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挖孔桩方案的确定

   2004-12-03 未知 0
原设计为φ1.2m,桩长20m左右的钻孔灌注桩,但由于武义江为季节性河流,枯水期河水干涸,主河道狭窄,河滩广阔平坦,基础大部分集中在河滩上。原地质钻探资料表明,除个别地层水量较大外,大部地层为潮湿状态,因此,出于下面几点考虑,最后选择了挖孔桩。
1)采用挖孔桩取代钻孔桩,节省了大量费用。另外,若成孔后有效降低孔内水位,采用空气灌注混凝土,可大大减少水泥用量,从而达到降低成本的目的。
2)人工挖孔投入少,作业面多,数十个孔可同时进行开挖,较钻孔桩明显缩短工期。
3)采用人工挖孔,更便于对地质情况进行判定,进而正确确定终孔标高,确保入岩深度。桩底沉渣用人工清理的更彻底,保证桩底与岩石的结合效果。此外,若采用空气灌注可避免水下混凝土施工的危险性,确保桩身混凝土的质量。
4)由于挖桩成孔后孔内水质较好而又无泥浆存在,所以,即使孔内水位较高,无法按空气灌注,采用水下灌注混凝土,也不会有断桩现象的发生。施工中若出现堵管、不翻浆等现象无法继续灌注时,大可不必慌张,这时可从容地将导管全部拔出,重新进行剪球,这样混凝土在结合的紧密程度上,仍然可以得到保障。
挖孔桩的施工
1)准别工作
设备、人员、材料到场后,要仔细研究桩位处的地层情况,根据设计单位提供的地质断面图,确定不同地层的厚度、性质,进而制定相应的成孔方法、护壁方案和安全措施。
2)成孔
(1)降水措施,根据地下水位标高的不同,选择相应的降水措施。
①河岸枯水段,采用孔内降水,即用潜水泵直接进行孔内抽水。当孔内水量较多时,可同时开挖几个孔,以达到降水效果。
②河滩丰水段,采用孔外降水,在多孔开挖仍达不到降水效果时,可采用孔边开挖渗水池的办法实现孔外降水。
(2)护壁施工。一般情况下采用混凝土护壁,根据地质情况,护壁方法也有所不同。
①原地面至透水段,本段特点是土层较紧密,含水量较低。护壁长度可设为1.0m,每开挖1.0m,即安装钢模,浇筑护壁混凝土。
②流沙、涌泥等丰水段,本段地层受水浸泡,容易出现流沙等情况,护壁较为困难,这时可将护壁长度缩短为0.5m.。对于特别容易坍孔段,可根据安全情况,再酌情减短护壁长度,必要时,护壁采用钢筋混凝土,以防护壁坍塌。
③较为松软的地层处理,施工中如出现这种地层,无法进行混凝土护壁时,可采用具有足够刚度的钢护壁代替混凝土护壁并作到随挖随沉。
护壁过程中,每浇筑一节护壁,必须用垂球校核桩的中心位置,以保证桩身竖直度。
(3)岩石段成孔,可不进行护壁,相对较软的地段可采用空压机配合风钻成孔。岩石较为坚硬处,采用井底水下爆破开挖。但要注意在距孔底标高50cm以上范围内停止爆破,采用人工开挖,以防止对孔底的扰动,影响基底承载能力。
桩身混凝土灌注
1)当孔内渗水量较少时,应先抽干孔内积水,然后用窜筒进行水上混凝土空气灌注。这时的混凝土除桩顶以上2m范围内,需按常规方法振捣外,其他部分均靠其本身下落自动挤压密实而不用振捣。
2)当孔内积水始终保持在10cm以上时,而又无法抽干,应视作水下桩,必须严格按照水下混凝土的规定进行。
施工难点及措施
当护壁以下出现局部塌方时,为避免出现坍孔等严重后果,必须进行及时处理。方法是沿护壁下插长度为1.0m的φ16mm钢筋,如土0.5m,外露0.5m,间距0.15~0.2m,以此作为支撑,用麻袋将塌方位置封堵好,好快速抽水、支模、灌注混凝土。
2)护壁出现漏水
护壁通过透水层时,若护壁混凝土不密实,会造成护壁的渗漏,严重时可能会造成护壁坍塌,给以下的施工带来不便。所以注意护壁混凝土振捣密实的同时,若出现孔壁漏水,应及时处理。
方法是对于水压较小的水孔,用水玻璃掺加30%的水泥,充分拌匀后直接堵塞。对于水压大、直径较大的水孔,先将孔内松散的混凝土打掉、洗净,根据水量大小选择相应尺寸的塑料管插入孔壁导流,然后用加30%的水泥的水玻璃将漏水处沿塑料管四周封死。24h后,将塑料管打折并用铁丝扎死,切断水源。
3)岩石爆破
井下爆破除特别注意安全外,还应注意以下几点:
(1)采用少药多炮的特点,防止超挖孔及爆破对孔壁的扰动;
(2)打眼、放炮时孔内水位尽量降低,以便合理准确控制炮眼位置,以防超爆、超挖;
(3)接近桩底设计标高(一般位50cm内)时,停止爆破,改用人工开挖,防止超挖以及对基底的扰动。


墩身施工
1)匝道桥接柱共191根,有φ1.2m和φ1.5m两种类型(φ1.2m60根,φ1.5m131根)。接柱最高的高度为15.86m(φ1.5m),其混凝土浇筑量是28m3。
施工方法是:钢筋笼分段预制成型,现场吊装组拼;钢模板分段组拼,立模一次完成;泵车灌注混凝土一次到顶。
以最高的接柱(H=15.86m)为例,施工程序如图9-1所示。
2)需要注意的问题
(1)模板基础平台,必须力求水平,便于使用千斤顶、缆风绳、花兰螺栓、预拉葫芦调整模板垂直度。模板拼到8m高度时,就应调整平面位置和垂直度。待全部完成后,再进行检查校正。
(2)混凝土是否一次浇筑到顶,应考虑到模板的强度和刚度的大小。由于采用的现成的钢模板,面板壁厚10mm,法兰盘厚度和两半拼接的纵向连接板厚度20mm,加强肋板间距50mm×30mm,连接螺栓M22,竖向接缝螺孔间距50mm,水平接缝螺孔间距30mm;加工精度高(采用机加工),直径偏差±1.5mm,长度偏差±1mm/1m;因此适合采用高墩模板分段组拼,混凝土一次浇筑的方法。
混凝土浇筑速度为18m3/h,钢模板每延米质量约为800kg。
(3)混凝土配合比强度为33Mpa,坍落度8-14cm,粗骨料最大颗粒20mm,和易性良好,为适合泵车使用的泵送混凝土。
配合比采用1:1.607:2.795(水泥:砂:碎石);每立方米水泥用量为420kg(强队等级为42.5的普通硅酸盐水泥);水灰比为0.38。
(4)要有可靠的安全措施,包括带护栏的作业平台,带保护圈的竖梯(安装在支好得模板上),悬挂在模板周围的安全网。
(5)重视养生。国外对混凝土的养生十分重视,尤其是干热地区。从浇筑后2h~3h一直养护到7d,始终让混凝土表面呈湿润状态。该桥采取的措施是柱顶放置储水桶,柱身罩布罩,由水桶向下渗水。专门配备水车一台,给匝道桥接柱养生供水。尽管如此,尽管如此,也时常有养护供水不及时地现象,所以,宜采取用柱身喷涂养护剂的办法养生。
3)施工组织、主要机具设备及进度
接柱施工中,混凝土的拌和、运输、泵送由五桥统一的机运队承担,钢筋笼由匝道桥下部构造钢筋班制作和现场绑扎。混凝土浇筑由桥下部构造混凝土班担任,接柱浇筑由6~8人完成。
为了加快模板周转,减少班组的穿插交接,所有接柱的模板作业,钢筋笼的运输和吊装,盖梁模板使用的剪力销预埋件,接柱与桩钢筋搭接段的模板,基坑清理、排水,拆模后养护设施的准备等工作均由一个专门的“接柱小组”来完成。其组成是:工长1名,木工7人,起重工4人,普工2人;配备一台30t吊车。装载运输机械由工程队统一安排使用。接柱的模板总工程量为8050m2。接柱模板的数量为φ1.5m接柱钢模板,长30m(面积141m2);φ1.2m接柱钢模板,长24m(面积91m2)。接柱与桩基搭接钢筋段接桩钢模板:φ1.5m的长7.5m(面积35m2);φ1.8m的长5m(面积28m2)。各种类型的模板的平均周转次数为27次,其中φ1.5m接柱钢模板周转次数为40次。
接柱施工的平均进度为每月完成24根(每根接柱的平均高度为9.3m,包括了地下桩基与接柱钢筋搭接段)。
在正常的情况下,15m高的φ1.5m,3.5d完成2根,平均2d一根;8~10m高的3d完成一组3根,平均每天1根。


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