考虑到桥梁桩基础绝大多数位于半坡上,地势陡峻,所以桩基础全部采用人工挖孔施工,计划2座桥梁的人工挖孔桩基础同时开挖,同一桥梁同一墩台人工挖孔桩基础则采取分批开挖。
桥梁墩柱分为2种形式进行施工,实心墩采用钢管搭架翻转模板法立模分段浇筑进行施工,计划投入矩形墩模板3套共24米;变截面空心墩采用翻转模板法进行施工,计划投入梯形墩模板8套共52.8米和2台塔吊同步进行施工。
根据施工场地情况,在K99+520-K99+838.45段成型的路基上布置1个预制场来完成80片T梁的预制工作,T梁的安装工作由1台架桥机完成,根据左右幅桥施工进度依次安排T梁吊装工作。
3.2施工方法
3.2.1基础工程
1、挖孔灌注桩施工
(1)、施工平台:
应先清除坡面杂物、松动危石、软土,开挖施工平台并整平夯实,作好孔口周围的排水设施,用角钢和钢板制成操作平台,设立轴线护桩和水准点。
平台的长、宽应比设计桩径大1-3米,以便放置工具,人员上、下出土和施工方便。
施工工序:
开挖施工平台→测定桩位、放线→设置孔口护壁→第一节段挖孔→支设护壁模板→浇筑护壁混凝土→养护、拆模→下一节段并循环施工至孔底设计标高→检孔→吊装安放钢筋笼→排出积水→浇筑桩身混凝土→承台施工。
(2)、挖孔护壁及支撑:
开挖直径为桩径加2倍护壁,护壁厚10-15cm,采取就地灌注混凝土孔壁支撑,护壁内搭配长1m左右Φ6~Φ8的直钢筋,间距200-250mm,插入下节段护壁内,上、下护壁间搭接5~7cm,每米增加Φ8~Φ12水平主筋5道,间距200mm。
护壁模板由活动钢模组成。
护壁混凝土采用桩身混凝土的同级混凝土。
挖孔时应随时进行观察,如有水渗入,必须在护壁混凝土中添加速凝剂,以提高混凝土的早期强度,及时加强孔壁支撑,防止水在井壁浸流造成坍孔。
同一墩台若数孔同时开挖时,最小边距不小于3米,且渗水量大的一孔应超前开挖,用于集中排水,以降低其它桩孔的水位。
施工中每节段挖孔后应用垂球吊线检查中线位置是否正确,群桩桩位允许偏差不大于100mm,排架桩桩位不大于50mm,孔的倾斜度不大于0.5%。
观察记录地质情况是否与设计相符合,直至开挖到设计的桩底标高。
每节段及其护壁的高度和厚度根据地质情况、开挖难易、渗水量大小以及模板尺寸等统一考虑,一般每节段高1米。
为了增大桩身和护壁的摩擦力以及方便插捣混凝土,模板做成上口小下口大的形式,上口直径为设计桩径,下口直径比设计桩径大20厘米。
(3)、由于桥梁桩基较深,在人工挖孔过程中应准备鼓风机随时向孔内输送空气,防止出现窒息情况。
(4)、清孔:
挖孔达到设计深度后,清除孔底松土、沉渣等,采用钢钎探明孔底是否有溶洞,经监理工程师检查签认后方能下钢筋笼。
(5)、钢筋笼、声测管制作及安装:
钢筋笼是在制作场内分节制作,节段长度控制在10~15m。
采用加劲筋成型法,为不妨碍螺旋筋绑扎,把加劲筋设在主筋内侧。
制作时,按图纸设计尺寸作好加劲筋圈,标出主筋的位置。
焊接时,使加劲筋上任何一个主筋的标记对准主筋中部的加劲筋标记,扶正加劲筋,并校正加劲筋与主筋的垂直度,然后点焊。
当一根主筋焊好全部加劲筋后,在骨架两端各设一人转动骨架,将其余主筋逐根照上法焊接于主筋上,点焊牢固,最后安装和固定声测管,声测管采用57×3mm的镀锌无缝钢管,每根桩埋3根声测管,3根声测管按三等分平均角度布置,声测管直接焊接在钢筋笼内侧,相互平行并垂直,起吊时需防止钢筋笼产生扭曲变形。
采用16t的吊车分节吊装对直焊接钢筋笼。
在安放钢筋笼之前用检孔器进行检孔。
(6)、导管安装:
当孔内无积水和少量渗水时,导管采用Φ300壁厚3mm的串筒,按干孔进行浇筑;若孔内渗水严重时,导管采用Φ250~Φ300的钢管,壁厚3mm,每节长2.0~3.0m,由管端、法兰用螺栓连接,接头处用橡胶圈密封防水,并对导管作水压承压和接头抗拉试验,保证不漏水,砼浇注架用型钢制作,用于支撑悬吊导管和浇筑平台,并固定钢筋笼,放置砼漏斗。
(7)、浇注砼:
钢筋笼定位后,浇筑混凝土。
当孔内无积水和少量渗水时,按干孔浇筑混凝土,浇筑过程中要求要对整桩分层振捣,对桩顶以下5m的混凝土每浇注30cm振捣一次,对桩顶至桩顶以下5m的这个范围内的混凝土则应加强振捣;若孔内渗水严重时,按水下混凝土施工,桩顶以下2m的混凝土利用其自由坠落捣实,在此线以上的混凝土则采用振捣器振实。
(8)、浇筑水下砼:
首批砼数量要经过认真计算,使其具有一定的冲击能,将泥浆从导管中排出,安放导管时导管下口距孔底不得大于40cm,在首批砼灌注后能保证导管下口埋入砼内不小于1m的深度。
随着砼的连续浇筑,施工中逐步拨升导管,拔管停歇时间不得超过15分钟。
在整个浇筑过程中,始终保证导管在砼中埋深为2~6米。
应由专人测量导管埋置深度,填写水下砼浇注记录。
在浇注过程中,应对每批混凝土的和易性和坍落度进行检查,不合格的混凝土坚决不使用。
溢出的泥浆应引流至适当地点处理,不得污染环境。
当导管内混凝土含有空气时,后续混凝土宜慢慢地注入漏斗和导管,严禁将砼整体从上而下倒入导管内,以免导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。
浇筑过程中,地面以下的护筒应及时拔出,地面以上的护筒或模板应待混凝土强度到达5Mpa后拆除。
桩基砼浇筑应连续浇筑至设计桩顶标高以上0.5~1.0m,中间不得停顿,高出设计标高的部分在砼初凝前清除,并预留10~20cm,待砼强度达到设计要求后在施工承台时凿除。
挖孔灌注桩施工工艺见表5-1《挖孔灌注桩施工工艺框图》。
3.2.2下部结构工程
1、承台施工
左幅K98+588、右幅K98+673桥所有桥梁承台均处无地表水,承台施工均在旱地进行,施工方法:
(1)、人工配合挖掘机开挖承台基坑,将桩基顶面冲洗干净,凿除桩头至设计标高以上10~20厘米,调直桩顶深入承台里的桩基锚固钢筋,按设计精确测量放样,确定承台平面位置,整平承台基坑至承台底设计标高。
(2)、绑扎承台钢筋,注意预埋墩柱主钢筋,安装承台模板。
(3)、采用水平分层法浇筑承台混凝土,插入式振捣器振捣密实,浇筑应连续进行,避免出现施工缝。
(4)、浇筑完毕,待混凝土收浆后,用薄膜覆盖,洒水养生时间不少于7天。
(5)、待混凝土达到设计强度后,方可进行下一道工序施工。
2、墩柱施工
左幅K98+588、右幅K98+673桥桥墩形式较多,主要有以下三种形式:
1、等截面T形实心墩;2、变截面T形实心墩;3、变截面宽幅空心墩。
根据墩柱高度,对墩柱采用不同的施工方法,具体划分标准为40米以下墩柱采用钢管搭架翻升模板法进行浇筑。
计划投入280*160cm矩形等截面实心墩模板8米、280*160cm矩形变截面实心墩模板16米。
40米以上墩柱采用翻转模板法施工,计划投入800*260cm矩形变截面空心墩模板52.8米、塔吊2台进行施工。
a、T型实心墩施工方案
根据墩柱的各部几何尺寸、高度及工地实际情况采用钢管搭架翻升模板法进行墩柱施工。
翻升模板由4层模板组成,层高2米,每层模板均自成体系,自身与墩柱锚固在一起,在混凝土浇筑前及浇筑过程中支撑在下一层模板上,混凝土达到强度后将下层模板拆下拼装,并通过其与混凝土的摩擦锚固力作为支撑浇筑上一层混凝土,如此循环交替上升直至墩顶。
混凝土的供应另外设支撑体系。
(1)钢模加工:
翻升模板的模板部分为整个结构的骨架,所有荷载均通过其传给主墩,因而模板要具有足够的强度和刚度。
为保证施工进度及要求,根据T形实心墩的墩柱高及几何尺寸,加工实心墩模板3套,每套8米高。
等截面实心墩正面模板每断面组合尺寸为:
2.0m×1.4m(四块),侧面钢模尺寸为:
2.0m×1.6m(两块);变截面实心墩正面模板每断面组合尺寸为:
2.0m×1.4m(四块),侧面钢模尺寸为:
2.0m×1.6m(两块),2.0m×0.45m(四块),变截面调节尺寸采用80:
1梯形模板拼装组合施工。
(2)钢管搭架施工:
钢管搭架施工采用“井”字型钢管搭架,钢管间距40米高度以下按40cm间距搭设,钢管搭架支撑于施工承台上,每边共搭设三排,里面一排紧靠墩柱,并将四面的钢管连接为一个整体。
随墩柱施工逐步加高支架,直至完成其施工。
施工操作平台用5cm厚的木板满铺,并且固定于钢管架上,并在施工操作平台四周搭设1.5米高的安全围栏(架设两排,每排0.75m高),围栏四周用安全防护网围护,以防止施工人员、物体坠落。
(3)模板的安装:
模板安装采用翻升模板法施工、实心墩每次安装模板8.0米高,混凝土第一次浇筑8.0米高,最底部2.0米高模板均为上一次浇筑安装的模板保留不拆,以后每次浇筑6.0米高。
每块组合钢模均采用4棵φ20拉杆对拉锚固(拉杆孔道采用预埋φ25PVC塑料管,以便拉杆拆除后重复利用)。
模板组合安装后,在模板顶部四个角的转角模板处,用四个3吨手拉葫芦用钢绳斜拉锚固于相邻承台预埋锚固钢筋上,进行整平校正锚固,承台预埋锚固钢筋采用φ32钢筋圆弧预埋,预埋深度为1.0米。
(4)、钢筋制作:
钢筋加工制作应严格按设计施工,要求钢筋表面洁净,无油腻、锈蚀和污染;钢筋加工平直,无局部弯折。
采用冷拉方法调直钢筋时,I级钢筋的冷拉率不宜大于2%,HRB335、HBR400牌号钢筋的冷拉率不宜大于1%。
绑扎钢筋时应注意箍筋间距、根数,使钢筋网绑扎后间距均匀。
(5)、钢筋安装:
基底钢筋位置安装准确,钢筋骨架在不同高度处,绑扎适量垫块,以保证钢筋保护层的厚度;墩柱钢筋的绑扎应与混凝土的浇注配合进行。
在安装第一层主钢筋时,主钢筋应采用不同的长度,以使同一断面的钢筋接头数量和长度符合施工规范的规定,主钢筋的连接采用镦粗直螺纹套筒连接。
水平钢筋的接头,也应内外、上下相互错开。
钢筋净保护层的厚度,应符合设计规范要求。
(6)墩身混凝土浇筑:
混疑土采用拌合站集中拌合、混凝土输送泵运送、插入式振捣器振捣的施工方法。
灌注混凝土前应检查模板、钢筋及预埋件的位置、尺寸和保护层厚度,确保其位置准确、保护层足够。
b、宽幅空心墩施工方案
2座大桥共有40米以上宽幅空心墩柱9个,空心高墩采用翻转模板法分段浇注砼施工,配置砼输送泵泵送运输砼,串筒布料,水平分层浇注砼。
翻转模板外模采用整体钢模,每套模板分为三节,每节2.2m,每节分为十块制作,按四块进行拼装,其中转角部分纳入横桥向面内整体拼装。
每次浇筑二个节段共4.4m高混凝土,另一节段2.2m紧固在墩壁上,作为底节接口模板,下次浇筑时上次的顶节模板作为该次嵌固底节接口模板,上次底节和中节模板作为该次浇筑混凝土用模板,重复翻升施工直至墩顶。
(1)钢模加工:
按照施工进度及要求,根据空心墩的墩柱高度及几何尺寸,加工空心墩模板8套,每套6.6米高。
变截面空心墩正面模板尺寸为2.2m×3.5m(四块)的标准板,边角采用2.2m×(0.45m+0.95m)带5cm转角的转角模板(两块)拼装组合,侧面模板采用41块2.2米高、顶宽60cm、坡比80:
1的梯形模板(两块)作为调形模板,底脚根据不同墩高配置0.2-1.0m不等的调节板。
为方便安装、拆卸,内模采用最大加工尺寸为2.2×0.4m,最小加工尺寸为2.2m×0.15m不等的木板进行拼装。
为保证模板的刚度,所有外模均采用L100×100×10mm角钢进行加固,里面按“井”字形,间距25-44cm进行加固,面板钢板厚度采用6mm厚钢板。
(2)钢管搭架施工:
钢管搭架施工采用“井”字型钢管搭架,钢管间距40米高度以下按40cm间距搭设,40米高度以上按60cm间距搭设,钢管搭架支撑于施工承台上,每边共搭设三排,里面一排紧靠墩柱,并将四面的钢管连接为一个整体。
随墩柱施工逐步加高支架,直至完成其施工。
施工操作平台用5cm厚的木板满铺,并且固定于钢管架上,并在施工操作平台四周搭设1.5米高的安全围栏(架设两排,每排0.75cm高),围栏四周用安全防护网围护,以防止施工人员、物体坠落。
(3)模板的安装:
模板安装采用翻转模板法施工,空心墩每次安装模板6.6米高,每次浇筑4.4米高(浇筑墩底部分时,根据空心墩的设计情况,一般先浇筑至3—3.5m高度),最底部2.2米高模板均为上一次浇筑安装的模板保留不拆。
每块组合钢模均采用6棵φ20拉杆对拉锚固(拉杆孔道采用预埋φ25PVC塑料管,以便拉杆拆除后重复利用),即空心墩每2.2米高的模板拉杆数量为12根,空心墩内模采用可调节拉杆进行支撑,以防内模变形。
模板组合安装后,在模板顶部四个角的转角模板处,用四个3吨手拉葫芦用钢绳斜拉锚固于相邻承台预埋锚固钢筋上,进行整平校正锚固,承台预埋锚固钢筋采用φ32钢筋圆弧预埋,预埋深度为1.0米。
每一箱空心墩横隔板施工时先预留一个1.0×0.8m的人洞,待内模拆除后再绑扎钢筋,封口浇筑混凝土,同时按设计预留φlOcm的通气孔道。
(4)、钢筋制作:
钢筋加工制作应严格按设计施工,要求钢筋表面洁净,无油腻、锈蚀和污染;钢筋加工平直,无局部弯折。
采用冷拉方法调直钢筋时,I级钢筋的冷拉率不宜大于2%,HRB335、HBR400牌号钢筋的冷拉率不宜大于1%。
绑扎钢筋时应注意箍筋间距、根数,使钢筋网绑扎后间距均匀。
(5)、钢筋安装:
基底钢筋位置安装准确,钢筋骨架在不同高度处,绑扎适量垫块,以保证钢筋保护层的厚度;墩柱钢筋的绑扎应与混凝土的浇注配合进行。
在安装第一层主钢筋时,主钢筋应采用不同的长度,以使同一断面的钢筋接头数量和长度符合施工规范的规定,主钢筋的连接采用镦粗直螺纹套筒。
水平钢筋的接头,也应内外、上下相互错开。
钢筋净保护层的厚度,应符合设计规范要求。
本合同地处山岭地区,在墩身施工中主钢筋采用9m长定尺钢筋进行连接,由于主钢筋柔性大,定位困难,再加上施工风荷的影响会带来很多不安全的因素,为此在高墩施工中应先搭设钢管支架,然后利用支架作为钢筋安装的劲性骨架进行主钢筋安装。
支架按每8m一高度段考虑,在安装钢筋时可将主钢筋倚靠在内层的支架上,以确保钢筋安装时的施工安全。
因水平筋较密,而每次只能浇筑4.4m高墩柱,因而根据立模高度每次安装水平筋4.4米高,以便施工操作。
墩身外边缘应按设计要求设置15cm×15cmφ6冷轧带肋钢筋焊网,以防墩身砼开裂。
(6)墩身混凝土浇筑:
混凝土采用拌合站集中拌合、混凝土输送泵运送、插入式振捣器振捣的施工方法。
灌注混疑上前应检查模板、钢筋及预埋件的位置、尺寸和保护层厚度,确保其位置准确、保护层足够。
(7)、塔吊与电梯
为满足墩身施工的需要,在左幅3号和右幅6号墩身的侧向各安装1台附着式塔吊,用于墩身材料及设备的垂直运输。
首先采用吊车将塔吊安装至40m的基本高度,以后随着墩柱的升高,通过塔吊的自升系统不断接高。
安装和拆卸模板、提升工作平台以及墩柱施工用的所有机具、物品和钢筋等材料的垂直运输和塔吊周围的水平运输都由塔吊来完成。
为保证施工人员的自由上下,在40米以上高墩外侧布置昆明重工(集团)股份有限公司生产的SCD200/200施工电梯1台,用于人员的运送。
附墙装置由预埋件(附着点)和间接附着撑架组成。
该电梯起重量为2T,安装高度125m,箱笼底与模板的底层相接,人员可以通过爬梯直达墩柱顶端。
由于本桥为分离式桥梁,左右幅间隔40米,为扩大塔吊的辐射范围,尽可能的照顾到临近的墩柱,塔吊和电梯均布置在桥轴线的一侧,塔吊边与墩身边缘最小距离保证有50cm,附墙架分别锚固在薄壁墩上,并尽量靠近内侧边,塔吊基础另行浇筑。
电梯基础设在承台上,附墙架附着在其中一个薄壁墩的侧面上,从支架侧面进入工作平台。
为避免雨季洪水中漂浮物和石块对塔吊和电梯底座进行冲击,故应在塔吊和电梯底座周围增设一定数量的围护,以确保塔吊和电梯的安全。
塔吊和电梯的附墙架应严格按照厂家提供的资料的要求进行安装布设。
(8)墩身线形外观控制:
在承台浇注完混凝土后,利用护桩恢复墩中心,并从大桥控制网对其放样校核,准确放出墩身大样,然后立模、施工墩身实心段混凝土。
实心段混凝土施工完后,在桥墩中心处设置一直径为40cm,高40cm的钢筋混凝土圆台,将墩中心准确地定位在预埋的钢筋头上。
每提升1次模板根据墩不同高度,利用全站仪对四边的模板进行检查调整。
施工中要检查模板对角线,将误差控制在5mm以内,以保证墩身线形。
检查模板时,已灌混凝土的模板上每个方向作2个方向点,防止大雾天气不能检查模板时,可以拉线校核,不影响施工。
检查模板时间在每天早上9点以前或下午4点以后,避免日照对墩身的影响;墩身上的后视点要尽量靠近承台,每次检查前校核各个方向点是否在一条直线上,如有偏差,按墩高比例向相反方向调整。
模板表面的处理:
模板表面的光洁度直接影响着混凝土的外观质量,在安装模板施工时首先将定型钢模表面用电动钢丝刷除去浮锈以及灰尘、油污,直至露出新鲜金属面,然后涂擦一遍柴油清洗干净,在支立前再涂一遍脱模剂。
对于锈蚀较重的模板需先用12%的盐酸溶液除锈后再作下一步处理。
模板接缝的处理:
在模板拼装时用2-3mm的橡胶条或海绵条夹紧,减少因混凝土浇筑时出现漏浆而产生的外观缺陷。
预留螺栓的处理:
为增强模板刚度而增设的对拉拉杆在模板拆除后及时抽出拉杆,调配与混凝土颜色相近的砂浆对孔洞进行填塞,不能拆除的拉杆采用砂轮锯切除,调配与混凝土颜色相近的砂浆或防锈漆涂饰(切割时不可损坏混凝土表面)。
桥梁桩柱式墩台施工工艺见表5-2《桥梁桩柱式墩台施工工艺框图》。
3、盖梁施工
本桥共有C30钢筋混凝土桥台盖梁4道,C50T形墩预应力混凝土盖梁5道,宽幅空心墩盖梁9道,盖梁尺寸为11.2×1.8×1.9米。
1、预埋件的埋设
在墩柱施工接近盖梁底部时,在墩柱(横桥向)上设置预埋槽钢,槽钢位置与盖梁边角支撑成45°角,顺桥向预留10×10厘米对穿孔洞两个,盖梁施工时可穿入槽钢作为盖梁支架和模板承重点。
2、盖梁支架制作及安装
盖梁支架采用抱箍法,即在墩柱预埋件位置安装制作好的盖梁支架支撑抱箍,抱箍及支架材料采用I16工字钢或定型槽钢,使盖梁主要承重支撑于墩柱上,支撑架制作为Y字型。
3、模板制作安装
模板制作按设计图纸制作为定型组合钢模,面板采用5mm钢板,L50×50×5mm角钢加固,角钢间距为40cm,模板背面用10×10槽钢整体加固,模板安装时按定位编号顺序安装,顶