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挖孔樁方案的確定

08-22 12:02:17  瀏覽次數:289次  欄目:道路工程
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原設計為φ1.2m,樁長20m左右的鉆孔灌注樁,但由于武義江為季節性河流,枯水期河水干涸,主河道狹窄,河灘廣闊平坦,基礎大部分集中在河灘上。原地質鉆探資料表明,除個別地層水量較大外,大部地層為潮濕狀態,因此,出于下面幾點考慮,最后選擇了挖孔樁。
1)采用挖孔樁取代鉆孔樁,節省了大量費用。另外,若成孔后有效降低孔內水位,采用空氣灌注混凝土,可大大減少水泥用量,從而達到降低成本的目的。
2)人工挖孔投入少,作業面多,數十個孔可同時進行開挖,較鉆孔樁明顯縮短工期。
3)采用人工挖孔,更便于對地質情況進行判定,進而正確確定終孔標高,確保入巖深度。樁底沉渣用人工清理的更徹底,保證樁底與巖石的結合效果。此外,若采用空氣灌注可避免水下混凝土施工的危險性,確保樁身混凝土的質量。
4)由于挖樁成孔后孔內水質較好而又無泥漿存在,所以,即使孔內水位較高,無法按空氣灌注,采用水下灌注混凝土,也不會有斷樁現象的發生。施工中若出現堵管、不翻漿等現象無法繼續灌注時,大可不必慌張,這時可從容地將導管全部拔出,重新進行剪球,這樣混凝土在結合的緊密程度上,仍然可以得到保障。
挖孔樁的施工
1)準別工作
設備、人員、材料到場后,要仔細研究樁位處的地層情況,根據設計單位提供的地質斷面圖,確定不同地層的厚度、性質,進而制定相應的成孔方法、護壁方案和安全措施。
2)成孔
(1)降水措施,根據地下水位標高的不同,選擇相應的降水措施。
①河岸枯水段,采用孔內降水,即用潛水泵直接進行孔內抽水。當孔內水量較多時,可同時開挖幾個孔,以達到降水效果。
②河灘豐水段,采用孔外降水,在多孔開挖仍達不到降水效果時,可采用孔邊開挖滲水池的辦法實現孔外降水。
(2)護壁施工。一般情況下采用混凝土護壁,根據地質情況,護壁方法也有所不同。
①原地面至透水段,本段特點是土層較緊密,含水量較低。護壁長度可設為1.0m,每開挖1.0m,即安裝鋼模,澆筑護壁混凝土。
②流沙、涌泥等豐水段,本段地層受水浸泡,容易出現流沙等情況,護壁較為困難,這時可將護壁長度縮短為0.5m.。對于特別容易坍孔段,可根據安全情況,再酌情減短護壁長度,必要時,護壁采用鋼筋混凝土,以防護壁坍塌。
③較為松軟的地層處理,施工中如出現這種地層,無法進行混凝土護壁時,可采用具有足夠剛度的鋼護壁代替混凝土護壁并作到隨挖隨沉。
護壁過程中,每澆筑一節護壁,必須用垂球校核樁的中心位置,以保證樁身豎直度。
(3)巖石段成孔,可不進行護壁,相對較軟的地段可采用空壓機配合風鉆成孔。巖石較為堅硬處,采用井底水下爆破開挖。但要注意在距孔底標高50cm以上范圍內停止爆破,采用人工開挖,以防止對孔底的擾動,影響基底承載能力。
樁身混凝土灌注
1)當孔內滲水量較少時,應先抽干孔內積水,然后用竄筒進行水上混凝土空氣灌注。這時的混凝土除樁頂以上2m范圍內,需按常規方法振搗外,其他部分均靠其本身下落自動擠壓密實而不用振搗。
2)當孔內積水始終保持在10cm以上時,而又無法抽干,應視作水下樁,必須嚴格按照水下混凝土的規定進行。
施工難點及措施
當護壁以下出現局部塌方時,為避免出現坍孔等嚴重后果,必須進行及時處理。方法是沿護壁下插長度為1.0m的φ16mm鋼筋,如土0.5m,外露0.5m,間距0.15~0.2m,以此作為支撐,用麻袋將塌方位置封堵好,好快速抽水、支模、灌注混凝土。
2)護壁出現漏水
護壁通過透水層時,若護壁混凝土不密實,會造成護壁的滲漏,嚴重時可能會造成護壁坍塌,給以下的施工帶來不便。所以注意護壁混凝土振搗密實的同時,若出現孔壁漏水,應及時處理。
方法是對于水壓較小的水孔,用水玻璃摻加30%的水泥,充分拌勻后直接堵塞。對于水壓大、直徑較大的水孔,先將孔內松散的混凝土打掉、洗凈,根據水量大小選擇相應尺寸的塑料管插入孔壁導流,然后用加30%的水泥的水玻璃將漏水處沿塑料管四周封死。24h后,將塑料管打折并用鐵絲扎死,切斷水源。
3)巖石爆破
井下爆破除特別注意安全外,還應注意以下幾點:
(1)采用少藥多炮的特點,防止超挖孔及爆破對孔壁的擾動;
(2)打眼、放炮時孔內水位盡量降低,以便合理準確控制炮眼位置,以防超爆、超挖;
(3)接近樁底設計標高(一般位50cm內)時,停止爆破,改用人工開挖,防止超挖以及對基底的擾動。


墩身施工
1)匝道橋接柱共191根,有φ1.2m和φ1.5m兩種類型(φ1.2m60根,φ1.5m131根)。接柱最高的高度為15.86m(φ1.5m),其混凝土澆筑量是28m3。
施工方法是:鋼筋籠分段預制成型,現場吊裝組拼;鋼模板分段組拼,立模一次完成;泵車灌注混凝土一次到頂。
以最高的接柱(H=15.86m)為例,施工程序如圖9-1所示。
2)需要注意的問題
(1)模板基礎平臺,必須力求水平,便于使用千斤頂、纜風繩、花蘭螺栓、預拉葫蘆調整模板垂直度。模板拼到8m高度時,就應調整平面位置和垂直度。待全部完成后,再進行檢查校正。
(2)混凝土是否一次澆筑到頂,應考慮到模板的強度和剛度的大小。由于采用的現成的鋼模板,面板壁厚10mm,法蘭盤厚度和兩半拼接的縱向連接板厚度20mm,加強肋板間距50mm×30mm,連接螺栓M22,豎向接縫螺孔間距50mm,水平接縫螺孔間距30mm;加工精度高(采用機加工),直徑偏差±1.5mm,長度偏差±1mm/1m;因此適合采用高墩模板分段組拼,混凝土一次澆筑的方法。
混凝土澆筑速度為18m3/h,鋼模板每延米質量約為800kg。
(3)混凝土配合比強度為33Mpa,坍落度8-14cm,粗骨料最大顆粒20mm,和易性良好,為適合泵車使用的泵送混凝土。
配合比采用1:1.607:2.795(水泥:砂:碎石);每立方米水泥用量為420kg(強隊等級為42.5的普通硅酸鹽水泥);水灰比為0.38。
(4)要有可靠的安全措施,包括帶護欄的作業平臺,帶保護圈的豎梯(安裝在支好得模板上),懸掛在模板周圍的安全網。
(5)重視養生。國外對混凝土的養生十分重視,尤其是干熱地區。從澆筑后2h~3h一直養護到7d,始終讓混凝土表面呈濕潤狀態。該橋采取的措施是柱頂放置儲水桶,柱身罩布罩,由水桶向下滲水。專門配備水車一臺,給匝道橋接柱養生供水。盡管如此,盡管如此,也時常有養護供水不及時地現象,所以,宜采取用柱身噴涂養護劑的辦法養生。
3)施工組織、主要機具設備及進度
接柱施工中,混凝土的拌和、運輸、泵送由五橋統一的機運隊承擔,鋼筋籠由匝道橋下部構造鋼筋班制作和現場綁扎。混凝土澆筑由橋下部構造混凝土班擔任,接柱澆筑由6~8人完成。
為了加快模板周轉,減少班組的穿插交接,所有接柱的模板作業,鋼筋籠的運輸和吊裝,蓋梁模板使用的剪力銷預埋件,接柱與樁鋼筋搭接段的模板,基坑清理、排水,拆模后養護設施的準備等工作均由一個專門的“接柱小組”來完成。其組成是:工長1名,木工7人,起重工4人,普工2人;配備一臺30t吊車。裝載運輸機械由工程隊統一安排使用。接柱的模板總工程量為8050m2。接柱模板的數量為φ1.5m接柱鋼模板,長30m(面積141 m2);φ1.2m接柱鋼模板,長24m(面積91 m2)。接柱與樁基搭接鋼筋段接樁鋼模板:φ1.5m的長7.5m(面積35 m2);φ1.8m的長5m(面積28 m2)。各種類型的模板的平均周轉次數為27次,其中φ1.5m接柱鋼模板周轉次數為40次。
接柱施工的平均進度為每月完成24根(每根接柱的平均高度為9.3m,包括了地下樁基與接柱鋼筋搭接段)。
在正常的情況下,15m高的φ1.5m,3.5d完成2根,平均2d一根;8~10m高的3d完成一組3根,平均每天1根。

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