,应注意接头紧密,防止漏气、漏水和钻杆松脱。

用气举式反循环钻开孔时,钻杆必须在钻孔内埋入水中约6m,才能扬水排渣。

反循环钻进时,必须注意连续补充泥浆,维持护筒内应有的水头,避免坍塌。

  1. 钻孔应连续进行,不得间断,视土质及钻进部位调整钻进速度。开始钻进及护筒刃脚部位或砂层、卵砾石层中时,应低档慢速钻进。钻进过程中,要确保泥浆水头高度高出孔外水位0.5M以上,泥浆如有损失、漏失,应及时补充,并采取堵漏措施。钻进过程中,每进2-3m应检查孔径、竖直度,在泥浆池捞取钻渣,以便和设计地质资料核对。
  2. 钻进时,为减少扩孔、弯孔和斜孔,应采用减压法钻进,使钻杆维持垂直状态,使钻头平稳回转。
  3. 终孔检查合格后,应迅速清孔,清孔方法有抽浆法(适用于孔壁不易坍塌的柱桩和磨擦桩、换浆法(用于正循环钻机)、淘渣法(适用于冲抓、冲击、成孔,掏渣后的泥浆比重应小于1.3)。清孔时必须保证孔内水头、提管时避免碰孔壁。清孔后的泥浆性能指标,沉渣厚度应符合规范要求。

不论采用何种方法清孔排渣,都必须注意保持孔内水头,防止坍孔。

  1. 清孔后用检孔器测量孔径,检孔器的焊接可在工地进行,监理工程师检验合格后,即可进行钢筋笼的吊装工作。
  2. 钢筋笼骨架,焊接时注意焊条的使用一定要符合规范要求,骨架一般分段焊接,长度由起吊设备的高度控制,钢筋笼的接长,可采用搭接焊或套管冷挤压连接等方法,钢筋笼安放要牢固,以防在砼浇筑过程中钢筋笼浮起,钢筋笼周边要安放圆的砼保护层垫块。
  3. 水下砼采用导管法进行灌注,导管内径一般为25一35cm,导管使用前要进行闭水试验(水密、承压、接头抗拉),合格的导管才能使用,导管应居中稳步沉放,不能接触到钢筋笼,以免导管在提升中将钢筋笼提起,导管可吊挂在钻机顶部滑轮上或用卡具吊在孔口上,导管底部距桩底的距离应符合规范要求,一般0.25一0.4m,导管顶部的贮料斗内砼量,必须满足首次灌注剪球后导管端能埋入砼中0.8—1.2m,施工前要仔细计算贮料斗容积,剪球后向导管内倾倒砼宜徐徐进行防止产生高压气囊。施工中导管内应始终充满砼。随着砼的不断浇入,及时测量砼顶面高度和埋管深度,及时提拔拆除导管,使导管埋入砼中的深度保持2—6m间。砼面检测锤随孔深而定,一般不小于4Kg。
  4. 每根导管的水下砼浇筑工作,应在该导管首批砼初凝前完成,否则应掺人缓凝剂,推迟初凝时间。
  5. 砼的坍落度应满足设计要求,砼浇筑应连续进行,为保证桩的质量,应留比桩顶标高高出0.5一1.0m左右的桩头,处于干处的桩头,可在砼初凝后,终凝前清除。
  6. 技术人员应对钻孔灌注桩各项原始记录及时进行整理签认。

6.环保措施

为保护施工范围内的环境卫生、农田,钻孔桩废弃的泥浆应在施工完成后,用汽车或罐车将泥浆池(槽)中的泥浆清运到指定的排放地点。

 

7.工艺流程

(做好各项记录,监理工程师批准)

测量定位

填筑工作平台

场地平整

钻机就位

制做护筒

埋设护筒

复核放样

钻孔

清孔

终孔检查

终孔

钢筋笼就位

测量复核定位

合格泥浆

泥浆池

钢筋笼制作

检查

导管拼接检查

下导管

检查隔水设施

水下灌注砼

砼试验

砼运输

拔出护筒

成桩检测

砼的拌合

(做好记录和签认手续)

8.主要机械设备

钻机、砼搅拌机、砼运输车、吊车、空压机、水泵、导管、泵车、装载机、电焊机、发电机、水车等。

附:钻机性能比较表如下:

钻机型号 成孔直径

m

钻深

m

转盘转速r/min 最大钻矩

KN﹒M

主机功率

KW

钻机重

t

KR2500A(河北星河厂) Ф1.8-2.5 80 20 50 2*22=44 32
KP2000(郑州勘探厂) Ф1.5-2.0 100 63 39 45 20
S-500

(台湾)

Ф1.5-2.5 90 42 150 320 28
GPS-25(上海探矿厂) Ф1.5-2.5 100 20 30 37 28
GPS-20(上海探矿厂) Ф1.5-2.5 80 20 30 30 22

3.2.2挖礼灌注桩施工作业环境以桩径>1.4m,桩长25m以内无水或少水的密实土层和风化岩层为宜。

1、准备工作平整场地 放中桩(包括护桩) 布置排水沟 桩位顶上搭雨棚 安装提升设备 修整出渣道路。

2、孔口开挖及衬砌在地面按衬砌处理挖深1m,安放模扳,浇筑C15(或C20)砼形成井圈,井圈上口即井台座比周围地面高出20一30cm以避免井口进水,开挖采用人工十字镐,用人力绞车提升出渣,每开挖1米衬砌1米,衬砌厚度l5-25cm,当开挖中遇到岩石可采用风钻或凿岩机钻炮眼小药量电引爆的浅眼爆炸法施工,要在炮眼附近加强支护,防止震坍孔壁,曝破后再采用人工清凿继续开挖,以这种方式循环进行施工,直至桩底设计际高。注意每次吐衬砌浇筑前都要将内模定位一次,以保证桩的垂直度和水平位置。

3、为保证施工安全,所有作业人员都必须配戴安全帽、安全绳。挖孔工作暂停时,孔口必须加盖。

4、孔内通风

在地面上用鼓风机或风扇(由试验决定),通过∮50的塑料管不断的将新鲜空气运到孔底,中间停工再复工前将井底的空气也要彻底抽换。每次爆破后应随即进行通风排烟清孔,由负责人检查孔内无毒后,施工人员再下孔操作。

孔深超过10m时,应经常检查孔内二氧化碳浓度,如超过0.3%,应增加通风措施。

5、排水

孔内如渗水量不大,可以采用人工排水,当挖到桩底时,可在桩位的一角挖一个0.6*0.5*0.5的集水坑,用潜水泵抽水,渗水较大应边施工边采用抽水坑抽水,如同一墩台有几个桩孔同时施工,可以安排超前井挖,使地下水集中在一孔内排除。一般说砼衬砌有较好的防水作用,是挖孔桩护壁支撑的首选施工方案

6、吊装钢筋笼及灌筑桩身砼

钢筋笼的加工,吊装,接长,与钻孔灌注桩相同,砼浇筑由于桩孔内渗水情况不同,可选择不同的浇筑方法。

l)当桩孔内基本无水时,采用常规的砼浇筑方法,有条件的地方最好使用砼输送泵泵送砼。

2)当孔内渗水较快,但还能快速抽干渗水的桩孔,采用简易导管法施工。在桩基挖孔工作平台上,用钢管搭设一个高6m以上,能支承1一2 t重的简易工作架,按灌注水下砼的方法,安好导管和漏斗(能容0.2m3砼的小型漏斗,不放球)。将导管插到桩孔底部不留空位,上部用导链悬挂在简易工作架上,砼浇筑的准备工作就绪,用潜水泵进行孔内抽水,当抽到孔内水深只剩10cm左右时,提出潜水泵,立即向漏斗和导营内泵送砼,待导管内砼充满到漏斗面上时,用导链将导管出口,使导管内的砼迅速填充孔底并向上包围住导管提升20cm,继续浇灌砼,当砼不再向孔底流动而上升到漏斗面上时,提升导管,使砼继续灌注,依照此方法循环,当到一定高度时(接近导链顶),就拆除上面一节导管,随着砼面的不断上升,导管陆续拆除,当达到桩顶设计标高以上10一20cm时,即可排出表面积水,使用插入式振捣器对砼表面加以振捣,清除表面浮浆。此法留的桩头较短,砼的坍落度应控制在l6-18cm左右。

3)当渗水量很大(>6mm/min时),抽水施工有困难时,应采用钻孔灌注桩的水下砼浇筑法施工。(见钻孔灌注桩一节)

3.3 钢筋砼沉(打)入桩基础

3.3.1锤击法(沉)桩施工

  1. 整理场地:打桩机进场,因多数桩基需要在工地进行拼装,为保证桩机拼装就位,施工前应清理场地,修建临时便道。
  2. 测量放线:沉入桩施工由于桩径较细,每一基础内桩的根数较多,现场施工用经纬仪放出墩(台)基础纵横轴线,并拉线,根据轴线位置放出桩位桩,并经复核、确认。施工中注意看管,及时复位。
  3. 开挖排水沟,保证桩基施工时,基础内有良好的排水措施。
  4. 桩锤的选择

沉入桩施工时,应适当选择桩锤重量,桩锤过轻,桩难以打下,效率低,还可能打坏桩头,所以常拟选重锤轻击,但桩锤过重,则动力、机具都加大,不经济。施工时桩重与锤重的比值可参照下表选择:

锤类

土状态

桩类别

单动汽锤 双动汽锤 柴油锤 坠锤
硬土 软土 硬土 软土 硬土 软土 硬土 软土
钢筋砼桩 1.4 0.4 1.8 0.6 1.5 1.0 1.5 0.35
木桩 3.0 2.0 2.5 1.5 3.5 2.5 4.0 2.0
钢桩 2.0 0.7 2.5 1.5 3.5 2.0 2.0 1.0

注:坠锤俗称“穿心铊”,由于效率低、不安全,已很少使用。

锤重选择参考表:

锤型 蒸汽锤(单动)(t) 柴油锤(t)
3—4 7 10 1.8 2.5 3.2 4 7
锤型资料 冲击部分重t 3—4 5.5 9 1.8 2.5 3.2 4.6 7.2
锤总重t 3.5-4.5 6.7 11 4.2 6.6 7.2 9.6 18
锤冲击力(KN) 200-230 250-300 350-400 150-200 180-200 200-400 400-500 600-1000
常用冲程(M) 0.6-0.8 0.5-0.7 0.4-0.6 1.8-2.3 1.8-2.3 1.8-2.3 1.8-2.3 1.8-2.3
适用桩规格 预制方桩,管桩直径cm 34-45 40-45 40-50 30-40 35-45 40-50 45-55 55-60
钢管桩直径cm Ф40 Ф40 Ф40 Ф60 Ф90
粘 性 土 一般进入深度m 1--2 1.5--2.5 2--3 1--2 1.5--2.5 2--3 2.5--3.5 2--3
桩尖右达静力触探P平均值(Pma) 30 40 50 30 40 50 >60 >50
砂 土 一般进入深度m 0.5--1 1--1.5 1.5--2 0.5--1 0.5--1 1--2 1.5--2.5 2--3
桩尖可达标准贯入击数N值 15--25 20--30 30--40 15--25 20--30 30--40 40--50 50
岩石 (软质) 桩尖可强风化进入深中度风化度m 0.5 0.5--1 0.5 0.5--1 1--2 2--3
表层 表层 0.51 1--2
桩的常用控制贯入度(cm/10击) 3--5 3--5 3--5 4--8
设计单桩极限承载力(KN) 600-1400 1500-3000 2500- 4000 400-1200 800-1600 2000-3600 3000-5000 5000-10000

注:

  1. 适用于预制桩长度20-40m,钢管桩长度40-60m,且桩尖进入硬土层一定深度,不适用于桩尖处于软土层的情况。
  2. 标准贯入击数N值为未修正的数值。
  3. 本表仅供选锤时参考,不作为设计贯入度和承载力的依据。
  4. 作为满足设计承载力的贯入度应选用适当的动力式进行计算的。

5.打(沉)桩工作(锤击)

  1. 钢筋砼预制桩的吊运,由于预制钢筋砼桩主筋都是沿桩长均匀分布的,所以吊运时吊点位置牌正负弯距应相等,一般桩在吊运时选择二个吊点,桩长L,吊点距离每端应为0.207孔,接桩时单点起吊-M=+M时,吊点设在0.293L处。
  2. 沉桩的顺序应由基础的一端向另一端进行。当桩基础平面尺寸很大时,也可由中间向两端进行。
  3. 在沉桩前应检查锤的重心与桩的中心是否一致,桩位是否正确,桩顶应采用桩帽,桩垫保护,以免打裂。
  4. 桩在起吊前,自桩尖向上应画尺寸线,画线的等分应满足打桩记录的要求。
  5. 桩开始击打时,应轻击慢打,随着桩的沉入,逐渐增大锤击的冲击能量。
  6. 随着桩入土深度的增加,贯入度会随之减少,因此在沉桩时,必须有专人做好打桩记录(按规定的格式)。依据用动力公式计算出的下沉量/击次,决定桩是否达到设计荷载力的要求。遇有不正常情况时,如桩身倾斜,突然下沉,桩顶破碎或桩身开裂,锤回弹严重应停打,探明原因再行施工。沉完一根桩后,应立即进行检查,确认桩身无问题再移动桩架。
  7. 在浮船上进行水下打(沉)桩时,浮船要锚固牢靠,水面波浪超过二级时,停止沉桩。
  8. 管桩填充前,应用吸泥机将桩内泥浆吸除干净,用水泵将桩内水排出,然后按设计要求填充。
  9. 加桩:如发现断桩等质量问题,确认此桩质量不合格,经监理工程师同意,可在邻近的位置上加桩,加桩按正常桩一样施工,并做好加桩记录。
  10. 复打:是沉桩工作完成后,经过一段时间有选择的进行复打,以检验沉桩是否真正满足了设计贯入度,复打的具体要求依标书的技术条款规定为准。
  11. 接桩:就地接桩宜在下截桩头露出地面(或水面)1m以上进行,接桩时上下二根桩应同一轴心,接触面应平齐,联接应牢固。
  12. 沉好的基桩,验收前不得截桩头,验收后的桩头可用小锤开槽,扩大加深将桩头截断或用破碎机切割。

3.3.2射水沉桩施工

  1. 管桩内射水示意图
  2. 射水下沉空心桩所需水后和耗水量
桩穿过的土层 沉入土中深度(m) 射水嘴处需要的水压(Mpa) 每桩耗水量(t/h)
管桩直径(cm)
30—50 50--80
细砂、淤泥、松砂土、软土 15—25 0.7—1.0 60-72 72—90
25--35 1.0—1.5 72-120 90—150
>35 1.5--2.0 120-180 150--210
  1. 射水沉桩施工步骤
  2. 按照计算长度配好射水管,将各接头连接牢固,装上弯管,并与输水胶管接通,进行通水试验。
  3. 射水管装上导向环插入即将起吊的管桩,然后在桩顶接上钢道桩。
  4. 吊插管桩,插正立稳后,压上桩帽及桩锤,吊装钢丝绳暂不解下,即开启水阀,开始射水冲刷桩尖下的土层,使桩靠自重下沉。
  5. 初期应控制桩身不使下沉过快,以免阻塞水嘴,并随时控制和校正桩的方向。
  6. 下沉渐趋缓慢时,可开锤轻击,下沉转快,停止锤击。
  7. 桩下沉一定深度(8—10m)桩身稳定后,可解下吊桩钢丝绳,并逐步加大水压和锤的冲击功能,加大进桩速度。
  8. 接管接桩停水时,应防止停水导致泥砂涌入桩内堵塞或卡住射水嘴。
  9. 桩下沉至设计标高约1m时,即停止射水,拔出射水管,用锤击或震动沉桩法使桩下沉到设计要求为止。
  10. 一般在砂类卵石层或坚硬土层中以射水为主,锤击振动为辅,在亚粘土或粘土中射水沉桩时,以锤击或震动为主,射水为辅。
  11. 射水沉桩的注意事项
  12. 射水设备在正式使用前应加以试验检查,以免中途发生故障。
  13. 水泵应尽量靠近桩位,减少水头损失。
  14. 沉桩中不能任意停水,如因停水射水管或管桩被堵塞,可将射水管提起几十厘米,再强力冲射疏通水管。
  15. 细砂质土中用射水沉桩时,注意不要下沉过快,造成射水嘴堵塞或扭坏。
  16. 射水管的进水管应设安全阀,以防射水管万一被堵塞时,使水泵设备损坏。
  17. 实心桩外射水沉桩施工(略)。

3.3.3振动法沉桩施工

振动法沉桩施工是在桩上刚性连接一振动锤,形成一振动体系,由锤内几对轴上的偏心块相对旋转产生振动力,使振动体系上下振动强迫与桩接触的土层相应振动,使土层强度下降,阻力减少,从而使桩在振动体系压重作用下沉入土中。

  1. 几种振动锤的主要技术性能
6-12 振动法沉桩(3/3)
II.几种振动锤的主要技术性能
型式

性能

BII—1 BII—3 BII—5 VM2—1200A VM2—4000A VM2—12000A VM4—10000A
最大偏心矩N.cm 98066 231400 373000 129000 40200 117700 98100
负荷轴转速r/min 408 408 1/000 1/250 920 510 1/100
振动力KN 171 417 1/177 228 380 342 1/324
偏心距cm 12.1 12.1 5.3
空转时振幅mm 7.4 11.6 22.1 11.8
电动机功率kw 60 100 220 30 60 90 150
重量KN 44127 75545 110318 17504 34537 53345 82860
注:生产国 苏、中 苏、中 苏、中 日本 日本 日本 日本
  1. 振动沉桩施工
  2. 施工前应对机械设备进行认真检查,确保机况良好,连接牢固,沉桩机和法兰盘连接螺栓必须拧紧,不能有间隙或松动。
  3. 振动时间试验决定,一般不宜超过10—15分钟,在有射水配合时,振动时间可适当缩短,一般当振动下沉速度由慢变快,振动可由快变慢,如下沉速度小于5cm/min,或桩头冒水、振动甚大而桩不下沉时,即应停振。
  4. 每一根桩的振动下沉,应一气呵成,不可中途停顿或较长时间的间歇。
  5. 振动沉桩主要适用于砂性土和粘性土,根据桩型和截面不同,振动桩下沉必须的振幅为:
桩型 砂性土 粘性土
钢板桩及下端开口的钢桩及截面小于150cm2的其它桩 4-10mm 6-12mm
截面<800cm2的木桩和钢管桩(闭口) 6-12mm 8-15mm
下端开口的大直径钢筋砼管桩(管内配合挖土) 4-10mm 6-12mm

3.3.4沉桩施工工艺流程

清理场地

测量放线

桩机就位

试机

桩(制)运

安装射水管

运桩接桩

吊机

(射水沉桩)

校正桩位

沉桩

打桩记录

振动配合下沉

锤击法沉桩

射水法沉桩

振动法沉桩

插桩

经过规定休止期

成桩及复打

贯入度检查

检验合格

完整打桩记录

截除桩头

3.4 大直径桩柱施工(钻孔灌注桩柱)

系指桩径大于250cm,大直径桩柱按其施工方法的不同可分为钻孔灌注桩柱,钻埋空心桩柱和挖空心桩柱三类。

  1. 施工平台
  2. 平台构造:钢管桩工作平台由钢管桩与纵横梁组成,钢管桩可用成品管或用6mm-10mm钢板卷制而成,采用振动下沉法安装到位。直径0.5-1.2m不等。纵梁常使用六四军用桁架、万能杆件桁架、贝雷桁架,使用时要注意设计钢管的跨径最好为节距的倍数,以提高支点的剪力。平台构造如图形3-4-1。
  3. 钢管桩施工:钢管的成品有热轧无缝钢管,有缝焊接管和螺旋焊接钢管三种,为便于长期周转使用,施工时多采用成品管,钢管分节,节的长度一般为4-6m,节与节之间的钢法兰圈用电焊连接,以增加连接刚度。

钢管桩的底节刃脚处要贴焊钢板圈,离刃脚一定高度h要设内横隔板来提高垂直承载力,以便较容易外拔。

钢管桩常用震(拔)两用的震动锤,其技术规格如表3-4-1。

双频率震动锤

震动力

项目

400KN 600KN
电动功率(千瓦) 55 88
外 形 长(cm) 90 112
宽(cm) 90 88
高(cm) 160 197
重量(KN) 40 50
启动功率(千瓦) 120 180
拔振动(KN) 150 250

钢管桩施打在软弱地层时宜用高频激震,深层或终振阶段宜使用低频激振,每次震动时间根据土质情况及震动机能力大小来定,一般不超过10-15分钟,震动时间过多对震动机的零部件易于磨损。

钢管桩沉入施工的极限承载可参考下表: 表3-4-2

项目

土壤

桩周有限摩阻力τ 桩尖极限承载力σK
静止 震动 静止 震动

IL≥1 15-30 8-15 1000 600
1>IL≥0.65 30-45 15-22 1600 900
0.65>IL≥0.35 50-70 25-35 2200 1300
0.35>IL 70-85 35-40 3000 1800

中密 35-50 20-30 2500 2200
密实 50-65 30-40 5000 4500

中密 50-65 30-40 3000 2700
密实 65-80 40-50 5500 5000

中密 70-90 55-70 3500 3100
密实 90-105 70-85 6000 5400

中密 80-110 65-90 4000 3600
密实 120-180 100-140 7000 6300

3)钢管桩施工工序

  1. 定位旋测:在浮吊工作船进入墩位前,先经过测量将桩位用浮标形式定位,待定位船抛锚就位后,选用平台钢管桩中一根作定位桩,先行震入,以后再以此根做定位的标准。
  2. 施打顺序以浮吊移动方便为准,浮吊大致分为三类:汽车(履带)浮吊,桅杆浮吊,龙门浮吊,其中汽车浮吊是在钢驳船上装设汽车(履带)吊,考虑到震动锤的冲击力较大,为稳定起见,常将船尾(头)对准钢管桩,钢管桩安装了震动锤后,顶部用4根风缆固定,缆风绳可设在工作船上或已施打的钢管桩上,缆风的作用是控制钢管桩的竖向倾斜,钢管桩震沉到工作平台高程后停止,再接长,依次施工直到设计位置,一个平台的钢管桩要集中施打,才能发挥效率。
  3. 平台施工见图3-4-3,为提高大型高级钻机功效,在施工组织设计中至少要安排多套平台与钢管桩。
  4. 桩头处理:按平台设计标高将桩头割平,在端部相当于钢管1个直径D的深度内,焊一块水平隔板做底模板,再在端部焊顶盖板(20mm厚)在其中心留ф20mm孔来浇封头砼,藉以保证接头部位的平稳。
  5. 当平台钢管桩出水较高或流速较大时,钢管桩顶要设横梁,设剪力撑,形成框架,然后在横梁上安装纵桁梁,在纵桁梁节间支点上安置工字钢横梁,并用抱箍固定,在横梁上铺设木(竹)跳板,在此平台架设工作基本完成。

2.钢护筒就位

  1. 施工前的准备工作

护筒制作及运输到墩位 射水,吸泥机就位 振动沉桩锤,锤座就位 吊装机械,电源就位 操作平台完成(或定位船就位) 导向架(或导向井框)就位 复测完成。

  1. 接长护筒
  2. 将底节护筒装入导向架内,并用手拉葫芦调整中线位置,用夹具固定在平台上,再在其上吊放第二节,钢护筒顶底部各焊有一道水平回劲法兰圈采用电焊连接方式接长。二节完成后再放第三节,直至护筒长度大于水深后,再用吊车将护筒下沉到河床表面。
  3. 护筒放置在河床面上,上端用手拉葫芦固定在平台上,下端用钢丝绳在前方锚碇 上牵引固定,防止水流冲偏。
  4. 护筒顶节和震动锤座牢固地连成一体(检接加焊接),在锤座底部接4根风缆,用以调整护筒倾斜。
  5. 震动下沉
  6. 采用电动震动锤下沉护筒,当护筒顶距工作面0.8m左右时,停止振沉,解除锤座与顶节护筒连系,按同样步骤再接长护筒。
  7. 每锤击下沉1m左右都要进行护筒垂直度的检校,如护筒倾斜应停振,采用调整风缆方式纠正。
  8. 施工中发现护筒有漏水孔洞,应采用钢板和环氧树脂封闭。
  9. 护筒先桩锤自重下沉,待取得足够的稳定性后,再行振动下沉,避免在偏载作用下,形成严重倾斜偏位。
  10. 当采用高压射水配合空气吸泥机吸泥振沉施工时,严防不对称射水,造成刃脚单边受力倾斜,应在护筒内土体全断面对称均匀冲淘,保留护筒内土体表面距刃脚下口50-100cm时再行振沉。
  11. 当护筒下沉未能满足设计要求时,可采取以下几种办法:
  12. 护脚:在护筒外抛尼龙袋装砂砾或片石护筒底,以减少水流所产生的局部冲刷,此种方法常用在软弱土层上。
  13. 加强护壁:钻机在护筒下口几米范围内钻孔时,要使用粘度大的浓泥浆,(可渗入10%水泥),而且钻进速度要慢,使泥浆渗入孔壁,形成一道化学膜护壁。
  14. 降低水头,采用油田泥浆:当护筒埋置深度不足水深度一半时,护筒内泥浆水头不能采用2m高,应取0.5-1.0m,因此钻孔桩孔壁的稳定性差,在整个钻孔过程中都应采用高效油田泥浆护壁。
  15. 护筒按要求应下沉到冲刷线以下,满足设计与规范要求。
  16. 大直径桩用护筒施工常见事故处理
事故 事故原因 处理意见

  • 扩展挖造成单测进尺快。
  • 地质层面硬度不均,软的事一侧进尺快。
  • 地质层面不平。
  • 护筒因过量单侧超挖而倾斜。
  • 孤石支撑单侧护筒造成振沉过程受力不匀而倾斜。
  • 静压过程不均衡,对称加重。
  • 沉桩锤与护筒两中心不在一直线上。
  • 加强施工管理,严格操作程序。
  • 加载均衡、对称,吹吸掏挖统一。
  • 偏位或倾斜的护筒不宜强力纠偏以免护筒失圆。应用射水排除另侧土体,使护筒在重力作用下回位。
  • 用微爆法或取石工具,冲击钻将孤石挤入周围土体等去掉障碍方法后,再纠偏。
  • 太大的偏斜,提出护筒,再回填砂石,粘土到偏位处以上一米左右,静沉一段时间后重定位。

  • 水头过高致反穿孔。
  • 钻进地层下伏粗卵石(或砾石层)加上泥浆性能差而漏浆。
  • 有承压水或潮汐变化的钻孔现象因水头、泥浆维护不够,坍塌孔(筒底)而漏浆。
  • 护筒连接位置或加工过程末封闭孔洞而漏浆。
  • 护筒下口末落入不透水层或不透水层厚度不够,由于孔内水头和泥浆指标控制失当,造成倒灌或反穿孔。
  • 因床面受洪水或超常冲刷造成护筒部分埋入深度不够。
  • 振动或偏压护筒造成坍孔。
  • 回填土、杂填土因护筒未能穿过而漏浆。
  • 回填土、杂填土最好全护筒穿过。
  • 适当增加沉埋深度。
  • 调整水头高度和泥浆参数。
  • 填充护筒孔洞,护筒底穿孔用外侧草袋泥包填充至相应标高。
  • 护筒外填砂压浆法稳定覆盖层,增强防渗能力。
  • 冲击成孔施工时,开孔时回填粘土、片石慢慢造孔,进行堵塞。
护筒

内外

水头

不稳

  • 水位涨幅过大的河流或潮汐影响河流。
  • 不稳定承压水影响。
  • 连通管船阀自动水头稳定系统。
  • 虹吸管自动水头稳定系统。
  • 泥浆船。
  • 不稳定的承压水地层一般采用承压水平平均高度过高的承压水柱高度将采用增重剂调节内水面到施工范围或换用其他成孔方法。
  1. 泥采系统
  2. 泥浆的选择原则

泥浆类型的选择是水文、地质、桩柱结构、钻机性能、设备条件、材料条件和经济等因素综合比较后确定的。在地层稳完成护筒能沉入稳定风化基岩时,往往可以采用无泥浆的反循环清水钻进。

在线水河滩和覆盖层较薄,而护筒又难沉至基岩时,考虑穿过覆盖层的孔壁安全,往往使用泥浆。

当施工水深,覆盖层较厚,桩长且护筒不能沉至稳定风化岩层的大直径桩施工时,应使用经过设计、试验而特别配制的高质量泥浆(油田泥浆)。

2)油田泥浆指标:

  1. 造浆用材料
  2. 膨润土指以凿脱石为主的粘土[AL2Si010(OH)2],其特点是造浆率高,1吨膨润土可造10-20m3泥浆,而1吨普通粘土,只能造1-4m3泥浆。
  3. 增粘剂:不增大泥浆比重γ=1.10以内,而增加泥粘度,提高泥浆护壁,携渣,防止钻渣沉淀能力,必须采用增粘剂,主要有PHP—聚丙烯酰胺(P.A.M)水解产物和CMC—即羧甲基纤维素,都具有有效提高粘度功能。
  4. 分散剂:其作用是改善泥浆质量和再利用。常用的有:碱类:纯碱(Na2CO3)掺量为水重的0.1%-0.5%。复合磷酸盐类:常用六甲基磷酸钠(Na6P6O16)掺量为0.1%-0.5%.
  5. 堵漏剂:当孔壁出现泥浆漏尖时,在钻孔泥浆中掺入锯木屑(水量的1%-2%),水泥(17kg/m3),稻草末等堵漏剂。
  6. 油田泥浆指标

对反循环钻孔而言,泥浆性能应遵循“三低一适当”的原则。即低密度,低失水,低含砂率,适当粘度。综合一般钻孔经验,泥浆性能参数表如下:

参数名称 单位 新鲜泥浆 钻进泥浆 终孔前泥浆
密度γ G/cm3 1.01-1.05 <1.10 <1.05
粘度T S 22—25 20—22 22—23
API失水B Ml <15 <20 <18
胶体率S % 100 98—100 98—100
含砂率π % <1 <5 <2
酸碱度 PH 7 —9 8—10 7—9

3)造浆方法:

造浆时应按成孔施工进度要求,先提前准备足够的成浆材料,对聚丙烯酷胺应提前24小时预先水化(水温不大于600C),所得水解后浓度在1%左右,在造浆池中顺序加入以下材料:即:(1/2水+1/2膨润土+1/2处理剂)—— >(2/3余水+1/2膨润土)

——>(1/2处理剂)——>(1/3余水)

要求:泥浆材料逐次加入。

4)钻孔泥浆的施工管理

  1. 根据孔位地质的柱状图,确定在不同土层中钻进应采用的泥浆性能指标,并通过试验孔分析泥浆性能的适应情况,确定泥浆使用方案做为施工依据。
  2. 开钻时新鲜泥浆入孔应通过导管(或钻杆)从孔底灌入,置换钻孔上部清水。
  3. 在进入某一土层前,应调整泥浆参数,使抽检泥浆符合设计要求后,才允许继续进尺。切忌盲目进尺,尤其在易坍塌易漏失地层更应引起重视。
  4. 每次泥浆性能的调整是根据取样试验进行,关键是确定处理剂的加入量,应视试验结果和孔内泥浆数量以及泥浆循环速度确定,可在一个循环周期内均匀加完,切忌乱加。
  5. 在施钻过程中,应每隔1——2小时,测量一次泥浆性能。
  6. 终孔循环除砂后,从孔底灌入新鲜泥浆3—5m高,确保桩尖无沉淀。
  7. 泥浆应回收利用,经检测加入适量的碱和PHP等处理剂,使其符合设计后备用。

4.成孔施工

  1. 钻桩就位
  2. 打捞护筒内掉落的杂物铁件,以防开钻故障。
  3. 大直径钻头往往要先吊置护筒,并用倒链临时定位,钻机就位后再连接钻杆与钻头。
  4. 护筒就位和造浆
  5. 将泥浆注入孔内并空钻同时调节泥浆各项指标。
  6. 气举反循环钻机开孔前先用正循环使其钻头吸渣孔上有6—7m以上的水柱。
  7. 钻进
  8. 表面覆盖层进尺过快,会造成孔壁不稳,此段应减压钻进,(减压率60——70%),全断面一次成孔,进入岩层后再行分次扩孔。
  9. 开钻先送风后转动一分钟后再降钻头,不论是首钻还是续钻都应减压、低速,慢给进。
  10. 接长钻杆前,应先提起钻头离孔底10cm,继续排渣4—5分钟,再将钻具上提接长钻杆。
  11. 钻杆连接端面要涂防水油,放橡胶止水圈,螺栓要对称平衡拧紧上牢。
  12. 钻进到设计标高时,以钻杆长度核实孔深及标高,并提起钻头10cm,回转继续清孔一个台班,检验泥浆是否接近技术指标,(比重1.05--1.08,粘度20--23秒,PH8—10,胶体率99--100%,含砂量应小于4%)。
  13. 检验孔深标高及泥浆指标合格后,(监理验收),再从钻杆中反灌油田泥浆到孔底3—4m高,用以减少沉淀层厚度,保证岩面的清洁。
  14. 清孔方法

由于大直径桩,桩底面积大,孔底软垫层将严重影响工程质量,因此在成孔的后期,要专门做第二次清底的工作,清底方法有三种:

  1. 钻机空转清孔,继续进行泥浆的循环,使泥浆中的固相钻渣外排,空转时间不少于8小时,反复检查泥浆是否达到要求。
  2. 换浆悬浮法,将优质泥浆自钻杆水笼头中灌入孔底,换浆量至少应有3—5m高。
  3. 导管气压排浆:可以用Φ50mm钢管做导管,在钢筋笼中插入,送气后导管内形成气浆混合,然后从导管中灌入3—4m高优质泥浆,即可形成隔离层防止淤沙下沉,接着浇注水下砼。
  4. 成孔工艺流程

5.变截面大直径桩分级扩孔施工

无承台:变截面大直径钻孔桩其优点是节省材料,结构受力明确,施工速度快,为解决施工中购置大直径钻机的高频费用,可采用D<250cm的钻机进行分次扩孔施工,其施工方法是:

  1. 某大桥设计桩径选用Φ300/Φ250cm双柱结构,成孔系选用普通的GPS-15型钻机(扭矩为1.8KM-m)采用二级刮刀扩钻成孔。具体作法是先用400KN震动锤打插Φ380cm钢护筒入土过冲刷线做第一级,第二级为Φ300cm,施工分二次成孔,第一次用Φ300cm刮刀钻头,钻孔深度为变截面端点。
  2. 107国道某特大桥,主桥墩为Φ500cm/Φ350cm单排无承台变截面桩,施工中外径为550cm护筒采用8mm厚钢板,以二个定型板宽为节高,节间用法兰盘焊接加固,护筒刃脚加贴50cm高10mm厚钢板焊箍,每节段护筒就位后用手拉葫芦控制定位,以600KN—1600KN震动锤及反复吹砂方法使刃脚落在冲刷面下3——4m。钻机选用武汉产BDM-4型气举反循环钻机,9m3/min柴油空压机。成功方法为采用优质膨润土配制PHP不分散低固相泥浆,Φ500cm段用导管高压水泵用于吸泥吹沙辅助下沉成孔,Φ350段采用Φ280cm,Φ350cm牙轮钻头分级成孔,其主要工艺流程如表

泵船设备材料电力到位

钻机平台架设

准备

钢护筒就位打进

架设钻机准备泥浆系统

Φ50cm0钻头孔位制浆和钻进砂石层

换Φ280cm钻头钻进嵌岩

换Φ350cm钻头钻进扩孔

换浆清渣检测鉴定

成孔

下钢筋笼

水下砼施工机械设备就位

搅动泥浆控制孔底沉淀厚度,监理签证

压水浇灌水下砼

桩头浮渣处理

剪除钢筋笼口悬挂钢筋

检测

成桩

b.大直径钻孔桩水下砼施工

  1. 水下砼配料选择

与普通钻孔灌注桩相比,大直径桩要求有更也的和易性、较小的泌水性,水下砼配料选择应注意:

  1. 水泥:宜使用初凝时间较长的水泥(>2.5h),并综合考虑强度,水化热,经济性,过高的水泥标号限制了用量,降低了砼的工艺特性。
  2. 粗骨料:包括卵石和碎石两币,施工宜尽量优先选用酸性石料,其顺序是:石灰岩,白云岩,花岗岩,玄武岩,砂岩,石英岩等等。碎石通常采用二级级配,即5—20mm,20—40mm,卵石可采用混合级配。
  3. 细骨料:选用级配良好的中砂,含泥量<3%。
  4. 砼外加剂:多采用缓凝剂,其作用在于降低水的表面能力,降低水化速度,延缓凝固时间,缓凝减水剂如下表
序号 比较项目 普通型 高效型
1 成分 木质素磺酸钙,钙化糖 荼磺化物
2 标准掺量
3 作用机理 表面活性,吸附水泥表面阻止水化进行;由于本身亲水性,使扩散层水膜增厚,阻碍水化反应。 通过电质与水泥之间离子交换,来控制扩散层水膜厚度与水泥凝固时间的延缓。
4 延时(小时 ) 5——6 6——10
5 后期强度 有所降低 有所增长

使用时应坚持“提前配制,用前拌匀”制度,取量计量均要准确。

  1. 外掺材料:多用粉煤灰或火山灰其质量与掺量按规范GB1344-85执行。

3)砼浇筑

  1. 二次清孔:验孔合格后,始灌注前,超厚的沉淀层,可用喷法(可在导管二侧夹箍2根Φ75mm射水管或采用橡皮软管吸砂器在导管内吸取泥砂及钻渣)。
  2. 导管施工过程中应居中提升,为增大砼的流动扩散能力,也可在漏斗上安装附着振捣器的方法。注意导管使用前一定要进行认真检查,进行必要的水密,承压和接斗抗拉力试验。
  3. 钢筋笼骨架上浮往往是骨架底口位砼灌注速度太快,管导出口的砼对钢筋笼的冲击,顶升力造成的,因此当砼浇筑到此部位时,适当加大导管埋深,(当埋深到钢筋笼2M左右时)再一次性提管到钢筋笼内灌注。
  4. 孔口注意事项:
  5. 大直径变截面桩上部井孔往往直径更大,此时宜增大砼供应,增加导管埋深,以保证扩散时的半径。
  6. 桩孔内砼面上5—10M的泥浆,受水泥影响较大,且含渣土,渣土稠度增加,为增加砼上返力该部分泥浆可以部分抽走,并加水稀释。
  7. 首灌段桩直径大于3.0m时,宜采用小直径孔超深的方法减少首灌砼数量。
  8. 要求严格控制导管下口砼的超压力值,导管上口高出泥浆的控制高度一般Φ3m桩5—5.5m。
  9. 灌注工作应连续进行,全部工作在砼初凝前完成,使导管下口以上的砼始终处于塑性状态,导管埋深一般不少于3m。
  10. 桩顶超灌高度一般0.5-1.0m,采用水冲凿法和人工挖除多余桩头砼时,应预留10-20cm高度,然后解除钢筋笼的孔口吊点,防止初凝过程中钢筋参预砼受力而影响二者之间的握裹力。
  11. 整理好大直径钻孔灌注桩的各项原始记录。

附1:大直径旋转钻孔性能参数表。

附2:主要参数资料:所编桥涵施工手册“大直径桩施工公路桥涵施工技术规范——JTJ041——89”。

3.5 管柱基础

  1. 概况

管柱基础适用于深水,有潮汐影响,岩石起伏不平,无覆盖层或覆盖层很深的河床,(不适用于有严重地质缺陷的地区),水位的变化对管柱施工影响不大,如下沉管柱,钻岩及灌注水下砼可不受水位限制,全年均能施工。

管柱基础形式,基本上分为两类,一类是管柱下沉至坚硬的岩层,与岩层固接或铰接,成为柱式管柱:另一类管柱下沉至密实的土层,藉柱底承压力与柱周磨擦力共同受力,成为磨擦管柱。

管柱有钢筋砼管柱,预应力砼管柱,及钢管柱三种,前者适用于入土深度小于25M下沉振动力不大场所。

管柱系装配式构件,管节由上、下法兰盘通过螺栓连接,管柱的最底一节下边带有刃脚,刃脚的作用是使管柱穿越覆盖层切入基岩风化层。

其高度一般1.2-1.5m,管柱直径有1.55m,3.0m,3.6m,5.0m,5.8m几种,长度为3—10M不等。钢管桩的管节其长度为12—16M。

管柱的现场存放用龙门吊机或现场用万能杆件拼装的龙门吊机起吊,轨道电动载运平车运输。

  1. 下沉管柱的导向和定位设备
  2. 管柱下沉的导向设备一般分为两类,一为浅水中采用的导向框架,见图3-5-1,一为深水中采用的整体围笼,见图3-5-2。围笼以圆形为主是管柱施工的主要施工设施。围笼结构主要由桁架(包括起吊主桁架,辅助吊篮桁架,平衡重桁架和侧桁架)。托架(包括起吊托架,辅助托架),内导环,外导环,吊篮(包括主吊篮,平衡重吊篮),锚柱,悬挂设备,导向架和导向木等组成。围笼结构中几个关键部件的作用和制造要点如下:
  3. 起吊托架:是起吊围笼及围笼下沉后将围笼支承在导向船厂上的支点,由角钢拼制而成。托架布置在垂直水流方向围笼对称中线两侧,其大样见图3-5-3。
  4. 内,外导环:内导环承受内钢板桩传来的水压力,并与外导环共同控制钢板桩的位置。图3-5-2围笼结构示意图中,围笼桁架外圈第I、IV、V层的内导环为箱形截面,受力较大的第II、III层为I字形截面,外导环分布在第I、III、V层内导环与外导环由槽钢或由角钢分后弯制。
  5. 锚柱:是连接围笼与定位船钢丝绳拉缆的系缆点,当围笼末挂在定位管柱前时,围笼所受的水流冲击力,由拉缆传至定位船,固定围笼位置。锚柱由钢板焊成,内填C30砼。有潮水的河流,顶在围笼的上、下游方向各设二个锚柱。其大样见图3-5-4。
  6. 平衡重吊点:是用以减少围笼的起吊重量,其位置在围笼上、下游各2个,每个吊点由上、下两组四门滑车组成,上滑车是定滑车,固定在导向船的联结梁上,下滑车是动滑车,安设在围笼平衡重挑梁上,挑梁伸出端安装滑车,伸出的距离使在下沉围笼时起吊的钢丝绳不与各层导环磨擦,其大样见图3-5-4。
  7. 围笼拼装

结构拼装分一次拼装及分层拼装,按围笼下沉重量及起吊设备能力而定,围笼拼装大致可分为以下几个工序;铺设工作台及放样——>拼装围笼桁架——>拼装导环——>拼装托架——>安装导向木——>安设围笼支座——>铺设顶面工作台——>检查验收。图3-5-5为围笼拼装场地布置图。

  1. 围笼定位设备及其布置

水上定位设备包括承托围笼的导向船组,控制围笼位置的定位船,以及锚,链,缆绳等锚碇装备。其作用量保证围笼的浮运就位,起吊下沉,定位和基础、墩柱的施工。

a. 单向水流围笼定位设备主要设置在上游,其围笼定位总体布置如图3-5-6。

b. 水流为双向,其锚碇系统总体布置如图3-5-7。

名称 单位 规格 数量 说明
定位船 80t,7m*26m 2
导向船 300t,9m*30m 2
定位船主锚 3-5t铁锚式钢筋砼锚 8
导向船边锚 3t钢筋砼锚 2 基础采用地笼2个
定位船边锚 2t钢筋砼锚 4 基础采用地笼4个
主锚链 Φ75,28m 8
导向船边锚链 Φ40,28m 2
定位船边锚链 Φ55,28m 4
地龙锚链 Φ35—75,长10—20m 6
主锚缆 Φ37,长250—320 8
导向船边锚缆 Φ37,长150—200 2
定位船 Φ28,长150m 4
导向船地龙缆 Φ37,长200—250m 2
定位船地龙缆 Φ28,长200m 4
定位船拉导向船缆 Φ37,长140m 4
定位船拉围笼缆 Φ37,长150m 4
  1. 围笼起吊下沉

围笼起吊下沉方法主要是根据围笼重量及起吊设备能力而定,如起吊设备能力不足,还可以用浮箱充气辅助,常用的方法有:

  1. 浮吊起吊下沉

这种方法适用于浮吊起吊能力大于围笼重量,仅须用两艘浮吊即可起吊围笼,不增加其他复杂的起吊设备,围笼为一次下沉。如图3-5-8

  1. 浮吊及定量辅助吊架起吊下沉

利用平衡重原理,在导向船的联结梁上设吊架设4座,对称吊着围笼底层的平衡重下挑梁,吊架上挑梁的复式滑车组的钢丝绳一端吊平衡重,另一端缠在5t的绞车上,用以辅助浮吊起重能力的不足。

下沉步骤:(图3--5-9)

  1. 挂吊篮,并收紧吊钩钢丝绳,使浮吊处于开始受力状态。
  2. 将4个定量辅助吊架的绞车同时收紧,使平衡重处于将离船面情况。
  3. 解松围笼风揽。
  4. 浮吊及定量辅助吊架同时起吊,将围笼吊离船面,随着围笼的升高,平衡重也相应升高,但不得使围笼升高而平衡重降低。
  5. 拆除导向船与拼装船之间的木撑架及联结钢丝绳等,顺水流方向撤出拼装船。
  6. 两浮吊以相同速度下放围笼,同时以相应速度放松定量辅助吊架滑车组钢丝绳,控制平衡重高度。
  7. 将围笼下沉搁到导向船的围笼支架上,并调整到正确位置。
  8. 浮吊松钩,并将定量辅助吊架绞车端钢丝绳固定;使仍处于受力状态,以辅助托架受力。
  9. 在上、下游定位船上将围笼绳收紧,使围笼保持竖直状态。
  10. 注意事项:在有潮水双流向河流中,当流速小于1.7m/s时,可将浮吊横停放,但须将浮吊尾部用钢丝绳与上、下游定位船拉紧固定。四个平衡重不宜过早拆除,可以用以辅助托架受力。并可以调整围笼的水平度,平衡重最好等到围笼悬挂在定位管柱上后再行拆除。
  11. 围笼定位

围笼下沉后,即开始定位工作,要日夜不间断进行,其定位的允许偏差若设计无明确规定时,不得大于H/100(H为围笼底到水位高度)。围笼的平面位置是由导向船锚绳和定位船与导向船的联接缆绳子来调整控制,为了避免围笼倾斜,应注意下沉定位管柱的次序,首先应插下游1——2根管柱,再对称下插围笼直径两端其它的定位管柱。定位管柱应沉到规定深度,避免围笼挂上后下沉其它管柱时,引起个别定位管柱下沉,导致围笼变形。

  1. 管柱下沉

管柱下沉的顺序,首先是下沉定住管柱,将围笼悬挂其上,然后下沉其余管柱,定位管柱的数量,单向水流采用Ф155cm小直径管柱8根,双向水流时,为加快围笼的悬挂可采用4根定位管柱,选择其对应的4根管柱为辅助受力管柱。

  1. 管柱下沉的方法和程序

下沉方法:根据土层情况可采取以下不同的施工方法:

  1. 震动沉桩机震动下沉
  2. 震动与管内除土下沉
  3. 震动配合吸泥机下沉
  4. 震动配合高压射水下沉
  5. 震动配合射水,射风,吸泥下沉。

下沉施工程序:

  1. 准备工作:在管柱下端安装钢刃脚。
  2. 下沉作业:起吊管柱——>在围笼中插放管柱——>顺次接长管柱——>安装震动沉桩机——>震动下沉——>拆除震动沉桩机。(如采用射水,吸泥配合时,还包括射水管,吸泥管的安装、接长、射水、吸泥作业和拆卸射水、吸泥管等)。

附:各种震动力情况下不同土质下沉管柱的经验资料表3-5-1

项别 1 2 3 4 5 6 7 8
1 穿过地质情况 砾砂2-9m砾砂夹小卵石1.3m砂夹小砾石及小卵石2.3m 粗砂夹小卵石4.9m 人工堆土2.9m红色粘土3.6m 硬砂粘土1.4m 粉砂5.0m细砂10.0m中砂4.5m 粉砂7.8m淤泥质可塑粘土4.0 细砂2.0m黄土质砂粘土夹2.0卵石砂夹卵石0.7 细砂3.2m黄土质砂粘土7.7砂夹卵石0.5
2 管柱直径(m) 5.80 5.80 5.00 5.00 3.60 3.60 3.60 3.60
3 管柱长度(m) 15.00 15.00 20.75 20.75 20.75 20.75
4 振动体系重量(t) 106.00 106.00 72.00 81.00 90.00 90.00 90.00 90.00
5 入水深度(m) 6.5+4.0 4.9+4.0 6.50 19.50 11.80 12.20 11.40
6 应扣浮力(KN) 252.00 222.00 139.00 294.00 178.00 184.00 172.00
7 振动体系净重(t) 80.80 83.80 58.00 81.00 60.60 72.20 71.60 72.80
8 振动力(KN) 2500 1950 735/1470 2000 2500 2500 2500 2500
9 入土深度(m) 6.50 4.90 6.50 1.40 19.50 11.80 12.20 11.40
10 下沉方法 不吸泥不射水振动下沉 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左
11 刃脚下情况 刃脚承支 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左
  1. 下沉管柱主要机具和设备:表3-5-2
顺序

规格 单位 深水 浅水 说明
Ф1.55M Ф3.6M Ф3.6M Ф5.8M
1 浮吊 30T 1 1 起吊管柱、插射水管,装吸泥机
浮吊 75T 1 1 起吊管柱
2 水上天车 130T每台走行天车附起重小车二台 1 起吊管柱
3 龙门吊机 45T装5T电动绞车二台 1 起吊管柱
4 吊机 25-35T 1 1
5 振动打桩机 90型 1
振动打桩机 160型或420型 2 2 并联使用
振动打桩机 中—250型 4 每二台并联使用
6 空气吸泥机 Ф150MM配吸泥管 2 管长根据水深覆盖层考虑
空气吸泥机 Ф250MM 2 2 1 管长根据水深覆盖考虑
7 空气压缩机 9-23M3MIN配蓄风筒、风包、风表等 1 4 3 2 吸泥供气
8 高压水泵 Ф150MM6-10级配水包水表等 2 4 2 2 二台串联,吸泥,补水用
9 低压水泵 Ф150-250MM 1 2 抽水用
10 射水风管路设备 Ф75MM包括分配阀

Ф15-25M射水嘴、风嘴

2 2 2 1 管长根据水深覆盖考虑,管数,根据内外射水及射风考虑
11 发电机 320KVA 2 2 2 2 水泵振动打桩机等用
12 电焊机 交流 1 4 1 3
13 氧气切割机 1 2 1 1
14 桩帽 符合振动打桩机底座 1 2 1 1
15 长桩设备 分甲、乙、丙式 6
16 夹桩箍 2
17 吊具 2 2 1 1
18 卷扬机 5-7.5T双滚筒磨擦式 4 12 4 4 抓泥,吸泥
19 手摇绞车 5T 6 6 驳龙门架,拉地垅
20 抓泥斗 0.4m3双瓣式附抓泥架 9
21 水下切割器 1 1
22 潜水设备 1 1
23 水泵船 400T铁驳 1 1 1 1
  1. 管柱基岩钻孔及清孔

适用于设计需要管柱嵌固于岩盘时,管柱的基岩钻孔方法,一般采用冲击钻孔,也可采用旋转牙轮钻成孔。

各型冲击式钻机技术规格 表3-5-3

顺序 主要规格 单位 钻机类型
YKC-30型 YKC-31型 门式汽动一型 卧式汽动二型
1 钻头最大重量 Kg 4500 5000 10000 7200
2 钻头钢丝绳直径 Mm 26 32 39 37
3 钻头冲程 最大 Mm 1000 900 1600 1400
最小 Mm 500 700 1200 400
4 钻头冲击次数 最多 次/min 50 35 18 22
最小 次/min 40 -- 12 8
5 钻头最大直径 Mm 1300 1300 3000 3000
6 气缸直径 Mm 500 500
7 气缸压力 Mpa 70 50-70
8 空气消耗量 M3/min 30-40 20-23
9 提升钻头电动卷扬机 起重能力 T 10 7.5
滚筒直径 Mm 800 400
转数 R/min 3.2 5.5
卷扬速度 M/min 8.5-10 8.5-10
10 电动机 型号 AO-93/8型 AM6117-6GW型MT-42-8 TZR型 MT型
功率 W 40 115/40/16 60 60
11 钻机外形尺寸 长度 M 5.00 9.10 7.20 5.50
宽度 M 2.84 5.20 4.12 4.20
高度 M 12.00 9.30 11.25 12.90
12 钻机重量 T 11.10 25.00 13.50 27.25
  1. 冲击钻机钻孔

如管柱钻孔的基岩较坚硬时,除应采用较重的冲击钻头外,还需要配以能提升重的钻头及冲击频率高的钻机以加速成钻进速度。可选用表3-5-3所列各型冲击式钻机。

  1. 钻孔前准备工作
  2. 清除管柱内泥砂
  3. 探测钻孔深度和岩盘情况:为了测定岩面是否平整和管柱刃脚是否沉至岩盘,须用高压射水(水压1.5Mpa,射至岩面0.5Mpa,冲刷5分钟)多点控测岩面标高,并记录各点位置及岩面标高。据以确定翻砂的措施。
  4. 当发现管柱刃脚局部支承在岩盘上时,需采取以下措施后方能钻孔:

方法一:粘泥片石封底,依据管柱刃脚与最低岩面之差先投以等量粘泥块,其上再投片石和碎石,然后开动钻机,进行冲击,使粘泥块石堵塞漏缝。

方法二:水下砼封底:用水砼填平岩盘起伏,使刃脚与岩盘接触良好,此法比较可靠,但水下砼须经3-4天养护凝固后方可钻孔。

  1. 钻孔中泥浆的使用

在钻孔过程中随时抛投粘土块,由于钻头的连续冲击作用,使钻孔中形成泥浆及钻渣的混合体,借以清除钻孔内的钻渣。泥浆比重在1.1 –1.5之间。

  1. 钻孔施工方法及步骤
  2. 在围笼式管柱顶安设钻机工作平台,并拉好安全网。
  3. 安装钻机时应使钻头中心对准管柱中心。
  4. 安装钻头,钢丝绳及风管等,每台钻机应配有备用钻头一个。
  5. 吸尽管内泥砂后立即投入粘土块及片石,粘土用量为片石体积的3倍。
  6. 放下钻头开钻时,注意调节钢丝绳长度,防止钻头打空。
  7. 继续钻进时,及时补投粘土块,适时清渣。
  8. 每钻进1M,即用钢质检测器检查圆孔质量及深度。清除钻渣时,先取出钻头,再以杯形取碴筒提出钻渣。
  9. 探测孔底标高,进行检查,清理钻孔,终孔。
  10. 管柱的清孔堵漏关系到封底水下砼能否与孔壁及钻孔岩壁良好结合,一般成孔方法为:
  11. 钻机工作结束后,用空气吸泥机辅以高压射水吸出孔内钻渣泥浆,在吸泥过程中用低压泵向管内注水,保持管柱内水位高于江面水位。
  12. 待孔内钻渣泥浆清除后,再用水与风力同时作用的清孔器将孔壁冲洗干净,连合孔底残存泥浆一起清除。
  13. 经过清孔后提清孔器,检查沉淀吊斗内碴物的体积,若吊斗内积存的渣物厚度不超过1cm,认为合格。
  14. 灌注管柱内水下砼

管柱下达岩盘经清孔堵漏,在管柱内安放钢盘骨架伸入钻孔中后,即灌注水下砼。

  1. 灌注管柱水下砼施工程序

安放钢筋笼——>安放砼导管——>安放砼工作架及漏斗、储料槽——>灌注管柱内水下砼——>灌注完毕后拆除灌注工作台。

  1. 水下砼施工要点
  2. 在开始灌注前,按例行规定全面检查导管,并进行升降试验。
  3. 导管口离钻孔底的高度应比导管内径大10cm,导管应居中。
  4. 开始生产砼后,应及时掌握送入储料槽内的砼数量,安装好球塞,砼送入漏斗,开始射水,高压射水时间10分钟。
  5. 砼储备量达到要求后即停水,将射水管内水排除,剪球。
  6. 砼正常浇筑导管埋入砼内深度不得小于1M,大于4M。
  7. 做好砼试件及灌注记录工作。
  8. 浇筑过程中每间隔15—30分钏应测管内水下砼标高和导管底口标高,及时调整导管埋深。
  9. 管柱基础钢板桩围堰

钢板桩围堰是管柱承台及水下墩身部分施工时的防水围堰,其主要作用是灌注封底砼的模板和封底砼共同起防水的作用。其高度应高于施工水位1M。

  1. 钢板的插打
  2. 在单向河流中安插钢板桩,自围笼上游的中心线上开始,由两侧对称向中游依次插入,到下游合拢。在有潮水的河流上,为减少水流阻力,采取从两侧面开始向上、下游插打,在另一侧面合拢。如图3-5-11。
  3. 钢板桩插打作业步骤
  4. 安插钢板桩是使用浮吊的两个吊钩,将钢板桩从驳船上吊起,然后用两个吊钩起吊和下放,使钢板桩成垂直状态,脱出小钩移向安插位置,起吊前,锁口内嵌满黄油沥青混合料。
  5. 钢板桩就位下插,第一组钢板桩系沿导木下插(在围笼内导环上设置导向木),是整个围堰钢板桩的基准,要反复挂线检查,使其方向垂直准确,其余各桩组,以已插桩为准,对称锁口后,利用自重下沉。
  6. 每组钢板桩插完之后,用短钢筋头点焊固定在围笼顶层内导环上。
  7. 当钢板桩全部合拢后,用双动汽锤由上游及合拢处向围堰两侧逐次将钢板桩打到设计标高。
  8. 每组钢板桩必须按编号插入正确的桩位,每组偏差应小于+15MM。
  9. 钢板桩围攻堰的合拢措施

钢板桩围攻堰在合拢时,两侧锁口不一定平行,在一定范围内,可采用以下办法进行调整。

  1. 在钢板桩顶端使用千斤顶或复式滑车组调整上、下敞口平行,如图3-15-12

调整合拢的要点。

  1. 插打钢板桩的主要机械设备例表
序号 名称 规格 单位 数量 说明
1 吊船 30吨 2 吊插桩用
2 铁方舟 80-400吨 3 运桩
3 拖轮 120马力 1 拖运钢板桩
4 桩帽 2 沉桩
5 沉桩锤 1 沉桩配全套附件
6 电焊机 1
7 乙炔切割器 1
8 链滑车 3-5吨 2-4
9 滑车 2吨 4
10 潜水设备 1
  1. 围堰内吸泥清基

钢板桩围堰内清基工作,采用吸泥机进行,每台吸泥面积为12—26M2,靠近钢板桩附近的泥砂较难吸出,可用潜水工以射水管(0.3-0.5Mpa)的水压将泥砂冲移至吸泥机附近。

  1. 围堰内水下砼封底及抽水

一般水下砼施工,前面已多有叙述,此处着重介绍围堰内大面积水下砼封底有关问题:

  1. 依据封底砼需要量,配置相应的水下砼拌和机械及起吊的吊斗,浮吊等设备。
  2. 搭制工作台:灌注水下砼工作台高度一般为8M,用万能杆件拼成,其上设储料槽,下料槽及漏斗等。
  3. 设置汇水井:水下砼封底面(达到一定强度),需进行抽水清基,为汇集积水,须设置汇水井,可用汽油筒内装黄沙,密封下沉就位,筒顶略高出封底砼顶面,用铁丝固定。
  4. 导管的布置
  5. 导管布置的原则是:
  6. 流动半径3.5-4.0m不得大于5m。
  7. 各导管的流动范围大致相等。
  8. 由于导管太长,万一灌注中发生堵塞,相邻导管可以投入工作,因此导管布置应较密一些。
  9. 保证灌注水下砼的整体、密实性,应采取下列措施。
  10. 采用分层往复灌注,即每次同时灌注3—5根导管,由围堰上游逐步向下游推进,分层灌注2—3M高一层,再返回灌注第二层。施工示例如图3—5—16。
  11. 第一组2-1-3导管剪球,灌注正常后,第二组4-6-5导管剪球。
  12. 第二组导管浇筑正常后,关闭第一组导管,第三组7-8-9导管剪球。
  13. 第二组从头至尾不停,第一组,第三组交叉开放,反复进行,实际同时最多开放6根导管进行灌注。
  14. 采用分层往复灌注一定要在下层砼未达到初凝前浇筑上一层砼,必要时应掺加缓凝剂延长初凝时间。
  15. 导管埋入砼中深度至少1M以上,2—4M为宜。
  16. 砼坍落度采用18—20CM,收尾时用20——22CM,流动坡度控制在1/5—1/10之间。
  17. 围堰内抽水—应在封底砼达到规定强度后进行抽水。
  18. 抽水前对钢板桩与导环之间的所有空隙用硬木楔或铁片进行填塞,水下部分由潜水员进行。
  19. 刚开始抽水时,可利用吸泥管进行抽水,等抽不上来时,再将水泵放入围堰内抽水,同时应配备从堰外向内灌水的水泵,一旦发生变形立即向堰内灌水,保持内外平衡。待检查处理后再抽水。
  20. 抽水过程中,须派专人对钢板桩和内导进行观察,同时由专门人员进行堵漏,堵漏工作堰内外同时进行,堰内用棉絮,堰外用细煤碴和木屑混合物倒入漏水部分。
  21. 围堰内水下灌注砼封底主要设备示例表:
序号 名称 规格 单位 数量 说明
1 砼拌和机 0.4m3 8
2 砼吊斗 2.0m3 10
3 浮吊 3
4 运输船 4
5 砼漏斗 1.1m3 9
6 砼导管 Ф250MM M 270
7 附着式震捣器 1.0—0.5kw 9 防止卡管用
8 电动卷扬机 1—3T 4
9 链滑车 3—5T 10
10 灌注工作台 1
11 木料 M3 7 工作台等使用
  1. 附注:
  2. 由于管柱施工定位和导向设备施工较复杂,70年代江西九江长江大桥提出用双壁钢围堰加钻孔灌注桩的新结构,取代深水管柱基础。
  3. 本章有关内容摘自新编《桥涵施工手册》第八章和公路施工手册桥涵上册。

3.6 沉井基础

3.6.1施工前准备

  1. 详细调查了解水文地质情况,对沉井下沉所通过的地层地质构造,土层深度,特性,地勘孔位(每个沉井应至少有二个钻孔),以及河道通航,流水,高水位等各项水文资料。
  2. 清理场地
  3. 筑岛沉井在修围堰和筑岛前,应对墩位场地的孤石,杂草,树根,等杂物予以清除,并平整场地,对软硬不均的地表应换土或加固。
  4. 浮式沉井在浮运前,对河床标高,冲刷情况进行测定,对倾斜较大的河床面应整平。
      1. 沉井制作(砼及钢筋砼沉井制作)
  5. 筑岛:分无围堰的土岛和有围堰的岛(用砂夹卵石填筑)
  6. 土岛:适用于浅水,流速不大的场所,筑岛用料为砂及砾石,其外侧边坡不应陡于1:2。为避免冲刷迎水面应堆码草袋。
  7. 围堰筑岛:各种围堰形式详见桩基施工。
  8. 砼及钢筋砼沉井制作

在岸滩式浅水中修造沉井,采用筑岛法施工,在深水中修造沉井,采用浮式沉井施工。

  1. 筑岛法施工沉井的制作
  2. 筑岛:依据设计图纸和桥位测量基线桩定出筑岛中心桩,整平,填实,筑岛顶面应高出施工水位0.5m以上。
  3. 铺设垫木:刃脚下应满铺垫木,一般使用长、短两种垫木相同布置,具体要求见下表:
序号 项目 要求
1 垫木材料 质量良好的短方木
2 垫木铺设方向 刃脚的直线修垂直铺设,圆孤段径向铺设
3 垫木下承压应力 应小于岛面允许压应力
4 刃脚下和隔墙下垫木应力 应基本上相等
5 铺垫次序 应先从各定位垫木开始向两边铺设
6 支撑排架下的垫木 应对正排架中心线铺设
7 铺垫顶平面最大高差 ≯3cm
8 调整垫木高度 不应在垫木下塞石块,木块以免受力不均
9 相邻两垫木高差 ≯0.5cm
10 垫木间空隙 填沙捣实
11 垫木埋入岛面深度 垫木高度的一半

垫木铺设数量计算公式n=G/(L*b*[σ]

式中[σ]=基底土壤承压力

n=垫木根数

G=第一节沉井重

L*b=垫木的长和宽

  1. 沉井模板安装:首先精确放出沉井平面大样(弹线)。
  2. 外侧要刨光,拼接平顺。
  3. 模板安装顺序为:刃脚斜面及隔墙面模板——>井孔模板——>绑扎钢筋——>主外模——>调整各部尺寸—— >全面紧固拉杆,拉箍,支撑等。
  4. 沉井模板支好后,须复核尺寸,位置,刃脚标高,井壁垂直度,检查模板支撑。
  5. 支立第二节以上各节模板时,应用圆钢拉杆,环箍加劲牢固,不易支撑于地面上,以防沉井浇筑中下沉造成跑模。
  6. 沉井砼灌筑,养护及拆模
  7. 沉井砼灌注应沿四壁对称均匀进行,避免因高差产生不均匀下沉,每节沉井砼应一次浇完。
  8. 养护:正常洒水,覆盖。沉井顶面砼凿毛可在砼强度>2.5MP时提早进行。
  9. 拆模:砼达到规定强度后即可拆模,拆模顺序为:井壁外侧面模板及井孔内侧模板——>隔墙下支撑及隔墙底模——>刃脚斜面下支撑及刃脚斜面模板。

拆模的注意事项:

--隔墙及刃脚下支撑应对称依次拆模,由中向边进行。

--拆模后,下沉抽垫前应将刃脚回填密实,防止不均匀下沉。

  1. 沉井接高注意事项
  2. 接高时底节顶面应高出地面0.5-1.0m,应在下沉偏差允许范围内接高。
  3. 当沉井底节在偏斜状态时,严禁竖直向上接高,接高时各节的竖向中轴线应与下面的一节重合,外壁应竖直。
      1. 沉井下沉

沉井下沉主要是通过从井孔内挖土,清除刃脚下阻力,依靠自重克服井壁磨擦力下沉。下沉挖土方法有:

土质 下沉除土方法 说明
砂土 抓土吸泥 若抓土宜用两瓣式抓斗
卵石 吸泥,抓土 以直径大于卵石粒径的吸泥机吸泥为好,若抓斗宜选用四瓣式。
粘性土 吸泥,抓土 一般需辅以高压射水,冲碎土层
风化岩 射水,放炮 碎块可用抓斗或吸泥机取出
  1. 排水开挖下沉

在稳定的土层中,渗水量小于1m3/m2*小时,可采用排水开挖下沉。

  1. 挖土时先将刃脚内侧的回填土分层挖去,定位承垫处的土最后挖除,一层挖完再挖第二层。
  2. 土质松软时,在分层挖回填土的过程中,沉井即逐渐下沉,当刃脚下沉至沉井中部土面大体齐平时,即可在中部先向下沉沉40-50cm,再向四周均匀扩挖,再分层挖除刃脚内侧的土台。
  3. 在坚硬的土层中,可先分段掏空刃脚,随即回填砂砾。即跳槽法开挖,最后挖定位承垫下的土(岩)层。
  4. 遇有岩层时,顺序开挖刃脚内侧和外侧,风化岩(或软岩)可用风镐,风铲挖除,硬岩层可以打眼爆破。
  5. 不排水开挖下沉
  6. 具体要求
  7. 井内挖土深度,一般根据土质而定,最深不应低于刃脚下2m。
  8. 尽量加大刃脚对土的压力。
  9. 通过粉砂,细砂等松软地层时,不宜以降低井内水位而减少浮力的办法,促使沉井下沉。应保持井内水位比井外高1—2m以防止流砂涌向井内,引起沉井倾斜。
  10. 除了纠偏外,井内的土应由各井孔均匀清除,各孔内高差不超过50cm。
  11. 抓土下沉施工

抓土一般锅底比刃脚低1—1.5m,刃脚周边不易坍落时,应采用高压水抢冲刃脚部位辅助下沉,多孔井时,每个井孔需配备一套抓土设备。出土方式可采用特制的挂勾甩土或利用井顶运输轨道(震于抓斗工作范围)。

  1. 吸泥下沉

吸泥机有水力吸泥机,水力吸石筒及空气吸泥机。通常采用吊架或吊机维持其悬吊状态,管力垂直,并能在井内移动位置。吸泥时,其吸泥管口泥面高度一般为0.15—0.5m。吸泥时应经常变换位置,提高吸泥效果,使井底泥面均匀下降,靠近刃脚及隔墙下的土层如不能向中间锅底自行坍落时,可用高压水抢射水冲击。吸泥操作水深不宜小于5m,因此筑岛一段开始下沉时,可采用排水开挖或抓斗下沉方法,或向井内注水,增大吸泥深度。吸泥机工作时应经常调整吸泥管口距泥面的高度,以能经常吸出最稠的泥浆为准。工作时注意泥面变化,防止周边坍方埋住吸泥机,停吸时,应先将吸泥机提升一定高度后再关闭风阀。

  1. 沉井的施工测量
  2. 沉井顶面中心测量:在岸上导线点利用红外线测距仪,直接测出沉井中心位置或利用预先设置的基线三角网进行交汇法测出沉井中心位置,根据中心位置检查沉井各点下沉中的偏差,在施工中予以纠正。
  3. 刃脚标高测量
  4. 沉井下沉前求出刃脚假定标高,下沉接高时,将刃脚底面标高返至井顶面。
  5. 接高测量:沉井接高时,其基准面也要逐节向顶面返,保持上、下基准面平行,竖向轴线垂直。
  6. 下沉深度测量:按实测顶面标高和量得的沉井高度,计算下沉深度标高。
  7. 当最后一节沉井,下沉至顶面露出水面0.5m时,应设置防水挡土墙围堰,再继续下沉至设计标高。
  8. 沉井下沉过程中发生偏差的原因及预防措施
序号 产生原因 预防措施
1 筑岛被水流冲坏或沉井一侧的土被水流冲空 事先加强对筑岛的防护,对水流冲刷的一侧可抛卵石或片石防护
2 沉井刃脚下土层软硬不均 随时掌握地层情况,多挖土层较硬地段,对土质较软地段应少挖,多留台阶或适当回填和支垫
3 没有对称地抽出垫木或未及时回填夯实 认真制订和执行抽垫操作细则,注意及时回填夯实
4 除土不均匀,使井内土面高低相差过大 除土时严格控制井内泥面高差
5 刃脚下掏空过多,沉井突然下沉 严格控制刃脚下除土量
6 刃脚一角或一侧被障碍物搁住没有及时发觉和处理 及时发现和处理障碍物,对未被障碍物搁住的地段,应适当回填或支垫
7 井外弃土或河床高低相差过大,偏土压对沉井的水平推移 弃土应尽量远弃,或弃于水流冲刷作用较大的一侧面,对河床较低的一侧可抛土(石)回填
8 排水开挖时,井内大量翻沙 刃脚处应适当留有土台,不宜挖通,以免在刃脚下形成翻沙通水通道,引起沉井偏斜
9 土层或岩面倾斜较大,沉井沿倾斜面滑动 在倾斜面低的一侧填土挡御,刃脚到达倾斜岩面后,应尽快使刃脚嵌入岩层一定深度,或对岩层钻孔,以桩(柱)锚固
10 在软塑至流动状态的淤泥土中,沉井易于偏斜 可采用轻型沉井,踏面宽度宜适当加宽,以免沉井下没过快而失去控制

6)沉井纠偏施工方法:请查阅公路桥涵施工手册有关章节。

      1. 沉井基底清理

沉井下到设计标高后,应进行基底清理以便封底。

  1. 排水清基
  2. 当沉井刃脚下岩面较平整,刃脚与岩面间空隙不大时(20cm以内),可用1:1水泥砂浆封堵间隙后排水清基。
  3. 岩石风化层较多,清基时应将风化层全部凿除,然后由潜水工将刃脚与岩石间空隙部分泥砂软层清理干净,在刃脚内侧堆码一圈砂袋,作为封堵砂浆的内模,用塑料袋或桶盛1:1水泥砂浆(必要时可掺2%氟化钠)缓缓吊送给潜水工,由潜水工将砂浆倒内砂袋与刃脚的空间内进行封堵,施工应连续进行。待砂浆达到一定强度后抽水进行井内清基工作。
  4. 非岩石类土基底水下清基

基底设置在非岩石类土层上的沉井、井孔内、刃脚及隔墙下的土层均应进行清理,以形成封底锅底坑。清基时可采用射水,吸泥式抓泥交替进行。清基时应注意控制泥面高度以及不要过分忧动刃脚下土层,以免引起翻砂或下沉,基底范围内的浮泥松土不易超过10cm,封底砼高度内的井壁及隔墙底面的粘泥应尽可能洗净。由潜水员和测量人员共同测定井孔底面标高。

      1. 沉井封底

可分为排水封底和不排水封底两种,依据井度渗水情况选用。不排水封底有三种方法:垂直导管法灌注水下砼,堆土灌浆法和装袋法灌注水下砼。

  1. 导管法灌注水下砼:其施工方法与钻孔桩水下砼基本要求相同,一般采用一根或多根导管砼时(或依次灌注)。
  2. 导管平面布置:应使各导管的有效灌注半径互相搭接,并覆盖满基底全范围。一根导管的灌注的范围可参考下表:
导管作用半径(m) 当宽:长=1:1时 当宽:长=1:2时 当宽:长=1:3时
宽和长(m) 面 积

(m2

宽和长(m) 面积(m2 宽和长(m) 面积(m2
3.0 4.2*4.2 17.6 2.7*5.4 13.6 1.9*5.7 10.8
3.5 5.0*5.0 25 3.1*6.2 19.2 2.2*6.5 14.3
4.0 5.6*5.6 31.4 2.5*7.1 24.8 2.5*7.5 18.7
4.5 6.3*6.3 39.8 4.0*8 32 2.8*8.4 23.5
  1. 在井顶搭设灌注支架,悬挂储料斗、漏斗、导管,在灌注砼全部过程中,导管埋入砼的深度至少应保持1.0—1.8m以上(导管作用半径大,埋深亦大)。
  2. 主要设备:

储料槽,串筒,漏斗,导管,震动器,导管提升设备,隔水球,检查锤,测深锤,抽水设备,射水设备,清孔设备,砼拌和、运输设备等。

  1. 质量检查:可采用钻芯取样方法。
  2. 沉井施工工艺流程:
      1. 潜水作业:请详见公路桥涵施工手册有关章节。
      2. 浮式沉井施工:同上。
    1. 水中钻孔灌注桩施工

水浅时,一般可采用土石围堰,木排架组成的便桥等方法,当河流较宽,或受涨落潮影响水位变化较大的深水中进行钻孔灌注施工时应先修筑施工便桥及施工平台,其常用的施工方法和材料为钢管桩,及钻孔灌注桩基础,贝雷梁施工平台方案。

3.7.1施工平台

  1. 厦门大桥施工方案

本方案以钢管桩做为施工平台承重基础,顶面用贝雷架搭设施工平台,每个墩施工平面的平面尺寸为12m*20m,要求布置两台冲孔机和主要设备,平台基础采用14根Φ500钢管柱,平台及平台间以贝雷人行桥连接。

因为淤泥软弱,残积土不成层,为保证钢管桩稳定,要求沉桩后立即焊上水平撑和十字风撑,形成整体,平台设计承受荷载为100t,平台及工艺示意图如下:

施工选用35t吊车吊装,拟上吊车的平台为保证足够的稳定,加大了钢管桩的嵌岩深度,贝

雷梁采用单层双排布置形式。

  1. 济南黄河桥
  2. 平台:主跨墩平台位于黄河主河槽内,施工时钻机置于平台上钻孔,平台上部荷载按履-50考虑(钻机选QJ-250型),平台的下部构造为钢筋砼钻孔灌注桩,顺桥向前看排桩,钻孔桩直径Φ70cm,长20m,上接70cm*70cm方柱,柱与柱之间用2*I36工字钢与柱上预埋铁件焊牢,然后在每项柱顶上放置了排间距45cm的贝雷梁,柱与柱之间贝雷梁有自制的∠100*100*10角钢交叉做横向联接系。贝雷上放I36工字钢,放于节点位置(跨径3.0),横梁放置时要照顾到桩位,留出桩施工位置以便下护筒钻孔,横梁放置后其上铺钢板桩做为桥面。
  3. 便桥:

便桥下部同平台,桩长为18m,上部采用下承式装配钢桥(战备用的,外租),2排单层贝雷放置好后拉斜撑,上铺标准式横梁,纵梁,再上铺5*10*380cm木反做桥面板。(标准式横梁,纵梁自铁路舟桥处租来)。

      1. 打设护筒

护筒长度根据水文地质情况而定,此处为13M长护筒用δ=10mm厚钢板制成,打设护筒时做了专用导向架,护筒沉放时应按桩位准确地定出位置,在导向架作用下,上置替打架,用60t振动锤震动下沉至设计标高。在施打过程中,注意震动锤的偏心,随时调整护筒的垂直度。该桥在黄河泛期为避免冲刷护筒底部,在平台四周泛期前打了钢板桩围堰,板桩底位于冲刷线以下 米。

※厦门大桥采用钢筋砼护筒,外径1.7m,内径1.5m,节长2m,节间预埋8片钢板以便焊接,下沉护筒采用定位导向架。(在+3.0m,+7.0m标高处设置2道定位导向架,并在二道定位导向架间用4根轻轨连接做为纵向的定位导架,以便护筒下沉更平顺),此施工方案由于预应力砼护筒节点多,联结不理想,垂直度,防水性均差,施工中问题多,不易选用。

      1. 成孔:

安装钻孔前应先将护筒内的杂物清理干净,特别是掉下去的铁件,极易损伤钻头或扭断钻杆。钻机就位时钻头中收应对中护筒中心(护筒位置要正确),在开钻前先用膨胀土制备泥浆,泥浆比重为1.2,(在粘土层可自行造浆,控制护筒水头,一般维持在3m左右。钻机钻进时,为了保证垂直度,避免斜孔,弯孔和扩孔现象,采用自然吊锤法,减压钻进,钻机的主吊钩始终承受部分钻机重,孔底承受钻压不得超过钻杆、钻头和压块的重力的80%。

      1. 清孔,钢筋笼吊放,砼灌注与前叙钻孔灌注桩相同。
    1. 承台施工
  1. 施工方法
  2. 围堰及开挖方式的选择
  3. 当承台位置处于干处时,一般直接采用明挖基坑,并根据基坑状况采取一定措施后,在其上安装模板,浇注承台砼。
  4. 当承台位置位于水中时,一般先设围堰(钢板桩围堰或吊箱围堰)将群桩用在堰内,然后在堰内河底灌注水下砼封底,凝结后,将水抽干,使各桩处于干地,再安装承台模板,在干处灌筑承台砼。
  5. 对于承台底标高位于河床以上的水中,采用有底吊箱或其它方法在水中将承台模板支撑和固定。如利用桩基,或临时支撑直接设置(如图),承台模板安装完毕后抽水,堵漏,即可在干处灌筑承台砼。

承台模板支承方式的选择应根据水深、承台的类型、现有的条件等因素综合考虑。

  1. 围堰

围堰的形式根据地质情况、水深、流速、设备条件等因素综合考虑,围堰类型及适用条件见下表

堰的类型 适用条件
土石堰 土堰 适于水深<2米,流速≤0.5米/秒,河床不透水,宜在河边浅滩,如外坡有防护措施时,可不限于小于0.5米/秒的流速。
草(麻)袋堰 适于水深3.5米以内,流速1.0-2.0米/秒,河床不透水。
木桩竹条堰 适于水深1.5-7米,流速≤2.0米/秒,能打桩、不透水河床,盛产竹木地区。
竹篱堰 适于水深1.5-7米,流速≤2.0米/秒,能打桩、不透水河床,盛产竹木地区。
竹笼堰 适用范围较广,盛产竹木地区
堆石土堰 适用于河床不透水,多岩石的河谷,水流速在3米/秒以内。
木堰 木板堰 适用于水深2米,流速≤2.0米/秒,较坚实土质河床,盛产木材地区。
杩槎堰 适用于水深2米,流速≤2.0米/秒,较坚实土质河床,盛产木材地区。
木笼堰 适用于深水,急流,或有流水,深谷,险滩,河床坚硬平坦无覆盖层,盛产木材地区。
套箱 木(钢)套箱 适用于深水,流速≤2.0米/秒,无覆盖层,平坦的岩石河床。
钢丝网混凝土套箱 适用于深水,流速≤2.0米/秒,无覆盖层,平坦的岩石河床。
板桩围堰 木板桩围堰 单层木板桩适用于水深在2-4米,能打下木板桩的土质河床;双层木板桩中填亚、粘土墙,适用于水深4-6米。
钢板桩围堰 适用于深水或深基坑,较坚硬的土石河床,防水性能好,整体刚度性较强。
钢筋混凝土板桩围堰 适用于深水或深基坑,各种土质河床,可作为基础结构的一部分,亦有采用拔除周转使用的,能节省大量木材。
  1. 开挖基坑
  2. 基坑开挖一般采用机械开挖,并辅以人工清底找平,基坑的开挖尺寸要求根据承台的尺寸,支模及操作的要求,设置排水沟及集水坑的需要等因素进行确定。
  3. 基坑的开挖坡度以保证边坡的稳定为原则,根据地质条件,开挖深度,现场的具体情况确定,当基坑壁坡不易稳定或放坡开挖受场地限制,或放坡开挖工作量大不经济时,可按具体情况采取加固坑壁措施,如挡板支撑,混凝土护壁,钢板桩,锚杆支护,地下连续壁等。
  4. 基坑顶面应设置防止地面水流入基坑的措施,如截水沟等。
  5. 当基坑地下水采用普遍排水方法难以解决,可采用井点法降水,井点类型根据其土层的渗透系数,降水的深度及工程的特点进行确定。
  6. 承台底的处理
  7. 低桩承台:当承台底层土质有足够的承载力,又无地下水或能排干时,可按天然地基上修筑基础的施工方法进行施工。当承台底层土质为松软土,且能排干水施工时,可挖除松软土,换填10-30cm厚砂砾土垫层,使其符合基底的设计标高并整平,即立模灌筑承台砼。如不能排干水时,用静水挖泥方法换填水稳性材料,立模灌筑水下砼封底后,再抽干水灌筑承台砼。
  8. 高桩承台:当承台底以下河床为松软土时,可在板桩围堰内填入砂砾至承台底面标高。填砂时视情况决定,可抽干水填入或静水填入,要求能承受灌注封底砼的重量。当底层土承载力小于0.15H公斤/厘米2[H为水中封底砼厚度(米)],而围堰内水不易排干,填砂砾尚不能支承封底砼的重时,则应考虑提请监理和设计单位进行变更设计或降低承台到能承受封底砼重量的土层土,或提高承台采用吊箱围堰施工。
  9. 模板及钢筋

在设置模板前应按前述做好承台底的处理,破除桩头,调整桩顶钢筋,作好喇叭口。模板一般采用组合钢模,纵、横椤木采用型钢,在施工前必须进行详细的模板设计,以保证使模板有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠的承受施工过程中可能产生的各项荷载,保证结构各部形状、尺寸的准确。模板要求平整,接缝严密,拆装容易,操作方便。一般先拼成若干大块,再由吊车或浮吊(水中)安装就位,支撑牢固。钢筋的制作严格按技术规范及设计图纸的要求进行,墩身的预埋钢筋位置要准确、牢固。

  1. 砼的浇注
  2. 砼的配制要满足技术规范及设计图纸的要求外,还要满足施工的要求。如泵送对坍落度的要求。为改善砼的性能,根据具体情况掺加合适的砼外加剂。如减少剂、缓凝剂、防冻剂等。
  3. 砼的拌和采用拌和站集中拌和,砼罐车通过便桥或船只运输到浇注位置。采用流槽、漏斗或泵车浇注。也可由砼地泵直接在岸上泵入。
  4. 砼浇注时要分层,分层厚度要根据振捣器的功率确定,要满足技术规范的要求。
  5. 大体积砼的浇注:随着桥梁跨度越来越大,承台的体积变得很大。越来越多的承台砼的施工必须按照大体积砼的方法进行。大体积砼的施工除遵照一般砼的要求外,施工时还应注意以下几点:
  6. 水泥:选用水化热低,初凝时间长的矿清水泥,并控制水泥用量,一般控制在300kg/m3以下。
  7. 砂、石:砂选用中、粗砂,石子选用0.5-3.2cm的碎石和卵石。夏季砂、石料堆可设简易遮阳棚,必要时可向骨料喷水降温。
  8. 外加剂:可选用复合型外加剂和粉煤灰以减少绝对用水量和水泥用量,延缓凝结时间。
  9. 按设计要求敷设冷却水管,冷却水管应固定好。
  10. 如承台厚度较厚,一次浇注砼方量过大时,在设计单位和监理同意后可分层浇注,以通过增加表面系数,利于砼的内部散热。分层厚度以1.5m左右为宜,层间间隔时间5-14天之间,上层浇注前,应清除下层水泥薄膜和松动石子以及软弱砼面层,并进行湿润,清洗。
  11. 砼养生和拆模:

砼浇注后要适时进行养生,尤其是体积较大,气温较高时要尤其注意,防止砼开裂。砼强度达到拆模要求后再进行拆模。

  1. 工艺流程

围堰及开挖

台底清理

模板安装

钢筋绑扎

砼养生及拆模

砼浇注

模板制作

钢筋加工

砼拌和、运输

  1. 主要机械设备

砼拌和机(站)、砼罐车、砼泵车、抽水机、吊车等。

    1. 墩、台身施工

3.9.1 施工方法:

  1. 在承台顶面准确放出墩台中线和边线,考虑砼保护层后,标出主钢筋就位位置。
  2. 将加工好的钢筋运支工地现场绑扎,在配置第一层垂直筋时,应使其有不同的长度,以符合同一断面筋接头的有关规定。随着绑扎高度的增加,用圆钢管搭设绑扎脚手架,作好钢筋网片的支撑并系好保护层垫块。
  3. 条件许可时,可事先加工成钢筋网片或骨架,整体吊装焊接就位。
  4. 将标准钢模组合成分块模板片,板片高度及宽度视墩台身尺寸和吊装能力确定。
  5. 用夹具将I字钢立柱和板片竖向连接,横向销钉和槽钢横肋,将整个模板连成整体,安装就位,用临时支撑支牢,待另一面模板吊装就位后,用圆钢拉杆外套塑料管并加设锥形垫,外加垫块螺帽,内加横内撑,将二面模板横向连成整体,校正定位。
  6. 端头模板要和墙面模板牢固连接,认真采取支撑、加固措施,防止跑模、漏浆。
  7. 为保证模板的使用性能和吊装时不变形,模板必须有足够的强度、刚度和稳定性,事先进行认真的设计。
  8. 施工脚手架用螺栓连接在立柱上,立柱下部设置可调斜撑,以确保模板位置的正确。
  9. 安装直坡式墩台模板,为便于提升,宜有0.5-1%模板高度的锥度,在制作模板时可根据锥度要求加工一定数量的梯形模板,为适应于空心墩台,还须制作收坡式模板。
  10. 使用接装式模板修筑圆形、方形墩时,可视吊装能力,分节组拼成整体模板,以加快进度,保证质量及安全。
  11. 统筹安排砼拌合站的位置,拌合站的拌合能力必须满足施工需要,原材料质量、砼施工配合比、坍落度等必须符合设计要求。
  12. 砼浇筑前应将模板内杂物、已浇砼面上泥土清理干净,模板、钢筋检查合格后,方可进行砼的浇筑。
  13. 砼的水平运输视运距远近和方量大小可选用手推车、轻便轨道活底斗车、自卸汽车或砼拌合车。砼垂直运输常用各种吊机、扒杆、吊架、砼泵、砼泵车及皮带输送机等进行高墩台的砼浇筑。
  14. 墩台身高度不大时,可搭设木板坡道,中间钉设防滑木条,用手推车运输砼浇筑。当墩台身高度较大,砼下落高度超过2m时,要使用漏斗、串筒。
  15. 拼装式模板用于高墩台时,应分层支撑、分层浇筑,在浇筑第一层砼时,于墩台身内预埋支承螺栓,以支承第二层模板的安装和砼的浇筑。
  16. 浇筑墩台砼通常搭设普通外脚手架,浇筑高墩台砼时,须采用简易活动脚手或滑动脚手。浇筑空心高墩台砼宜搭设内脚手,并兼作提升吊架。
  17. 砼应分层、整体、连续浇筑,逐层振捣密实,轻型墩台需设置沉降缝时,缝内要填塞沥青麻絮或其它弹性防水材料,并和基础沉降保持顺直贯通。
  18. 砼浇筑时要随时检查模板、支撑是否松动变形、预留孔、预埋支座钢板是否移位,发现问题要及时采取补救措施。
  19. 砼浇筑完成应适时覆盖洒水养生,预松模板拉杆透水养生,拆模后也可采用喷洒养生剂、圈套塑料养生。
  20. 浇筑轻型薄壁墩台,为防止出现砼裂缝,施工时应认真进行砼配合比设计,严格计量投料,精心施工,重视养生。为保持其墙体的稳定,砼浇筑后,要抓紧安排支撑梁砼的施工,以及上部构件的吊装,使整个构造物早日形成受力框架。
  21. 高大的后仰桥台,为平衡偏心,应在浇筑台身砼之后,及时填筑台后路堤土方,防止桥台后倾或前滑。未经填土的台身露出地面的高度不得超过4m,以防因偏心造成基底的不均匀沉陷。

3.9.2 工艺流程:

测量放样

钢筋绑扎

模板安装

砼养护

砼浇筑

拆模

钢筋加工

模板组装

砼拌合运输

留试件

3.9.3 主要机械设备:

砼拌合机、吊车。

    1. 砖、石、砼预制块墩台的砌浇

3.10.1施工方法:

  1. 准确测出墩台纵横向中线,放出实样、挂线砌浇。
  2. 在砌筑墩台身的底层块时,如基底为岩石或砼时,应将其表面清洗干净,坐浆砌筑。如基底为土质时,应夯实,则不必坐浆。
  3. 墩台身须分段分层砌筑,二相邻工作段的砌筑高差不宜超过1.2m,分段位置以设在沉降缝或伸缩缝处为宜。
  4. 砌筑用的石料应经过精细加工,分层分块编号,对号入座,砌筑时,较大石料用于下部,坐满砂浆后再依次砌筑上层,砌筑上层时,不得振动下层石料。
  5. 砌筑斜面墩台时,斜面要逐层收坡,保证规定坡度。
  6. 砼预制块砌筑顺序先从角石开始,竖缝用厚度比灰缝略小的铁片控制,缝内坐满灰浆,安砌后立即用扁铲捣实。
  7. 砌块用砂浆粘结,不得直接接触,要使砌缝均匀整齐。
  8. 随着砌体的升高,适时搭设脚手架,用以堆放材料及砂浆,施工脚手有轻型固定式、梯子式、滑动升高式、简易活动式等数种,可根据具体情况选用。
  9. 砌筑材料及砂浆的提升方法,在砌体不高时,可用简单马凳、跳板直接运送;砌体较高时,可用各种吊机、扒杆等小型起重设备运送。

3.10.2工艺流程:

测量放样

基底清理

砌筑

搭设脚手及提升设备

勾缝及养生

拆除脚手及场地清理

砌料加工及运送

砂浆拌制及运送

准备材料

3.10.3主要机械设备

灰浆拌和机、运输汽车。

3.11 预应力砼连续箱梁的现浇施工

城市立交及高架桥、大型桥梁的引桥一般都在旱地,采用支架就地浇注应用得非常广泛,预应力砼连续箱梁的现浇相对讲设备简单,大部分的施工队伍都能广泛应用。

  1. 施工方法
  2. 地基处理

地基处理的方式根据箱梁的断面尺寸及支架的型式对地基的要求而决定,支架的跨径大,对地基的要求就高,地基的处理形式就得加强,反之就可相对减弱。地基处理形式有①地基换填压实;②砼条形基础;③桩基础加砼横梁等。

地基处理时要做好地基的排水,防止雨水或砼浇注和养生过程中滴水对地基的影响。

  1. 支架

用于砼箱梁施工的支架主要有①用万能杆件进行拼装;②强力支柱与桁架,工字钢的组合体系;③贝雷片拼装;④轻型门式支架;⑤其它钢木混合结构。确定采用何类支架必须根据现有材料设备情况及工程特点。目前轻型门型支架应用较多。

支架的布置根据梁截面大小并通过计算确定以确保强度、刚度、稳定性满足要求,计算时除考虑梁体砼重量外,还需考虑模板及支架重量,施工荷载(人、料、机等),作用模板、支架上的风力,及其它可能产生的荷载(如雪荷载,保证设施荷载)等。

支架应根据技术规范的要求进行预压,以收集支架、地基的变形数据,作为设置预拱度的依据,预拱度设置时要考虑张拉上拱的影响。预拱度一般按二次抛物线设置。

支架的卸落设备可根据支架形式选择使用木楔、砂筒、千斤顶、U型顶托等,卸落设备尤其要注意有足够的强度。

  1. 模板

模板由底模、侧模及内模三个部分组成,一般预先分别制作成组件,在使用时再进行拼装,模板以钢模板为主,在齿板、堵头或棱角处采用木模板。

模板的椤木采用方钢、槽钢或方木组成,布置间距以75cm左右为宜,具体的布置需根据箱梁截面尺寸确立,并通过计算对模板的强度、刚度进行验算。

模板的支撑应该牢固,对于翼板或顶板采用框架式木支撑。对于一次性浇注砼的箱梁,内模框架由设置在底模板上的预制块支撑,预制块砼强度同梁体同标号。对于腹板模板,应根据腹板高度设置对拉性杆,对拉性杆宜采用塑料套管,以便拉杆取出,不得用气割将拉杆割断。箱梁砼是外露砼,要注意砼外观,各种接缝要紧密不漏浆,必要时在接缝间加密缝条。砼的脱挂剂应采用清洁的机油、肥皂水或其它质量可靠的脱模剂,不得使用废机油。

在箱梁的顶板和模隔板上要根据施工需要设置人孔,以便将内模拆出。由于箱梁底,侧模板安装后,有钢筋、预应力筋,内模等多道工序,作业时间相对特长,往往等到浇注砼时,模板内有许多杂物,应采用空压机进行清理,并可在底模板的适应位置设备一块活动板,以便进行清理。

  1. 普通钢筋、预应力筋

在安装并调好底模及侧模后,开始底、腹板普通钢筋绑扎及预应力管道的预设,砼一次浇注时,在底、腹板钢筋及预应力管道完成后,安装内模,再绑扎顶板钢筋及预应力管道。砼二次浇注时,底、腹板钢筋及预应力管道完成后,浇注第一次砼,砼终凝后,再支内模顶板,绑扎顶板钢筋及预应力管道,进行砼的第二次浇注。

普通钢筋及预应力筋按规范的要求做好各种试验,并报请工程师批准,严格按设计图纸的要求布设,对于腹板钢筋一般根据其起吊能力,预先焊成钢筋骨架,吊装后再绑扎或焊接成型,钢筋绑扎、焊接要符合技术规范的要求。

预应力管道采用镀锌钢带制作,预应力管道的位置按设计要求准确布设,并采用每隔50 cm一道的定位筋进行固定,接头要平顺,外用胶布缠牢,在管道的高点设置排气孔。

锚垫板安装前,要检查锚垫板的几何尺寸是否符合设计要求,锚垫板要牢固的安装在模板上。要使垫板与孔道严格对中,并与孔道端部垂直,不得错位。锚下螺旋筋及加强钢筋要严格按图纸设置,嗽叭口与波纹管道要连接平顺,密封。对锚垫板上的压浆孔要妥善封堵,防止浇注砼时漏浆堵孔。

预应力筋的下料长度要通过计算确定,计算应考虑孔道曲线长,锚夹具长度,千斤顶长度及外露工作长度等因素,预应力筋的切割宜用砂轮锯切割,预应力筋编束时,应梳理顺直,绑扎牢固,防止相互缠绞,束成后,要统一编号、挂牌,按类堆放整齐,以备使用。

预应力筋穿束前要对孔道进行清理。钢束较短时,可采用人工从一端送入即可。如钢束较长时,可采用金属网套法,先用孔道内预留铅丝将牵引网套的钢丝绳牵入孔道,再用人工或慢卷扬机牵引钢束缓慢引进。

  1. 砼的浇注

箱梁施工前,应做砼的配合比设计及各种材料试验,并报请工程师批准,并根据实际情况进行综合比较确定箱梁砼采用一次、两次或三次浇注。

箱梁砼砼方量较大,砼拌和宜采用拌和站拌和,或采用若干拌和机组成拌和机组进行拌和,运输采用砼罐车运输,砼泵车泵送入模,砼浇注前必要对拌和站、泵车等设备进行认真的检修,确保机况良好,必要时要备有应急设备,以防设备障碍造成砼浇注过程中断。

砼浇注时要安排好浇注顺序,其浇注速度要确保下层砼初凝前覆盖上层砼。一般为防止桥墩与支架发沉降差而导致墩顶处梁体砼产生裂缝,应自跨中向两边墩台连续浇注。砼分次浇注时,第二次砼浇注时,应将接触面上第一次砼凿毛,清除浮浆。

砼的振捣采用插入式振捣器进行,振捣器移动间距不超过其作用半径的1.5倍,并插入下层砼5-10cm。对于每一个振动部位,必须振动到该部位砼密实为止,也不得超振。振捣时要避免振捣棒碰撞模板、钢筋,尤其是波纹管,不得用振捣器运送砼。对于锚下砼及预应力管道下的砼振捣要特别仔细,保证砼密实,由于该处钢筋密、空隙小,振捣棒一般要选用小直径的。

  1. 张拉

在进行张拉作业前,必须对千斤顶、油泵进行配套标定,并每隔一段时间进行一次校验。有几套张拉设备时,要进行编组,不同组号的设备不得混合。

当梁体砼强度达到设计规定的张拉强度(试压与梁体同条件养生的试件)时,方可进行张拉。

箱梁预应力的张拉采用双控,即以张拉力控制为主,以钢束的实际伸长量进行校核,实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求,否则应停止张拉,分析原因,在查明原因并加以调整后,方可继续张拉。后张法预应力筋张拉时的理论伸长值为ΔL=PL/AyEg,P为预应力筋的平均张拉力,由于预应力筋张拉时,应先调整到初应力,再开始张拉和量测伸长值,实际伸长值为两部分组成,一是初应力至张拉控制应力部的实测伸长量,二是初应力时推算的伸长值,实际伸长值为两者之和。

张拉的程序按技术规范的要求进行,一般为

持荷5分钟

0——>初应力——>105σk ——> σk

张拉过程中的断丝、滑丝不得超过规范或设计的规定,如超过应更换钢丝或采取其它工程师同意的补救措施。

张拉顺序按图纸要求进行,无明确规定时按分段、分批、对称的原则进行张拉。

  1. 压浆、封锚

张拉完成后要尽快进行孔道压浆和封锚,压浆所用灰浆的强度、稠度、水灰比、泌水率、膨胀剂挤量按施工技术规范及试验标准中要求控制。一般宜采用525普通硅酸盐水泥,水灰比0.4—0.45,膨胀剂为铝粉,掺量为水泥重量的万分之一,铝粉需经脱脂处理。

压浆使用活塞式压浆泵缓慢均匀进行,压浆的最大压力一般为0.5—0.7Mpa,当孔道较长或输浆管较长时,压力可大些,反之可小些。每个孔道压浆到最大压力后,应有一定的稳定时间。压浆应使孔道另一端饱满和出浆。并使排气孔排出与规定稠度相同的水泥浓浆为止。

压浆完成后,应浆锚具周围冲洗干净并凿毛,设置钢筋网,浇注封锚砼。

  1. 工艺流程

砼分二次浇注时

如要求

拆除支架、底模

下一个施工段

压浆、封锚

预应力张拉

预应力筋穿束

浇注砼

内模、顶板钢筋

浇注顶板砼

内模、顶板钢筋

浇注底、腹板砼

支架预压

底板、腹板钢筋,预应力管道

底模、侧模

钢筋加工

模板加工

支架

地基处理

  1. 主要机械设备

支架、张拉设备、压浆设备、砼拌合设备、砼运输车、砼泵车、吊车等。

3.12 预应力箱梁滑模逐孔现浇施工

滑移式钢梁模架(简称滑模)施工,就是采用大型滑模设备,现场整孔全断面一次浇筑,逐跨推进,完成桥梁施工的新工艺。采用滑模施工无须在跨间设置落地支架,而是用整跨架立钢架来支撑模架,在墩顶现场完成模板安装,调整、钢筋绑扎、砼浇筑、张拉及养生等一系列工艺后,纵移钢架模架逐孔施工,周而复始地向前推进。

滑模施工方法适应于跨径55m左右,梁体平均单位重20T/m,桥长较长(>800m),平曲线半径大于700m的预应力砼等截面连续箱梁的现浇施工。

  1. 施工方法
  2. 准备工作
  3. 滑模钢梁拼装:此项工作在首段砼箱梁浇注前进行,拼装工作场地约需(30*60)平方米。拼装前应根据浇筑梁段的跨径和工作缝的位置,确定滑模中支点钢筋梁的加固位置,然后用工字钢或厚钢板满焊加固。滑模前导梁可在首段浇筑孔内拼装,然后将滑模前移,拼装后导梁,最后将滑模向前牵引在浇筑孔内就位。
  4. 钢立柱安装,钢立柱是滑模钢箱梁的临时支承,它承受着钢箱及箱梁砼的重量,因此技术要求严格。钢立柱下的砼垫块,是用来支承调整钢立柱使用高度的临时结构物,要按计算高度提前浇筑或预制安装。
  5. 中钢横梁的安装:在桥墩浇筑过程中顺桥向水平位置,预留2束-5-12钢束管道(管道多少取决于受力情况)。在管内穿好钢绞线,将位于墩身前后的钢横梁张拉锚固,使中钢横梁与墩身及钢立柱连成整体,以提高钢立柱抵抗水平力的能力。
  6. 托架滑撬:墩身两端钢立柱顶上安置托架,它放在纵梁上,以高强螺栓与纵梁相连,纵梁则与中钢横梁栓接。每个托架上安装2台3000KN和2台1000KN千斤顶,以千斤顶顶升钢箱至浇筑箱梁的正确位置。在托架上纵向相距1.6 米安装两组滑撬,在每组滑撬上再安装两组2块聚四氟乙烯滑板。
  7. 前后钢横梁安装:浇筑孔前方墩顶设支架或前钢横梁,滑模前钢桁导梁吊起支承在前钢横梁上。后钢横梁设于浇筑孔后方后浇筑悬壁段端部,用吊杆吊起支承滑模钢箱梁后端和后钢桁导梁。
  8. 侧模安装就位

侧模安装是将侧模悬挂在滑模钢箱上,侧模就位实际上是将两侧面钢箱通过横向滑移装置向内侧滑至设计要求位置,以待安装底模。侧模与翼缘模板一般用防水胶合板镶面。

  1. 安装底模

当钢箱及侧模就位后,将底模对号入座,逐块安装于侧模上。安装过程中,要注意

底模与侧模联接处的平整度,销子要安装牢固。对于两块底模之间的间隙,要用木板和防水胶合板嵌紧,以防漏浆。

  1. 支座安装

此项工作要在已做好的支座垫石上进行。

  1. 根据箱梁砼收缩徐变,弹性变形,气温影响以及施工过程中箱梁的临时固定支座的设置,计算确定支座上滑板预编值。
  2. 将支座砼垫石凿毛,在其上铺2-3cm厚与墩身标号相同的砂浆,然后立即将支座吊装就位,调整好标高后,并用砂浆填满捣实,锚固螺栓孔内的砂浆也同样捣固密实。
  3. 预拱度设置与模板调整

当侧模及底模安装就位后,要调整各支点处的模板纵向标高,使钢箱模板处于浇筑砼时的正确位置,与此同时设置好预留拱度。预拱度的设置由安装在钢箱上的垫块和侧模连接处钢框架支承立柱上的调整螺栓来完成,预拱度值由综合计算分析而定,预拱度理论值的计算主要考虑如下因素:

  1. 钢箱的弹性变形;
  2. 恒载;
  3. 砼梁产生的弹塑性变形;
  4. 支点沉降。

后方施工接缝处的侧模与底模,要通过后钢横梁和钢箱吊杆使之与已浇注的箱梁密贴,并用海绵条堵漏。

  1. 绑扎底板及腹板钢筋

钢筋绑扎按设计及施工规范要求进行,在底板钢筋绑扎同时,要沿底模纵向安放两排砼预制块轨道座垫,并通过预留孔用螺栓将该座垫与底模固定,然后在底板钢筋绑扎完成后在底垫上铺设两道轻轨,轨道铺设完毕,然后开始腹板钢筋绑扎。在箱梁腹板钢筋绑扎接近完成时,要按设计图要求的位置,绑扎纵向预应力束管道定位筋,然后安装管道。管道要平顺。接长部分要用胶带纸裹紧。定位钢筋要编号,并与箱梁模板号相对应,其焊接位置由管道坐标计算而定。钢筋绑扎完成后要由质检人员检查,合格后方可进行下道工序施工。

  1. 预应力系统安装

将钢绞线和穿束机等运到施工现场,放置在已完成的桥面上,将钢绞线从预应力管道一端穿至另一端,穿束时,两端工作人员要密切配合,控制好张拉预留长度(一般60-80cm)。当空到位置后,用手提式电动砂轮锯将钢绞线垂直切断,一束钢绞线全部穿完后,要顺序完成锚固头的制作、联接器的安装、压浆管设置等工作。

  1. 内模就位

首段箱梁的内模可由吊车直接吊入,以后各段内模就位均利用滑模前导梁的卷扬机,沿内模轨道拖拉就位。内模就位后,利用各自液压系统调整好内模板标高和外形尺寸,并用防浮螺栓将每节内模与底模上的砼预制块加以控制。内模安装好,并检查合格后,方可进行下一道工序。

  1. 顶板钢筋绑扎

顶板钢筋绑扎要按设计及施工规范要求进行。绑扎过程中,同时按要求安装顶板横向预应力管道及压浆管出浆管,及泄水管的预埋件等。

  1. 箱梁砼浇筑

砼浇筑采用泵送。其顺序为:首段梁从后端开始向前浇筑,其余各段均从前端向后端浇筑。每段梁在横断面上砼浇筑顺序为先浇底板,再浇腹板,最后浇顶板。

  1. 底板砼浇筑

底板砼的浇注应超前腹板砼的浇注时间约2.0-2.5小时进行。即底板砼一般领先腹板砼10-20m,浇筑时泵车输送管道通过内模预留窗口,将砼送入底板。下料时,一次数量不宜太多,并且要及时振捣,尤其边角处必须填满砼并振捣密实,以防浇筑腹板砼时冒浆。振捣时,先用插入式振捣器,然后用平板式振捣器将底板砼振平。振捣完,喷洒养生剂养生。

  1. 腹板砼浇注

当超前浇筑的底板砼刚接连初凝(一般浇完2小时左右)时,即开始斜层浇筑腹板砼。两侧腹板砼要同步进行,以保持模板支架受力均衡。每层砼浇注厚度不得超过50cm,且要振捣密实,严禁漏振和过振现象。振捣器采用插入式高频振捣器,每层砼必须在初凝之前及时覆盖新的砼,以确保腹板砼的连续性。

  1. 顶板砼的浇筑

当腹板浇筑到箱梁腋部后,开始浇筑顶板砼。其顺序为先浇中间,后浇两侧翼缘板,但两侧翼板要同步进行。振捣时,先用插入式振捣器,再用行夯进行振捣整平。为控制桥面标高,必须按两侧模板标线高度进行砼浇筑。

在完成第二次抹面后,立即喷洒养生剂,覆盖养生。当砼达到初凝后,根据气候情况,另外采用塑料布,革袋或土工布覆盖并洒水养生。

  1. 砼的技术要求

设计规范要求预应力砼的强度等级不得低于40Mpa,因此仅以50Mpa为例,指出箱梁砼泵送施工的技术要求:

  1. 强度:不得低于设计强度50Mpa
  2. 水灰比:宜小于0.4
  3. 水泥标号:不得低于525号,富余系数不小于1.13
  4. 坍落度:10-20cm为宜
  5. 外加剂选用:宜根据性能要求由现场试验确定。
  6. 内模脱模

当一段梁的砼全部浇筑完以后,一般24小时左右,即可脱内模拆除端模,操作时先拆卸侧模底角模,再利用内模液压系统将顶模两边的角模降缩,落降顶模,卸掉侧模拦杆,然后利用滑模前方的卷扬机牵引内模支架,沿轨道向前移,此时侧模收缩就位,待每节内模都脱离原位后,再将所有内模反向牵引1—2m,让出张拉千斤顶所需的作业面,方完成内模卸脱工作。

  1. 施加预应力和管道压浆

当箱梁砼达到设计强度的80%后,一般控制在浇完砼3天,就可进行预应力张拉,张拉前要作好如下准备工作:

  1. 检查钢束孔道是否畅通,将垫板喇叭口清理干净,然后用空压机吹清管道。
  2. 安装锚头和夹片:将钢绞线逐根空入锚头的孔眼内,然后将锚头顺着钢绞线推至锚垫板处,并靠紧。将夹片套入钢绞线上,并推入锚头的锥形孔中。
  3. 安装千斤顶,将与锚具规格相对应的限位板套在钢束上,并推至锚头处,将张拉千斤顶悬挂在一活动支架上,用两个梳形导向叉,将钢绞线疏分,使钢绞线的分布与千斤顶内的孔眼对准,在每根钢绞线端头均套上一个导向帽壳,使顺利穿过千斤顶盘孔。
  4. 张拉与锚固:采用VSL预应力设备进行张拉。张拉时按拉力和延伸率双向控制,按设计要求的顺序进行张拉,将设计要求的张拉力分为三级,每一级张拉到要求时,均测量一次延伸量,重复张拉至设计控制力和相应的延伸量。将钢束的实际延伸量与计算值比较,其误差应小于6%。张拉过程中,要及时作好记录,且记录要整齐、准确。
  5. 管道压浆:张拉完8小时左右,即要压浆。压浆前,先将管道用空压机吸干净,并在锚头上要上封锚堵帽。压浆时,在管道束端设一控制开关,当管道末端冒出浓浆后,即可封锚,为使管道充满水泥浆,要保持0.5-0.7Mpa的压力一分钟,再按下控制开关,至此,压浆结束。压浆工作要一气呵成,中间不得停顿。所压灰浆应满足如下质量要求:
  6. 灰浆标号应为梁体砼标号的80%
  7. 水灰比为0.38
  8. 每立方米灰浆水泥用量不小于1489kg
  9. 水泥浆掺入膨胀剂后的自由膨胀率为5%
  10. 压浆稠度为12''--18''。
  11. 落模拆底模及滑模纵移

当完成了纵向预应力能张拉后,解除底模与侧模的联接销钉,将各支点处的千斤顶回缩,使钢箱侧模板脱离砼箱梁(即落梁),然后逐块拆除底模板。

底模全部拆除后,通过设在三个支点处的横向装置,将钢梁向外侧横移到滑移轨道上,然后操纵滑模纵向滑移装置,使钢箱滑移至下一孔位置。滑移时,箱梁两侧钢箱要同步进行,前后相差不得超过1.5m。且滑移时速度要平稳,不宜超过4米/分钟,且当时的风速不宜大于20米/秒。

  1. 工艺流程

准备工作

侧模安装就位

安装底模

预拱度设置及模板调整

预应力系统安装

绑扎底板及腹板钢筋

支座安装

内模就位

底模上设置内模滑行轻轨

绑扎顶板钢筋

浇注砼及养生

内模脱模

张拉及压浆

卸落滑模、拆卸底模

滑模纵移就位

在前方墩侧安装钢立柱

  1. 主要机械设备

滑模整套设备、砼拌合站、砼运输车、砼泵车、吊车、装载机、张拉设备、水车、发电机 、制管机、压浆机、车辆等。

附例:下表为某桥滑模施工所配备的主要机械设备表

序号 机械名称 规格型号 单41位0 数量 备注
1 滑模 2
2 砼拌合站 35m3/h 1
3 砼罐车 6-7m3 4
4 砼泵 50m3/h 2 泵车一台,地泵一台
5 插入式振捣器 高频 6
6 平板式振捣器 1
7 制管机 SD150 1
8 穿束机 EMK 2
9 压花机 LSP-4 1
10 挤压机 PSZ 2
11 张拉千斤顶 SA522/ZP460 3
12 张拉千斤顶 SA512/St12 1
13 张拉千斤顶 单根张拉 1
14 高压油泵 EHPS-3/4 2
15 压浆机 1
16 发电机 200KW 1
17 吊车 40t履带吊 2
18 装载机 950b轮胎式 2
19 载重汽车 4-8t 4
20 空压机 6-9m3/h 1
21 水车 12t 1

3.13 预应力砼连续箱梁顶推

顶推法施工适应于截面等高,跨径70-80m以内,平曲线以竖曲线为同曲率的预应力砼连续梁。顶推法施工不受通车、通航及水情、气候的影响,梁段在桥头实行工厂化施工、质量、工期易于控制和保证。

  1. 施工方法
  2. 施工准备
  3. 根据桥跨数量、设备条件、场地情况及工期要求,确定预制、顶推的方案。
  4. 在桥台后面的桥轴线位置的引道或引桥上设置预制场。对于纵坡小于1.5%的桥梁,预制场地设在上坡桥台后面,如纵坡大于1.5%则设在下坡的桥台后面。为了加速施工进度并有条件时,也可在桥两端设预制场地,从两岸相对顶推。如桥头引道直线长度受到限制,也可在引桥或靠岸一孔上设置“临空式”的预制台座。
  5. 预制场布设时应考虑梁身分段和每段是全断面整体浇筑还是全断面分次浇筑的长度,梁身前面设导梁时,应考虑拼装导梁的场地,此外,还应考虑拼装第一跨预出时,梁体本身的稳定安全度。
  6. 在引道上的预制场必须将地基先辗压密平,并采取排水措施,使其不沉陷、不积水,如地基承载力不足时,宜选用桩基础。在平整、密实的地基浇注砼台座,砼基础台座尺寸必要满足强度、刚度、稳定性要求,在引桥上的预制台座、临时墩的墩的基础、装配式大梁、横梁、纵梁均应进行设计计算,使台座的强度、刚度(挠度及基础的沉降)和稳定性均符合设计要求。
  7. 当用顶推修建的桥梁是设在竖曲线上时,台后预制段各台座支点的标高,应在同一半径的竖曲线圆弧轨迹上。
  8. 为减小顶推时产生的内力,以节省临时张拉束,采用设置导梁、临时墩、墩旁临时撑架、斜缆索加固或两端对顶跨中合拢梁段等措施。
  9. 系梁可用贝雷桁架或万能杆件拼制,并可在导梁底部用加劲弦杆或型钢分段加劲,导梁设置的长度一般为顶推跨径的0.6-0.8倍,刚度为主梁的1/9-1/15。最好将导梁从根部至前端拼成变刚度或分段变刚度。主梁端部的顶板、底板内预埋厚钢板或型钢伸出梁端与导梁连接,主梁端应设横隔梁加固,导梁与箱梁接头处应用预应力束连接以防梁端接头处砼开裂。
  10. 如跨径较大,现场条件允许时,可在设计跨径中间设置临时墩以减小顶推跨径,临时墩一般采用装配式空心钢筋砼柱,并利用斜拉索或水平索拉柱临时墩,锚碇在永久桥墩上,以加强临时墩抵抗水平力的能力。
  11. 梁段预制
  12. 梁段浇注可根据条件及技术要求采取一次全断面浇注或分底板、腹顶板两次浇注或底、腹、顶板三次浇注,可以等全截面完成后再向前顶推。
  13. 模板多次重复周转,宜采用机械化装卸的钢模板,内模宜采用易于折叠和移动取出的构造形式,腹板下方底面的平整度要特别注意,以免影响顶推速度和损坏顶推工具滑板。
  14. 按图纸要求及技术规范要求进行钢筋安装、预应力筋孔道定位及固定预埋件。
  15. 浇注梁段砼:砼配制及浇注要严格按设计要求及技术规范的规定进行,应尽可能采用早强水泥或掺入减水剂,振捣时如采用插入振捣器,要防止触及底板及损坏预应力预留孔和预埋件位置变动。
  16. 砼浇注完成后要适时进行养护,气候寒冷时,要采取保温措施,可能时要尽量采取蒸气养护,以使砼强度及早达到施工加预应力的强度,缩短顶推周期。
  17. 张拉
  18. 在每段箱梁砼达到设计强度的80%以上时,进行先期索的张拉,先期永久索必须进行压浆,临时索因顶推就位后须拆除,不需要压浆。
  19. 全梁顶推就位后张拉后期索,拆除临时索,对于较长的预应力索采取连接器进行连接。
  20. 先期永久索、临时索、后期索均应严格按设计规定进行张拉和拆除,不得随意增加或漏拆预应力索。
  21. 预应力索的张拉压装方法和要求和一般后张预应力砼梁相同,其技术要求和质量标准按技术规范及图纸要求严格控制。
  22. 顶推
  23. 顶推一般采用“多点顶推法”,即在各墩台均设置滑道、水平千斤顶及电动液压泵站,由主控制室统一控制各液压站同步运行。使箱梁在墩台的滑道上推进,最后就位。
  24. 滑道、滑块:滑道采用不锈钢板构造,设置在每个墩的上、下游,箱梁腹板的下面,滑道要求有相应的平整度,滑道下的砼垫石强度要满足要求,滑道安装的精度必须达到设计或规范要求。滑块采用橡胶钢板组合制品,并可考虑采用聚四氟乙烯贴面,滑块要具有足够的抗压强度。
  25. 水平千斤顶及电动液压站:根据梁段重量,计算每墩的垂直反力,再根据滑道的磨擦系数计算出每墩所需的水平拉力,由此选择水平千斤顶的规格及数量,千斤顶所使用油泵均配置远程控制电磁阀和换向阀,使多台水平千斤顶出力均匀,同步运行,并能分级调压,集中控制,使各墩的千斤顶同步运行。
  26. 导向装置:采用横向螺旋千斤顶。在顶推过程中,为防止箱梁左右偏移,始终用经纬仪校准桥轴线,随时检查梁中心是否偏离,如有偏离立即通知进行纠偏。纠偏时用设在永久墩上横向螺旋千斤顶,通过设在顶部竖向轮控制。
  27. 传力系统:水平千斤顶采用穿心式的,由一根高强螺坟钢筋作水平拉杆,(钢筋直径要使抗拉强度达到要求)。一端穿过千斤顶锚固在千斤顶活塞顶端,另一站穿过拉锚器用尾套进行锚固,拉锚器通过箱梁外侧的预埋钢板固定在箱梁上。拉杆两端的锚定:是一个锚环和一对设有内螺纹的楔块组成。
  28. 顶推:启动水平千斤顶,拖动梁体在滑道上移动。顶推前要详细的检查各项准备工作情况,现场要设总指挥统一进行指挥。为防止各站水平千斤顶的出力相关太多,将每个站均分为几级根据各墩计算支反力调好压力,逐级进行加压,当所有水平千斤顶中有一台行程走完,触及限位开关时,则各千斤顶全部停止同时打开换向阀,千斤顶自动回油,准备下一个行程,直至就位。
  29. 落梁:箱梁顶进预定桥跨后,按设计图张拉后期夹,拆除先期束非永久索,按相邻墩高差不超过设计规定位移值的原则分墩顶起箱梁,破除滑道,推移支座就位,安装下盘锚固螺栓,调整好支座标高,在支座下的螺栓孔内灌高标号的水泥浆,同时用高强度砼填灌支座上盘螺栓孔,待水泥浆及砼达到设计强度后分墩落梁于支座上。
  30. 顶推监测
  31. 顶推监测主要是监测墩台和梁体有关控制位置的应力和应变状态,以达到控制施工安全,验证施工与设计是否相符及积累经验数据的目的。
  32. 对位移、挠度及沉降的监测可利用精密水准仪、经纬仪及水平标尺、垂直标尺进行,这些方法简单方便,容易做到,能直观的反映顶推变化情况,是控制和保证施工安全的主要手段。
  33. 对应力、应变的测试,采用传感元件及电阻应变仪等仪器进行测试。
  34. 当实测值与设计值相差较大时,要停止顶推,分析原因。
  35. 施工工艺

设置预制厂

主梁预制

先期索张拉

顶推

支座安装、落梁

后期索张拉压浆

设置顶推设备,

导梁、临时墩等

同时施工监测

  1. 主要机械设备

顶推设备、砼拌和、浇注设备、张拉及压浆设备、吊机等。

3.14 预应力砼连续箱梁悬浇施工

预应力连续箱梁的悬浇施工,可以在不设支架和不使用大型吊机的情况下浇注大跨径预应力砼箱梁,目前应用得相当广泛。

  1. 施工方法
  2. 施工准备
  3. 挂篮设计及加工:挂篮是悬浇箱梁的主要设备,它是沿着轨道行走的活动脚手架及模板支架。就国内外现有的挂篮按结构形式可分为桁架式、三角斜拉带式、预应力束斜拉式、斜拉自锚式;按行走方式可分为滑移式和滚动式;按平衡方式可分为压重式和自锚式。对某一具体工程,应根据梁段分段情况,根据对挂篮重量的要求承受荷载及施工经验对挂篮进行认真详细的设计。除必须满足强度、刚度、稳定性要求外,还要使其行走、锚固方便可靠,重量不大于设计规定。挂篮由主桁架、锚固、平衡系统及吊杆、纵横梁等部分组成,由工厂或现场根据挂篮设计图纸精心加工而成。
  4. 0#、1#块的施工:挂篮是利用已浇注的箱梁段,作为支撑点,通过桁架等主梁系统、底模系统,人为创造一个工作平台。对于0#、1#挂篮没有支撑点或支撑长度不够。需采用其他方式浇注。一般采用扇形托架浇注。扇形托架可用万能杆件、贝雷片或其他装配式杆件组成,托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上。托架除须满足承重强度要求外,还须具有一定的刚度,各连续点应连接紧密,螺栓旋紧,以减少变形,防止梁段下沉和裂缝。
  5. 临时固结:对于连续箱梁,梁与墩未固结在一起,施工时,两侧悬浇施工难以保持绝对平衡,必须在施工中采取临时固结措施,使梁具有抗弯能力。临时固结一般采用在支座两侧临时加预应力筋,梁和墩顶之间浇注临时砼垫块。将梁固结在桥墩上,使梁具有一定的抗弯能力。在条件成熟时,再采用静态破碎方法,解除固结。
  6. 悬浇施工
  7. 上挂篮:上挂篮前0#、1#块必须是浇注完成并张拉,对支座作了临时固结措施。

为减小梁段上的作业,可根据起吊运输能力将挂篮杆件在加工场拼装成若干组件,再将挂篮组件吊至0#、1#块梁段上进行组装。

在已浇筑的0#、1#块箱梁顶面进行水平及中线测量,铺设轨道,组装挂篮,并将挂篮对称行走就位、锚固。

在底篮的两侧,前后端及外模两侧面均设置固定平台,内外模及箱梁前端设置悬吊工作台。

挂篮拼装完毕后,为验证挂篮的可靠性和消除其非弹性变形及其测出挂篮在不同荷载下的实际变形量,以便在挠度控制中修正立模标高,在第一次使用前对挂篮进行试压。试压的方式常用的有:水箱加载法、千斤顶高强钢筋加力法等。

  1. 模板校正、就位

模板分为底模、外侧模及内模。底模支承吊篮底的纵、横梁上,外侧模一般由外框架预先装成整体,内模由侧模、顶模及内框架组成,内模的模板及框架因每一梁段均须修改高度,不宜做成整体。

根据箱梁截面的情况确定砼是一次浇注还是分次浇注,一次浇注时,应在顶板中部留一窗口,使砼由窗口进入箱内,分布到底模上。当箱梁较高时,应用减速漏斗向下传送砼,采用二次浇注时,先安装底模,侧模具及底板、侧板的普通钢筋、预应力筋,待浇注第一次砼后,再安装内模及顶板普通钢筋及预应力筋。

箱梁由根部至端部为二次抛物线,每浇筑一个梁端均须将底模提高一次,提高不多时,可采用支垫底模的方法,经几次提高后,高差变大时,须用提升吊篮的方法提高底模。

悬臂浇筑时,一个梁段高度的偏差对全孔有很大影响,而且随着梁段所浇筑数量的增加而逐渐下垂,梁段数量越增加,悬臂越长,下垂越多。因此,为保证箱梁的设计高度和挠度,各梁段的模板均须设置一定的预加抬高量,其预加抬高量根据设计规范要求及施工经验确定,并须及时的校对调整。

  1. 普通钢筋,预应力管道

悬浇箱梁的普通钢筋及预应力管道除须满足一般施工工艺的要求外,要特别注意①预应力管道要严格按设计的要求布置,当与普通钢筋发生矛盾时,优先保证预应力管道的位置正确。②对预应力用的定位筋固定牢固,确保其保护层的厚度。③纵向管道的接头多,接头处理必须仔细,并要采取措施防止孔管堵塞。④由于纵向管道较长,一般要在管道中间增设若干个压浆三通,以便压浆时,可以作为排气孔或压浆孔,以保证孔道压浆密实。

  1. 砼浇注

悬浇箱梁的砼标号一般都较高,必须认真做好砼的配合比设计,砼的拌和根据条件可采用陆上拌和,水上运输至现场,或直接在水上拌和。悬浇时,必须对称浇注,重量偏差不超过设计规定的要求,浇注从前端开始逐步向后端,最后与已浇梁端连接。分次浇注时,第二次浇注砼前必须将首次砼的接触凿毛冲洗干净,对上、下梁段的接触面应凿毛、清洗干净。底、肋板的砼的振捣以附着式振捣器为主,插入式为辅,顶板、翼板砼的振捣以附着式为辅,插入式为主,辅以平板振捣器拖平。砼成型后,要适时覆盖,洒水养生。

  1. 张拉,压浆

张拉前按规范要求对千斤顶、油泵进行标正,对管道进行清洗、穿束,准备张拉工作平台等。

当砼达到设计及规范要求的张拉强度后按设计规定先后次序、分批、对称进行张拉,严格按照张拉程序进行。张拉后按规范要求对管道进行压浆。

  1. 拆模及移动挂篮

本梁段设计的张拉束张拉后,落底模,铺设前移轨道,移动挂篮就位,开始下一梁段的施工。

  1. 合拢段的施工及体系转换

中间合拢段砼一段采用吊架最后浇筑,合拢浇筑前应及早调整二端悬浇梁段的中线及标高。合拢砼浇注前要安装合拢段的劲性骨架和张拉临时束,确保合拢段砼强度未达到设计强度前不变形。并在合拢段两侧加压,随着合拢段砼的浇注逐步减压,保持合拢段砼浇注过程中荷载平衡。

为减少温度变化对合拢段砼产生拉压力,砼浇注时间选择一天最低气温时浇注,砼强度达到设计要求强度后,按顺序对称的进行张拉、压浆。在张拉压浆完成后及时的解除临时固结措施,将各墩临时支座反力转移到永久支座上,将梁体转换成连续梁体系。

  1. 边跨施工

靠近桥台部位的梁段砼,一般采用支架现浇或采用在墩台旁设临时支柱,安装吊篮并进行浇注。当这一部分较短时,也可用吊架浇筑。

  1. 施工挠度的控制及观测

悬浇施工梁体由于受自重、温度、外荷载等因素影响会产生挠度,砼自身的收缩、徐变等因素也会使箱梁产生标高变化,这种变化随着跨度的加大而增加。为了使成桥后的桥面线型达到或接近设计曲线,必须在悬臂浇注时进行标高控制,在施工中对已浇或准备浇注的箱梁各工序进行挠度、温度等观察,并以此随时调整悬浇段的立模标高。

立模标高控制值=箱梁顶面设计标高+设计施工预拱度+挂篮自重及浇注砼后的变形值+日照温差修正值。设计施工预拱值需进行修正,由于设计状态和实际施工状态的差异,为了达到设计的理论线型,必须通过实际测量资料的积累和分析,找出各阶段的挠度变化规律,以修正各项计算参数,使计算状态基本吻合实际,挂篮的变形值也要通过挂篮试压以及施工前几段产生的实际挠度数据进行修正,砼的收缩可用折合降低温度的方法处理。对于张拉值的修理,通过锚下应力损失理论公式以及实际观测值比较后决定。为尽量减小日照温差的影响,宜选择温度梯度较小的时候进行观察,另外,平衡力矩,施工荷载对砼标高也有影响,若两端荷载不一样,必然会产生一头低一头高的现象,施工中力求平衡施工,消除该项影响。同时在计算控制也考虑该项内容。

测点布置:在桥轴线及上、下腹板的中心轴线组成三条纵轴线,每段的前沿和三条纵轴的交叉点设置为测点。在0#块上设置临时水准点,观测时间在挂篮就位、砼浇注前、砼浇注后、张拉后几个阶段都进行观察,对温度观测及应力的观测根据需要进行。

  1. 施工工艺

挂篮移动就位

底模校正

外侧模板、悬臂板就位

安装竖向预应力筋波纹管

安装底板、腹板钢筋

内模、顶板、底模就位

外模、悬臂板、底模修理、调整

钢筋加工

预应力筋加工

三通管加工

模板按设计要求调整

测量挠度控制

提供标高

安装顶板钢筋、横向预应力筋纵向波纹管道、各种预埋件

安堵头、端模

再次调整标高

浇注砼

测量挠度控制计算

养生

有关材料加工制作

穿纵向预应力筋

纵、横、竖三向预应力张拉、压浆

移动挂篮

  1. 主要机械设备

挂篮、砼拌和、运输设备、砼泵车式地泵、张拉设备、压浆设备等。

3.15 钢筋砼预应力T梁预制

3.15.1施工方法:

  1. 按施工需要规划预制场地,预制场地应整平压实,低洼不平处及软弱土质要处理改善,完善排水系统,确保场内不积水。
  2. 根据预制梁的尺寸、数量、工期,确定预制台座数量、尺寸,台座用表面压光的砼筑成,应坚固不沉陷,确保底模沉降≯2mm,台座上铺钢板底模或用角钢镶边代作底模。当预制梁跨大于20m时,要按规定设置反拱。
  3. 根据施工需要及设备条件,选用塔吊或跨梁龙门吊作吊运工具,并铺设其行走轨道。
  4. 统筹规划砼拌合站及水、电管路的布设安装。
  5. 预制模板由钢板、型钢组焊而成,应有足够的强度、刚度和稳定性,尺寸规范、表面平整光洁、接缝紧密、不漏浆,试拼合格后,方可投入使用。
  6. 在绑扎工作台上将钢筋绑扎焊接成钢筋骨架,把制孔管按坐标位置定位固定,如使用橡胶抽拔管要插入芯棒。
  7. 用龙门吊机将钢筋骨架吊装入模,绑扎隔板钢筋,埋设预埋件,在孔道二端及最低处设置压浆孔,在最高处设排气孔,安设锚垫板后,先安装端模,再安涂有脱模剂的钢侧模,统一紧固调整和必要的支撑后交验。
  8. 将质量合格的砼用砼拌合车运输,卸入吊斗,由龙门吊从梁的一端向另一端,水平分层,先下部捣实后再腹板、翼板,浇至接近另一端时改从另一端向相反方向顺序下料,在距梁端3-4m处浇筑合笼,一次整体浇筑成型。梁体砼数量较大时,采用斜向分段落,水平分层方法连续浇筑。
  9. 砼的振捣以紧固安装在侧模上的附着式为主,插入式振捣器为辅,振捣时要掌握好振动的持续时间、间隔时间和钢筋密集区的振捣,力求使砼达到最佳密实度而又不损伤制孔管道。
  10. 砼成活后要将表面抹平、拉毛,收浆后适时覆盖,洒水湿养不少于七天,蒸汽养生恒温不宜超过60℃,也可采用喷洒养生剂养生。
  11. 使用龙门吊拆除模板,拆下的模板要顺序摆放,清除灰浆,进行养护,以备再用。
  12. 构件脱模后,要标明型号,预制日期及使用方向。
  13. 将力学性能和表面质量符合设计要求的预应力钢丝或钢绞线按计算长度下料,梳理顺直,编匝成束,用人工或卷扬机或其它牵引设备穿入孔道。
  14. 当构件砼达到规定强度时,安装千斤顶等张拉设备,准备张拉。
  15. 张拉使用的张拉机及油泵、锚、夹具必须符合设计要求,并配套使用,配套定期校验,以准确标定张拉力与压力表读数间的关系曲线。
  16. 按设计要求在二端同时对称张拉,张拉时千斤顶的作用线必须与预应力轴线重合,二端各项张拉操作必须一致。
  17. 预应力张拉采用应力控制,同时以伸长值作为校核。实际伸长值与理论伸长值之差应满足规范要求,否则要查明原因采取补救措施。
  18. 张拉过程中的断丝,滑丝数量不得超过设计规定,否则要更换钢筋或采取补救措施。
  19. 预应力筋锚固要在张拉控制应力处于稳定状态时进行,其钢筋内缩量不得超过设计规定。
  20. 预应力筋张拉后,将孔道中冲洗干净,吹除积水,尽早压注水泥浆,水泥浆的强度、稠度、水灰比、泌水率、膨胀剂掺量等必须符合设计或规范规定。
  21. 压浆使用压浆泵从梁最低点开始,在梁二端压浆孔各压浆一次,直至规定稠度的水泥浆充满整个孔道为止。
  22. 用龙门吊机将梁适用移运至存放场。

3.15.2工艺流程

龙门吊组装

场地规划

台座、模板准备

钢筋骨架吊装入模

骨架制作

模板安装

涂脱模剂

留试件

砼浇注

砼拌运

砼养生

模板拆除

留试件

压浆

水泥浆制备

测伸长值

张拉锚固

机具校验

移梁

3.15.3主要机械设备

龙门吊机或塔吊、砼拌合机、拌合运输车、张拉、压浆设备。

3.16 钢筋预应力先张法砼空心板梁预制

3.16.1施工方法

  1. 按预制需要,整平场地,完善排水系统,统筹规划砼的供应及水电管路的布设安装。
  2. 根据梁的尺寸、数量、工期确定预制台座的长度、数量、尺寸,台座应坚固、平整、不沉陷,表面压光。
  3. 承力台座由砼筑成,应有足够的强度、刚度和稳定性,钢横梁受力后,挠度不能大于2mm。
  4. 多根钢筋同时张拉时,其初应力要保持一致,活动横梁始终和固定横梁保持平行。
  5. 在台座上注明每片梁的具体位置、方向和编号。
  6. 将预应力筋(钢绞线)按计算长度切割,在失效段套上塑料管,放在台座上,线二端穿过定位钢板,卡上锚具,用液压千斤顶单束张拉,先张拉中间束,再向二边对称张拉。
  7. 按技术规范或设计图纸规定的张拉强度进行张拉,一般为0—>初应力—>105αK%—>αk(锚固),每阶段持荷2分钟。如端横梁刚度大,每根梁可采用同一张拉力值。
  8. 张拉时断丝数量不得超过设计或规范规定,否则要处理更换。
  9. 钢绞线张拉后8小时,开始绑扎除面板外的普通钢筋。
  10. 使用龙门吊机将涂以脱模剂的钢模板吊装就位,分节拼装紧固,用花兰螺栓支撑,力求接缝紧密,防止漏浆、移位。
  11. 用龙门吊机吊运砼,先浇底板并振实,振捣时注意不得触及钢绞线,当底板浇至设计标高,将经检查合格的充气胶囊安装就位,用定位箍筋与外模联系,上下左右加以固定,防止上浮,同时绑扎面板钢筋,然后对称、均匀地浇筑胶囊二侧砼,从砼开始浇注到胶囊放气时为止,其充气压力要始终保持稳定,最后浇筑面板砼,振平后,表面作拉毛处理。
  12. 适时安排砼的养生。
  13. 砼浇完6-8小时,将胶囊放气抽走,洗净灰浆以备再用。
  14. 砼达到规定强度时开始放张,放张时宜对称、同步。可采用砂箱法或千斤顶法,分数次完成。用砂箱法时,放砂速度要均匀一致。
  15. 板梁松张后,用龙门吊机吊运出槽,按规定堆放。

3.16.2工艺流程

场地规划

台座设置

预应力筋张拉锚固

钢筋制备

钢筋绑扎

钢筋制备

模板安装

模板制备

底板砼浇筑

砼拌运

气囊设置扎面板钢筋

气囊检测

浇注二侧及面板砼

拉毛处理

砼养生

抽走气囊

放张、出槽

留试件

3.16.3主要机械设备

龙门吊机或塔吊、砼拌合机、砼拌合运输车、张拉设备。

3.17 钢筋砼梁、板构件安装

3.17.1施工方法

  1. 构件达到规定强度时,用吊机移运至堆放场,在吊点位置下承垫横枕木,放置稳固。
  2. 堆放构件的场应平整压实,不沉陷、不积水。
  3. 构件应按吊装次序、方向水平分层堆放,标志向外,板梁平放,一般不宜超过三层,要逐层支撑牢固,层与层间要以垫木隔开,相邻构件间要留出适当宽度的通道。
  4. 起吊梁板可用吊钩钩住吊环或通过预留孔用钢丝绳起吊,起吊时注意不得损伤砼。
  5. 梁、板吊装前,应检查砼质量及截面尺寸,如有缺陷要及时修补,以免安装时发生困难。
  6. 梁、板运输可用平板车或大型拖车,运输时构件要平衡放正,作用特制的固定架,防止倾复,并采取防止构件产生过大的负弯距的措施,以免断裂。
  7. 构件吊装前,在每片梁板二端要标出竖向中心线,并在墩台面上放出梁的纵向中心线、支座纵横中心线、梁板端位置横线以及每片梁板的具体位置。
  8. 根据具体情况,选用不同的安装方法:
  9. 自行式吊机架设法:即直接用吊车将运来桥孔的梁板吊放到安装位置上。
  10. 一台吊机架设法
  11. 二台吊机架设法
  12. 适用条件:平坦无水桥孔的中小跨径预制梁板安装
  13. 简易型钢导梁架设法:将用型钢组拼成的导梁移运到架设桥孔,在导梁上铺设轻轨,将砼梁用轨道平车运到桥孔,再用墩顶龙门吊机将梁横移就位,之后随着架梁的需要,移动导梁和龙门架。

适用条件:地面有水,孔数较多的中小跨径预制梁板安装。

  1. 联合架桥机架设法:采用钢导梁配合墩顶龙门、托架等完成预制梁的安装。在导梁上铺设钢轨,托架通过钢轨托运龙门吊机在墩顶就位,系好缆风绳,将预制梁装上平车运到桥孔导梁上,利用二个龙门吊装就位或完成横移,接着导梁前伸,用龙门将未吊装好的梁吊装就位,托架托运龙门吊机前移,用同样程序中吊装下孔。

适用条件:孔数较多的中型梁板吊装。

  1. 双导梁架桥机架设法:将轨道上拼装的架桥机推移到安装孔,固定好架桥机后,将预制梁由平车运至架桥机后跨,二端同时起吊,横移小行车置于梁跨正中并固定,将梁纵移到安装跨,固定纵移平车,用横移小平车将梁横移到设计位置下落就位,待一跨梁全部吊完,小行车置于梁跨正中固定,将梁纵移到安装跨,固定纵移平车,用横移小平车退到后端,前移架桥机,拆除前支架与墩顶联结螺栓,把前支架挂在鼻架上。重复上述程序进行下一跨梁的安装。

适用条件:孔数较多的重型梁吊装。

  1. 跨墩龙门架架设法:预制梁由轨道平车运至桥孔一侧,用二台同步运行的跨墩龙门吊将梁吊起再横移到设计位置落梁就位。

适用条件:无水或浅水河滩,孔数较多的中型梁板安装。

  1. 浮运、浮吊架梁:将预制梁用各种方法移装到浮船上,浮运到架设孔以后就位安装。浮运架设的方法有①将预制大梁装船浮运至架设孔起吊就位安装法②将预制大梁装载在一艘或两艘浮船中的支架枕木梁上,使梁底高度高于墩台支座顶面0.2-0.3米,然后浮船拖运至架设孔,充水入浮船,使浮船入水加深,降低梁底高度使大梁安装就位③浮船支架拖拉架设法:将梁的一端纵向拖拉滚移到岸边的浮船支架上,再按移动式支架架设法的方法拖拉浮船至安装位置,用龙门架或人字扒杆安装就位。

预制梁装船的方法有①用大吨位、大伸幅的吊车将梁从岸上吊装至浮船上②用大吨位、大伸幅的浮式吊机将梁从岸上吊至浮船上③用栈桥码头将预制梁纵向拖拉上船④用栈桥码头横移大梁上船。

 

雅居云录

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