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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2010-12-10 17:17 熱度:
摘要:本文通過工程實例對深水鉆孔樁施工、承臺和系梁施工情況進行分析,根據兩墩位的施工條件不盡相同,在進行主塔基礎施工時采用不同的施工方案進行施工。因地制宜,達到減少施工難度、加快施工進度、降低工程投資成本的目的。
關鍵詞:橋梁;塔基;施工
1工程概況
雙擁大橋呈南-北走向,北岸位于鷓鴣江舊碼頭,連接至北外環路,南岸位于下茅洲屯以北,連接至規劃中的雙擁大道。
雙擁大橋主橋橋跨為40m+430m+40m,為獨纜地錨式懸索橋。本橋主塔基礎為樁基承臺基礎,設左右兩幅承臺,承臺平面尺寸16.6m×16.6m,高度4m,承臺底面標高+73.0m,每個承臺下設9根φ2.5m鉆孔灌注樁基礎,樁基中心間距6.25m。承臺間系梁連結,系梁為單箱單室結構,箱體尺寸為5m×3m(寬×高),壁厚0.4~0.6m,系梁全長43.4m,在系梁跨中設2m厚的實心段,下方為φ1.8m樁基礎(主塔基礎平面圖如圖1所示)。系梁分兩次澆筑,系梁與承臺相連接的位置設置2m后澆段,后澆段混凝土在塔身橫梁施工后進行澆筑。
圖1:主塔基礎平面圖
2自然條件與施工環境
2.1氣候、水文
柳州市屬亞熱帶季風區,季風環流影響明顯。屬亞熱帶邊緣氣候,盛暑漫長,炎熱多雨。歷年平均氣溫20.5℃,極端最高氣溫39.2℃,極端最低氣溫-3.8℃。年平均降雨量為1489.1mm,年平均日照時間為1634.9h,無霜期332d。柳江水位受柳江流域降雨量影響大,每年5~9月份為洪水期,水位漲落快,受下游紅花水電站調洪蓄水的控制,施工常水位+77.4m。柳江為Ⅲ級航道,江水中央流速2m/s,洪水期在6月~8月。
2.2主塔地理位置、地質概況
⑴22#墩
22#墩位于防洪堤坡腳,一側臨江,另一側為防洪堤,上游承臺位于岸上,下游承臺位于水中,施工范圍內的巖層面起伏比較大,巖層面標高在+67.95m~+75.4m之間,左幅水深最大為4m。覆蓋層芯樣顯示,覆蓋層表層為3m左右粉砂粘土,下層為6m左右的圓礫土,基巖為灰質石灰巖。
⑵23#墩
23#墩一側臨江,另一側為地勢較高的土岸,所處地域表層為7m左右的粉質粘土(褐黃色、結構緊密,呈硬塑狀),下層為3m左右的圓礫(松散狀,顆粒磨圓度較好,粒徑2~5cm,磨圓度較好,充填物為褐黃色亞粘土及粉細砂)透鏡狀分布,上游薄下游厚,靠河岸側厚河道側薄。基巖為微風化灰巖,巖石較為堅硬,含硅質結核,局部有閉合裂隙。紅粘土充填性溶槽發育,巖石飽和單軸極限抗壓強度10~12MPa。
3施工技術分析
22#墩與23#墩主塔基礎施工包括鉆孔樁施工、承臺和系梁施工。根據兩墩位的施工條件不盡相同,在進行主塔基礎施工時采用不同的施工方案進行施工:22#墩右幅承臺鉆孔樁直接在陸地進行施工,左幅承臺搭設鉆孔平臺進行鉆孔樁施工,承臺施工在臨岸側做好抗滑措施的前提下采用復合圍堰進行施工,由于巖層面比較高,直接在巖層面上進行系梁施工;23#墩先進行筑島,筑島島面標高為+79.0m,再在筑島上進行鉆孔樁施工,承臺施工在做好抗滑處理后采用鎖口鋼管樁圍堰進行施工,系梁采用支架法進行施工。本文著重對22#敦主塔基礎施工進行了分析闡述。
3.1鉆孔樁施工
左右幅承臺分別位于水中和岸上,左幅承臺搭設鉆孔樁平臺進行鉆孔樁施工。鉆孔樁平臺支承鋼管采用承載力高、易插打的φ529δ=10mm螺旋管樁穿過河床覆蓋層直至河床基巖面。
縱梁為雙根Ⅰ36a工字鋼,橫梁為雙根Ⅰ40a工字鋼,型鋼與鋼管樁間采用δ=20mm1m×1m樁帽進行連接。型鋼在樁帽與交叉處時設置加焊δ=20mm0.3m×0.2m三角板加勁鋼板,以確保型鋼在外力作用時側向抗彎剛度,平臺作業面滿鋪鋼板(δ=10mm),平臺四周設置腳手鋼管防護欄桿。
鉆孔樁的施工步驟和普通鉆孔樁施工步驟一樣:場地平整→鋼護筒的制作和埋設→泥漿制作→鉆機就位→沖擊鉆孔→成孔與終孔→清孔→鋼筋籠的制作與安放→水下混凝土灌注。
3.2圍堰施工
根據實測巖面高程,22#墩承臺圍堰采取如下方案:右幅承臺位于江邊土丘,弱風化巖面最高點高出承臺底面1.5m左右,范圍較小,占承臺范圍的5%左右。因此,全承臺右側及靠防洪堤采用φ1.5m鋼筋混凝土鉆孔樁抗滑,嵌入微風化巖不小于3m,樁中心間距3m,樁頂設冠梁,樁后間隙施工4根φ600mm@500mm旋噴樁共同作用。圍堰部分在采用鎖口鋼管樁圍堰和鉆孔樁配以旋噴樁共同組成,鋼管樁采用φ529mm螺旋管和∠110mm×70mm×8mm、∠140mm×90mm×8mm不等邊角鋼加工而成,樁間距為0.67m,鉆孔樁同樣是φ1.5m鋼筋混凝土鉆孔樁,樁間距為2m,鉆孔樁間隙布置2根φ600mm@500mm旋噴樁。圍堰內采用φ630mm螺旋鋼管作內支撐,圍堰的平面尺寸為20.24m×83.22m(凈空)。
3.3承臺、系梁施工
鉆孔樁施工完以后,對圍堰內土石進行挖除和清理至承臺底以下15cm,澆筑混凝土墊層并對樁頭進行鑿除。樁頭采用人工鑿除,承臺、系梁施工應在樁基檢測完成后進行。
⑴鋼筋加工安裝
承臺、系梁鋼筋的配料、制作均在鋼筋棚內進行,運至圍堰內現場綁扎。鋼筋安裝時結合承臺內冷卻水管的安裝位置,鋼筋與冷卻水管相互配合,同步安裝。承臺高度4m,為保持鋼筋安裝過程中的穩定性,在鋼筋網箱內搭設鋼管架。豎向鋼管外套φ55mm的PVC管,便于鋼管的拆除。
⑵模板安裝
承臺的模板選用優質竹膠板(δ=18mm),模板外側的豎肋均采用10cm×10cm方木,橫肋采用雙排φ48鋼管,設斜向拉桿與樁頂鋼筋相連接。系梁內模采用竹膠板(δ=18mm),采用10cm×10cm方木作背楞,搭設鋼管腳手架作內支撐。外模采用定型大塊鋼模板拼裝,不設拉桿。
⑶混凝土施工
鋼筋、模板、冷卻水管、預埋鋼板及預應力孔道檢查合格后進行混凝土澆筑。承臺混凝土分兩次澆筑混凝土,第一次混凝土澆筑至承臺底以上2m,第二次澆筑完成。首次混凝土澆筑完成后,對混凝土表面拉毛處理,并安設接茬鋼筋。第二次混凝土澆筑前,應清除混凝土結合面的浮碴和雜物,確保混凝土結合質量。
⑷預應力施工
主塔基礎預應力施工采用фj15.2鋼鉸線,預留孔道采用ф120塑料波紋管。按設計圖紙中預應力筋的坐標值在鋼筋骨架上定出位置,波紋管的固定采用鋼筋定位網,間距不大于50cm。鋼筋支架焊在鋼筋骨架上,焊接時特別注意對波紋管的保護。錨墊板按設計要求位置使用螺栓緊固在封頭模板上,在錨墊板與封頭模板間加墊海綿,同時確保墊板與管道垂直。為防止在澆筑混凝土時振搗棒搗破波紋管后漏漿,致使孔管堵塞,波紋管內插入硬質塑料管防護。
波紋管連接采用ф105mm同型波紋管,接頭長30cm。所有波紋管接頭處用密封膠帶封裹,防止漏漿。
Фj15.2鋼絞線的單根設計張拉力Pj=195KN,22ф-j15.24鋼絞線的設計張拉力Pj=4290KN,張拉選用2臺YCM450A-200型穿心式千斤頂和ZB×2/500油泵,根據配套標定的張拉力與壓力表讀數的關系曲線,確定達到設計要求張拉力時的壓力表讀數。張拉時要使用標定后配套的千斤頂、油泵、壓力表,不得任意互調。
4結束語
對橋梁而言,主塔基礎是全橋的關鍵部位之一。本橋22號橋墩右幅承臺鉆孔樁直接在陸地進行施工,左幅承臺搭設鉆孔平臺進行鉆孔樁施工,承臺施工在臨岸側做好抗滑措施的前提下采用復合圍堰進行施工,由于巖層面比較高,直接在巖層面上進行系梁施工。通過對基礎設計及施工方案進行多方案比選,優化了設計與施工工藝,確保了施工安全,為今后類似工程的設計積累了經驗。
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文章標題:橋梁主塔基礎施工技術探析
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