施工前提条件,包括现场的三通一平及测量导线网的建立,机械设备全部预制梁场的建设准备 架桥机的进场及拼装 龙门吊拼装及模板加工 墩柱盖梁施工 预制成品梁 预制梁的架设 湿接缝连续段施工 现浇梁施工 现浇桥面板施工 防撞护栏施工 伸缩缝的安装 验 收
图3.3 常见桥梁工程施工工序
4 桥梁基础
4.1 钻孔灌注桩
4.1.1 施工前提条件
1 有关技术文件和施工方案编制已完成并经审核。
2 施工技术人员与工人已全部到位,并进行技术交底,明确了质量、安全、工期、环保等要求;钢筋、水泥、砂、碎石、泥浆等材料均已到场并通过检验。
3 施工放样已完成,且经过检验,精度满足规范要求。 4 泥浆循环系统已完成,拌制的泥浆经检验符合规范要求。
5 按照设计资料提供的地质剖面图,选用适当的钻机和泥浆;钻机就位前,应对包括场地布置与钻机坐落处的平整和加固,主要机具的安装,配套设备的就位及水电供应的接通等钻孔各项准备工作进行检查。
6 钢筋笼加工机具、班组已到位,制作技术要求已进行交底。 7 砼施工配合比已调配完成,砼拌和站调试完毕,可随时供应砼。 8 沿桥走向设置一条施工便道,每个墩位设一工作平台,须能满足钻机就位和吊放钢筋笼的平面要求和砼运送要求。 4.1.2 工序
在施工前,承包人应编制工序流程图,作为各工序施工操作、保证施工进度的依据,并悬挂在现场。钻孔灌注桩工序流程参照图4.1.2。
施工前提条件 钻机就位 测量复核桩位
粘土造浆
做好钻孔记录 钻进成孔
检验孔深、孔径 气举式反循环清孔 钢筋笼加工制作、检查、运输 吊装钢筋笼 检验导管等设备 接装导管和砼料斗 砼运输车运输砼或泵送砼 灌注砼 拆除导管 钻机移位 图4.1.2 钻孔灌注桩工序流程
4.1.3 施工技术
1 施工场地或工作平台应充分考虑施工期间当地的洪水情况,浅水区域平台应高出高水
位0.5~1.0m;潮水区域平台应高出最高水位1.5~2.0m,并有稳定护筒内水头的措施。
2 陆上钻孔桩直接放样桩中心,依据桩中心在四周施放护桩;需搭设水上平台的桩基应先对护筒导向架进行精确放样,导向架内径一般较护筒外径大5cm。护筒埋设后应核对桩位,桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
3 钢护筒在普通作业场合及中小孔径条件下,一般使用不小于6mm厚的钢板制作;在深水、复杂地质及大孔径等条件下,应用厚度为12~16mm的钢板卷制,为增加刚度,可在护筒上下端和接头外侧焊加劲肋。护筒顶部设置护筒盖,护筒盖应用不小于5cm厚的木板制作。
4 当护筒长度小于6m时,有钻杆的正反循环钻护筒内径必须大于桩径20cm;无钻杆导向的正反潜水电钻和冲抓、冲击锥护筒内径必须大于桩径30cm;深水或感潮区且无钻杆导向的护筒内径必须比桩径大40cm。
5 护筒顶端高度
1)当采用反循环回转法钻孔时,护筒顶端应高出地下水位2.0 m以上,使护筒内水头产生20kpa以上的静水压力;
2)采用正循环回转法钻孔时,当地质良好、不易坍孔时,宜高出地下水位1.0 ~1.5 m以上;当地质不良、容易坍孔时,应高出地下水位1.5 ~2.0 m以上;
3)采用其它方法钻孔时,护筒顶端宜高出地下水位1.5 ~2.0 m; 4)当护筒处于旱地时应高出地面1.0 m以上;
5) 孔内有承压水时或处于潮水影响地区时,护筒顶端高度按规范执行。6 护筒的埋置深度
1)旱地或浅水处,对于粘质土不小于2m,对于砂类土应将护筒周围0.5~1.0m范围内土挖除,夯填粘质土至护筒底0.5m以下;
2)深水及河床软土、淤泥层较厚处,应尽可能深入到不透水层粘质土内1~1.5m;河床下无粘质土层时,应沉入到大砾石、卵石层内2~3m;河床为软土、淤泥、砂类土时,护筒底埋置深度要能防止护筒内水头降低(如桥位处于潮水区时)产生的涌砂现象,而使护筒倾陷。
3)有冲刷影响的河床,应埋入局部冲刷线以下不小于1.5m。 4)灌注桩完成后,除设计另有规定外,护筒应拆除。 7 泥浆
1)泥浆的比重应根据钻进方法、土层情况适当控制,一般不超过1.2,冲击钻孔一般不超过1.4,尤其要控制清孔后的泥浆指标。泥浆的具体性能指标参照规范(JTJ041—2000公路桥涵施工技术规范的简称,下同)。
2)泥浆用水必须使用不纯物含量少的水,没有饮用水时,应进行水质检查。
3)在护筒底下的复杂覆盖层施工大直径钻孔桩时,选用泥浆应根据地质情况、钻机性能、施工经验等确定,宜参照钻井采用的泥浆或添加剂。
8 钻机种类及适用范围参照表4.1.3
表4.1.3 钻机种类及适用范围
编号 1 2 3 钻孔机具 长、短螺旋钻机 机动推钻 (钻斗机) 正循环回转钻机 适用范围 土层 地下水位以上的细粒土、砂砾土、极软岩 细粒土、砂类土、卵石粒径小于10cm,含量少于30%的卵石土 细粒土、砂类土、卵石粒径小于2cm,孔径(cm) 长螺旋钻30~80 短螺旋钻50 80~200 80~300 孔深(m) 26~70 30~60 30~100 泥浆作用 干作业 不需泥浆 护壁 悬浮钻渣 含量少于20%的卵石土、软岩 细粒土、砂类土、卵石粒径小于钻4 反循环回转钻机 杆内径2/3,含量少于20%的卵石土、软岩 5 正循环潜水钻机 淤泥、细粒土、砂类土、卵石粒径小于10cm,含量少于20%的卵石土 细粒土、砂类土、卵石粒径小于钻6 反循环潜水钻机 全护筒冲抓和冲击钻机 冲抓锥 冲击实心锥 冲击管锥 旋挖钻机 行星式钻机 杆内径2/3,含量少于20%的卵石土、软岩 7 8 9 10 11 12 各类土层 淤泥、细粒土、砂类土、砾类土、卵石土 各类土层 淤泥、砂类土、砾类土、松散卵石土 淤泥、细粒土、砂类土 各类土层 80~200 80~200 80~200 60~150 80~200 280~600 80~200 80~200 80~250 泵吸<40 气举150 50~80 100 (泵吸<气举) 30~60 30~50 100 100 30~80 — 并护壁 护壁 悬浮钻渣 并护壁 护壁 不需泥浆 护壁 短程浮渣 并护壁 短程浮渣 并护壁 护壁 护壁 9 软基段桥梁桩基施工应注意的问题
1) 当桥两端处在软基预压(如加载加塑料排水板等处理措施)段时,靠近预压的桩基不可先行施工,应待预压沉降观测稳定后(宜采取反压措施)再行桩基施工。
2) 要严格按设计与规范的要求分层、分级加载,做好沉降观测,在无现场试验数据时可参照以下数据进行:
一般每7天加载厚度为30~40cm,沉降速率控制在10mm/d以内,位移控制在3mm/d以内。
3)对已施工完成的桥墩和基础,在加载的同时应进行变形观测,每1~3天观测一次,发现问题,立即停止加载。 4.1.4 施工工艺
1 泥浆的循环和净化处理
1)深水处泥浆循环、净化方法:在岸上设粘土库、泥浆池,制造或沉淀净化泥浆,配备泥浆船,用于储存、循环、沉淀泥浆。
2)旱地泥浆循环、净化方法:制浆池和沉淀池大小视制浆能力、方法及钻孔所需流量而定,及时清理池中沉淀,运至弃土场摊铺、晾晒、碾压。
2 钻孔:(以常见的几种钻机成孔方法为例说明)。 1)正循环回转法
(1) 首先将钻机调平并对准钻孔,装上转盘,要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上,钻杆位置偏差不得大于2cm。钻进过程中要经常检查转盘,如倾斜或位移,应及时纠正。
(2) 初钻时先启动泥浆泵和转盘,使之空转一段时间,等泥浆输进钻孔中一定数量后方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速,应尽快完成,以免停钻时间过长,增加孔底沉淀,甚至塌孔。
(3) 开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后,可按土质以正常速度钻进。
(4) 在粘质土中钻进,由于泥浆粘性大,钻锥所受阻力也大,易糊钻,宜选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进;在砂类土或软土层钻进时,易坍孔,宜选用平底钻锥、控
制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进;在低液限粘土或卵、砾石夹土层中钻进时,宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。
2)反循环回转法:
(1) 接长钻杆时,法兰接头之间垫3~5mm厚的橡胶圈,拧紧螺栓,以防漏气、漏水;钻头插入距孔底约20~30cm,注入泥浆,启动钻机时慢速开始钻进。
(2) 在硬土中钻进时,用一档转速,自由进尺;在高液限粘土、含砂低液限粘土中钻进时,可用二、三档转速,自由进尺;在砂类土或含少量卵石中钻进时宜用一、二档转速并控制进尺;在进入岩层后,必要时应根据地质情况增加配重,增强钻头的稳定和钻进强度。
3)冲击钻孔:
(1) 开钻时应先在孔内灌注泥浆,如孔内有水,可直接投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。
(2) 开孔及整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m,并低于护筒顶面0.3m,掏渣后应及时补水。
(3) 在淤泥层和粘土层冲击时,钻头应采用中冲程(1.0~2.0m)冲击,在砂层冲击时,应添加小片石和粘土采用小冲程(0.5~1.0m)反复冲击,以加强护壁,在漂石和硬岩层时可采用大冲程(2.0~4.0m)冲击。在石质地层中冲击时,如果从孔上浮出石子钻碴粒径在5~8mm之间,表明泥浆浓度合适,如果浮出的钻碴粒径小又少,表明泥浆浓度不够,可从制浆池抽取合格泥浆进入循环。
(4) 冲击钻进时,机手要随进尺快慢及时放主钢丝绳,使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态,既不能少放,也不能多放,放少了,钻头落不到孔底,打空锤,不仅无法获得进尺反而可能造成钢丝绳中断、掉锤。放多了,钻头在落到孔底后会向孔壁倾斜,撞击孔壁造成扩孔。
(5) 在任何情况下,最大冲程不宜超过6.0m,为正确提升钻锥的冲程,应在钢丝绳上作长度标志。
(6) 深水或地质条件较差的相邻桩孔,不得同时钻进。 3 成孔与终孔
1)钻孔过程应用碳素笔详细记录施工进展情况,包括时间、标高、档位、钻头、进尺情况等。
2)每钻进2m(接近设计终孔标高时,应每0.5m)或地层变化处,应在出碴口捞取钻碴样品,洗净后收进专用袋内保存,标明土类和标高,以供确定终孔标高。
3)钻孔灌注桩在成孔过程、终孔后要对钻孔进行阶段性的成孔质量检查,用专用检孔器进行检验,条件限制时可使用钢筋笼检孔器检验,检孔器外径应比钢筋笼外径大10cm,长度不小于孔径4~6倍。
4 清孔
清孔原则采取二次清孔法,即成孔检查合格后立即进行第一次清孔,并清除护筒上的泥皮;钢筋笼下好,并在浇注砼前再次检查沉淀层厚度,若超过规定值,必须进行二次清孔,二次清孔后立即灌注砼。
5 钢筋笼加工就位
1)钢筋笼应在硬化后场地并铺设枕木上进行制作,制好后的钢筋骨架必须平整垫放。 2)钢筋笼应每隔1~2m设置十字加劲撑,以防变形;加强箍肋(φ25或28钢筋)必须设在主筋的内侧,环形筋在主筋的外侧,并同主筋进行点焊而不是绑扎。
3)每节骨架均应有半成品标志牌,标明墩号、桩号、节号、质量状况。
4)第一节钢筋笼放入孔内,在护筒顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼,并保证工字钢水平和钢筋笼垂直。吊放第二节钢筋笼与第一节对准后进行机械套管连接或焊接,下放,