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下面以“集丰高速公路 No2 合同段饮马河大桥及堆村大桥”钻孔灌注桩基础施工为例,进一步说明钻孔灌注桩施工工艺及事故分析防治。(见“钻孔灌注桩施工工艺”部分)钻孔灌注桩的施工工艺1施工准备1.1.1 施工场地准备施工前应将桥位测量放样和场地平整好,以便安装钻架进行钻孔。当场地位于无水岸滩时,钻架位置应整平夯实,清除杂物,挖除软土;当场地有浅水时,宜采用土或草袋围堰筑岛;当场地为陡坡、深水或淤泥层较厚时,可搭设工作平台,平台必须牢固稳定,能支承钻机在其上面工作。采用方法可根据实地情况选择,如:在水上打桩用型钢焊接平台,在锚碇稳固船上架设钻机。1.1.2 施工机具配备施工设备主要指钻机。钻机应根据钻孔直径,深度和场地地质等因素选用,集丰高速公路 No2 合同段饮马河大桥及堆村大桥桩基施工根据不同的地质情况主要采了三种钻机:A.旋挖钻机(螺旋钻机),B.正循环回旋钻机 ,C.冲击钻机(工程中通常称作磕头钻)。(1) 旋挖钻机 本工程有将近40棵桩是由旋挖钻完成,占工程桩基础总量的1/3。旋挖钻机成孔是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。适用:素填土层、亚粘土层、亚沙土层、亚粘土夹粉细砂层,强风化泥质粉砂岩层,弱风化泥质粉砂岩层等。旋挖钻的优点是钻进速度快,效率突出,60m左右的桩6-7h即可成孔,1d可成孔2-3个,是冲击钻、循环钻工作效率6倍之多。缺点是因为其工作靠旋转成孔,因此容易塌孔,不适用于:弱风化岩层或存在大块块石的地质层,由于旋挖钻机自重大,在软土地区、水网地区应谨慎使用,旋挖钻机也不适用于嵌岩桩。(旋挖钻实物图如图1)(2) 所谓正循环就是在钻进的同时,泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头,通过钻竿中心从钻头喷入钻孔内,泥浆挟带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆进入泥浆池循环使用。在安装钻机时,钻架必须保持平稳,不得发生位移、倾斜和沉陷。(旋挖钻实物图1)(3)冲击钻机 冲击钻机分为实心锥和空心锥两种。1) 实心锥冲击钻(即:冲击钻) 用冲击式装置或卷扬机提升实心钻锥,上下往复冲击,将土石劈裂、劈碎,部分被挤入井壁之内。由泥浆悬浮钻渣,使钻锥每次都能冲击到孔底新土层。冲击一定时间后,放入掏渣桶掏渣,提出孔外倒掉。本法泥浆一方面起悬浮钻渣作用,另一方面起护壁作用。2) 空心锥冲击钻(即:冲抓钻) 其钻孔原理与实心锥冲击钻相同。只是因为钻锥是空心的,在上下往复冲击时,其锥减刮刀将孔底冲碎,而且已冲碎的钻渣可以从锥底进入空心锥管内。冲击一定时间后将钻锥提出,倒掉锥内的钻渣,再将钻锥放入井底继续冲击钻进。本工程项目所采用空心冲击钻机。1 .2 灌注桩施工工艺1.2.1 施工流程桩基施工流程为:护筒埋设—配置泥浆—钻进成孔—清孔—下钢筋笼—二次清孔—浇注混凝土。桩基施工的顺序采用跳打法,并结合现场的实际情况进行施工。设立施工平台 桩位放样下沉、埋设护筒制泥浆池、沉淀池制粘土泥浆钻机就位钻进清孔测量钻孔深度制钢筋笼、运至桩位吊放钢筋笼导管拼装、作密封检查安装导管制备混凝土二次清孔输送混凝土灌注水下混凝土拔除护筒图 3 钻孔灌注桩施工工艺流程1. 2.2 护筒埋设护筒的作用是固定桩位,保护孔口不坍塌,隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁及钻孔导向等,根据施工场地可选择采用钢护筒或混凝土护筒,制作护筒时要考虑其内径要比钻头直径稍大(20-40cm)。埋设护筒时应注意:护筒平面位置应埋设准确,偏差不宜大于50mm,护筒顶标高应高出地下水位和施工水位1.5~2m,在无水地层钻孔时因护壁顶部设有溢浆口,因此筒顶也应高出地面0.2~0.3m。1.2.3 泥浆配置(泥浆循环系统)合理的泥浆配置是成孔质量的重要因素。泥浆在钻孔的作用是:在孔内产生较大的悬浮液压力,可防止坍孔;泥浆向孔外土渗透,在钻进的过程中,由于钻头的活动,孔壁表面形成一层胶泥,具有一定的护壁作用,同时将孔内外水流切断,能稳定孔内水位;泥浆比重大,具有浮渣作用,利于钻渣的排出。施工中泥浆配置一般采用人造泥浆和砂砾石层投放优质粘土相结合的办法配置泥浆。泥浆的性能指标要根据不同的钻孔方法和不同的地层情况来确定。1.2.4 钻进成孔先启动泥浆泵,钻机空转,待泥浆进入钻孔一定数量后再开始钻进。钻进速度随地质情况而变,在粘性土中用中等转速,大泵量、稀泥浆钻进。在砂性土中用低档、轻压慢速,大泵量、稠泥浆钻进。在较硬土中用低慢速优质泥浆,慢进尺钻进。在钻孔过程中钻进时要严格将泥浆比重控制在1.1~1.3 之间(如果采用旋挖钻机成孔,相对密度可控制在1.05-1.10之间)。在较好的粘土层中钻孔,可灌入清水,使钻孔时孔内自造泥浆,达到固壁的效果。如果稠度不够应及时投入粘土。用此方法可以避免出现塌孔现象,钻孔应一次完成,不得中途停顿,如遇有事故,应立即处理:要保持孔内水头比外侧河面水头高1m左右,以防塌孔。钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作,终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底土质等情况进行检验,合格后立即清孔。1.2.5 钢筋笼的制作和安装钢筋笼采用固定平台制作,通过十字交叉筋对吊装主筋进行加固。转运时,双吊车起吊或单吊车用粗圆木协助主副钩起吊,以避免钢筋笼因吊装而变形。1.2.6 清孔清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆,以保证灌注的钢筋混凝土质量,保证桩基有足够的承载力。在终孔检查后,应立即进行孔底清理,避免隔时过长,泥浆、钻渣沉淀,造成清孔困难或坍孔。清孔一般采用换浆清孔法,是指在钻孔完成后,利用正循环钻机,让钻孔机继续空转1~2 个小时进行第一次换浆清孔,然后把钻头拉起来拿开,并马上把钢筋笼放进孔内安装好,检查孔内泥浆浓度、含砂率等泥浆性能指标和孔底沉淀厚度。超过规定,再进行第二次清孔,继续循环换浆,清渣,直到清孔质量达到规范要求为止。在清孔排渣时必须注意保持孔内水头,以防坍孔。1.2.7 水下混凝土的灌注灌注混凝土前,应再控测孔底泥浆浓度、含沙率,如大于规定值,须再次清孔,直至复验合格时才可以灌注。清孔干净及钢筋笼就位合格后,就要立即安装好砼料车。水下混凝土采用直升导管法进行灌注,混凝土通过漏斗进入导管,进入到初期灌注的混凝土下面,顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆上升。 为使灌注工作顺利进行,应尽量缩短灌注时间,坚持连续作业,使灌注工作在首批灌注的混凝土仍具塑性的时间完成。在灌注首批混凝土时,导管上口接漏斗,在接口处设隔水栓 (隔水栓要求能在导管内滑动自如不致卡管),以隔绝混凝土与导管内水的接触。在漏斗中放足够数量的混凝土后,放开隔水栓使漏斗中存备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落,将导管内的水挤出,混凝土从导管下落至孔底堆积,并使导管埋在混凝土内,此后向导管连续灌注混凝土。随着混凝土不断由漏斗、导管灌入钻孔,钻孔内初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆不断被顶托升高,相应地不断提升导管和拆除导管,直至钻孔灌注混凝土完毕。导管下口至孔底的距离一般在20~40cm为宜,而且导管埋入混凝土中的深度以2~4m 为好,要控制混凝土的坍落度在 18~22cm 之间,以防坍落度过小混凝土堵塞导管,混凝土的含砂率宜为40%~50%,以使混凝土有良好的和易性和流动性。(1)首批灌注混凝土数量满足导管埋没深度和填充导管底部间隙的需要,必须保证首批灌注混凝土的数量,其所需的混凝土数量:V =πh/ 4 +πH/ 4式中:V ———首批混凝土所需数量(m);h ———孔内混凝土高度达H时,导管内混凝土与导管外水压平衡所需要高度(m);h = a*b÷ca ———孔内水面到混凝土面的水柱高(m);b,c ———分别为孔内水(或泥浆) 和混凝土的重度;H ———灌注首批混凝土时所需井孔内砼面至孔底的高度(m);D ———井孔直径(m);d ———导管内径(m);(2) 水下混凝土配制①采用普通硅酸盐水泥, 水泥的初凝时间不宜早于2.5h。混凝土的配合比按设计强度的混凝土标号提高20%进行设计。混凝土应具有必要的流动性,塌落度控制在180-220mm;水灰比宜用0.5-0.6,并可适当提高含砂率,宜采用40%-50%,使混凝土具有良好的和易性;为防卡管,石料的最大粒径不大于40mm。②首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成的时间,当混凝土数量较大时,灌注需要较长时间时,可通过试验在首批混凝土中掺入适量的缓凝剂,以延缓其凝结时间。2.钻孔灌注桩的事故分析2.1 成孔中的事故2.1.1 钻孔漏浆(一)漏浆原因1.在透水性强的砂砾或流砂中,特别是在有地下水流动的地层中钻进时,稀泥浆向孔壁外漏失。2.护筒埋置太浅,回填土夯实不够,致使刃脚漏浆。3.护筒制作不良,接缝不严实,造成漏浆。4.水头过高,水柱压力过大,使孔壁渗浆。(二)处理方法1.凡属于第1种情况的回转钻机或旋挖钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘片石、卵石反复冲击增强护壁。2.属于护筒漏浆的,应按有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如漏水严重,应挖出护筒,修理完善后重新埋设。由于本工程项目两座大桥(饮马河大桥和堆村大桥)桥址均位于石灰岩溶岩发育地段,故在桩基成孔施工过程中最为常见的事故就是漏浆。本工程项目曾多次发生过漏浆,漏浆部位主要发生在基岩面与其覆盖层的交接处。在土层中也有可能由于 "土洞" 的存在而漏浆,此种情况较少,本工程仅在堆村 3#2 桩基发生 (漏浆时距基岩面尚有约 5m) ,且由于 "土洞" 较大,浆液流失非常迅速而引起塌孔。2.1.2塌孔(一)塌孔原因1.泥浆相对密度不够及其他泥浆性能指标不符合要求,使泥壁未形成坚实泥皮。2.由于出渣后未及时补充泥浆(或水),或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过沙砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。3.护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于震动使孔口坍塌,扩展成较大塌孔。4.在松软砂层中钻进进尺太快。5.提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间过长。6.冲击(抓)锥或掏渣筒倾倒,撞击孔壁,或爆破处理孔内孤石、探头石时,炸药量过大,造成过大震动。7.水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。8.清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位。9.清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。10.吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。(二)塌孔的预防和处理1.在松软粉沙土或流沙中钻进时应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。冲击钻成孔时投入粘土,掺片石、卵石,低冲程锤击,使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。2.汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增高水头,或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。3.发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。4.如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到塌孔处1米~2米,如塌孔严重应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。5.严格控制冲程高度和炸药量。6.清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要水头高度。供浆(水)管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,可避免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5—1.6倍钻孔中水柱压力。7.吊入钢筋架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。 在饮马河大桥施工中曾出现9次较为严重的塌孔事故,主要发生在旋挖钻钻孔过程中,在施工过程中护筒采用3米高半径1.45米的护筒,配浆也相对合理,分析引起塌孔的原因主要有以下几方面:一.自然因素:大桥所处地质复杂,地表以下4米左右为砂砾及流砂,土层整体结构不稳定,且地下水位过高,水头压力较强。二.机械因素:由于旋挖钻不向冲击钻一样对孔壁有挤压从而起到了护壁作用,旋挖钻则主要靠自身旋转挖进成孔。三.人为因素:是由于孔内水头剧降,补浆补水不及时而引起。孔内局部坍塌的现象也多有发生,如饮马河大桥 7#4 和 8#1 桩均是由于人为原因而塌孔。2.1.3 掉锤 各种钻孔方法均可能发生掉钻、落物事故。 (一)掉钻落物原因。 1.卡钻时强提强扭,操作不当,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。 2.钻杆接头不良或滑丝。 3.电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。 4.冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。 5.转向环、转向套等焊接处断开。 6.钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。 7.钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。 8.操作不慎,落入扳手、撬棍等物。 (二)预防措施 1.开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。 2.经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。3.为便于打捞落锥,可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杠,或在锥身上闸捆几圈钢丝绳等。本工程未发生过掉钻事故,但在工程中如思想麻痹是极易发生的,同时也要做好预防保护措施。2.1.4 埋锤埋锤事故基本上发生在以下两种情况: 一是由于塌孔提锤 (钻) 不及时而被埋,如堆村大桥0#7桩。二是由于掉锤后没能及时打捞上来,在反复清除沉渣过程中,护壁破坏而引起局部坍塌埋锤。此种情况较多,且同一根桩有可能多次发生。 2.1.5 扩孔和缩孔 扩孔比较多见,一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因同坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌。省略部分。况,可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中,用吸泥机吸出混凝土表面泥渣;派潜水工下至混凝土表面,在水下将导管齐混凝土面切断;拔出小护筒,重新下导管灌注。此桩灌注完成后,上下断层间,应照下面所述方法予以补强。本工程曾发生过1根桩基在水下砼灌注过程中由于埋管而导致灌注失败的事故。事故发生时导管既不能上拔,加重也无法下沉,几乎是被锁死在某一深度,比较难以理解。分析原因有两种可能:一种是导管埋置过深;另一种可能是导管倾斜度过大,当其在某一位置反复上下抖动过程中,插入钢筋笼外侧而被卡。后经过两台吊机同时起拔才将导管拔起。2.2.4 坍 孔在灌注过程中如发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔征象,可用测深仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋不能上提,或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度,相差很多,均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低,或在潮汐河流中涨潮时,孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等,均有可能引起坍孔。 发生坍孔后,应查明原因,采取相应的措施,如保持或加大水头、移开重物、排除振动等,防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土;如不继续坍孔,可恢复正常灌注。 如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出,将混凝土钻开抓出,同时将钢筋抓出,只求保存孔位,再以粘土掺砂砾回填,待回填土沉实时机成熟后,重新钻孔成桩。2.2.5 灌注过程中砼流失某桩基在水下砼的灌注过程中,当灌注接近完成时,孔内水头急剧下降,砼流失,导致导管底口露出砼面,灌注失败。事后经抽芯发现,已灌注的砼大部分被冲洗,基本上仅剩粗骨料。另据桩侧取芯则发现在溶洞部位有流失的混凝土材料。造成此种事故的原因则极有可能是由于砼灌至一定高度时,孔内压力增大,破坏了溶洞内较为薄弱的护壁,导致砼流失。后经项目部报执行办和监理采取了大面积开挖补桩策略,但由于地下水位过高施工比较麻烦,费时耗力。所以说在施工工程中一定要注意水头变化。附录部分第一部分 大体积砼施工1.大体积砼具有以下特点:⑴ 砼结构物体积大,需要浇注大量的砼。⑵ 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。⑶ 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。⑷ 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。大体积混凝土施工的含义: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。施工工序:施工准备→清理和湿润模板→埋设测温装置→确定砼配合比→砼搅拌→砼运输→砼浇筑(分层)→振捣→硅养护→测温。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以下,泵送砂率在0.4—0.45间,塌落度10-14cm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 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,选择浇注方法和砼泵、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5-14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⑴ 选用低水化热的矿渣水泥或大坝水泥。⑵ 采用双掺技术,即在砼中掺加高效外加剂和粉煤灰。⑶ 掺加适量缓凝剂,推后凝固时间。⑷ 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。⑸ 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。⑹ 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10℃,以防止水管周围产生温度裂缝。⑺ 保持砼内部温度与外界温差<25℃。5.砼的振捣一般使用插入式振捣器,振捣方式可以垂直于砼面插入振捣棒,或与砼面成40→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)采用热电阻温度计和玻璃温度计共同测温方式,其敷设间距高度方向50-80cm,平面方向250-500cm。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。第二部分 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,目前应用相当广泛。一、施工方法1. 施工准备(1) 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。(2) 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。(3) 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。2. 悬浇施工(1) 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。(2) 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。箱梁由根部到端部为二次抛物线,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。(3) 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。(4) 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。(5) 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。(6) 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。3. 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。4. 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。5. 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。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、压浆移动挂篮二、 施工工艺流程三、 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。
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