高速公路桥梁工程施工方法.doc
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1、高速公路桥梁工程施工方法(一)钻孔灌注桩基础施工本标段桥梁采用桩基础,根据地质勘探资料,采用正循环钻机进行桩基施工。施工流程:平整场地埋设钢护筒钻孔清孔检测安装钢筋笼下导管灌注水下混凝土桩基检测。钻孔灌注桩基础施工工艺流程见“图6-7 钻孔灌注桩施工工艺流程图”检查桩位基线与桩位高程试桩编审施工组织设计设备配套、器材进场桩位测量检查桩位基线与桩位高程安设循环系统护筒加工护筒外形尺寸护筒中心偏差垂 直 度与桩位高程埋设护筒制备泥浆钻头直径、钻机水平泥浆性能安全设备与桩位高程泥浆性能调整验收开钻钻进成孔钻孔处理、废碴、废浆外运孔深、孔径、孔斜、孔底沉碴与桩位高程首次清孔钢筋笼规格、定位、高程与桩位
2、中心偏差制作钢筋笼吊装钢筋笼安装桩基检测管准备清孔器具清理导管、准备隔水塞二次清孔组拼及检查导管移走钻机、吊车就位下入灌注导管拌和站拌制 混凝土检测砼材料、配合比、坍落度、灌注高度留取砼试样灌注水下砼起拔护筒桩头处理桩顶高程无损检测或钻蕊取样检测 图6-7 钻孔灌注桩施工工艺流程图1.施工准备首先将场地整平压实,为钻机提供稳定的施工平台。采用全站仪精确定位桩孔的位置,根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩,以四个控制护桩为基准控制护筒的埋设位置和钻机的准确就位。护桩要做好保护工作,防止施工过程中被扰动。埋置好钢护筒,对于河道中和鱼塘中桩基,采取填筑土围堰的方法,做出施工平台。护筒用10mm的钢板卷
3、制而成,其内径大于钻头直径20cm。埋设时,护筒顶高出施工地面0.3m,埋设深度不小于2m,并用粘土在护筒四周夯实。2.钻机就位护筒埋设后,钻机进场就位。旋挖钻机通过测设的桩位准确确定钻机的位置,并保证钻机稳定,通过手动粗略调平以保证钻杆基本竖直后, 即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态;正循环钻机就位前,应对钻机各项准备工作进行检查,包括场地布置与钻机座落处的平整和加固,主要机具的检查和安装,钻机就位后,底座和顶端应平稳,在钻进和运行中不应产生位移或沉降,否则应找出原因及时处理,起吊滑轮缘、转盘中心和桩孔中心应在同一铅垂线上,其偏差不得大于2cm。3.泥浆制备与排放在两个墩台之间挖泥浆池
4、,采用泥浆池造浆的方式进行泥浆制备,选用粘性较好的粘土按一定比例加水调制,制备出来的泥浆性能指标应能满足钻孔要求。在砂层,如果常规泥浆护壁不行可以考虑加入膨润土或纤维素,来改善泥浆性能。现场设泥浆池(含回浆用沉淀池及泥浆储备池),一般为钻孔容积的1. 52. 0倍,泥浆池的底部和四周要铺设塑料布或采取其它封闭措施,防止泥浆外流。清孔时,泥浆靠加水自流入泥浆池,需要时再用泥浆泵抽泥浆入孔形成循环利用系统。泥浆排放统一规划在两排桩基之间,集中堆放成一堆,以免乱排乱放污染河流及环境。4.正循环钻成孔钻机开钻时,应先启动泥浆泵和转盘,待泥浆进入钻孔一定数量后,方可开始钻进,开钻时宜低档慢速钻进,钻至护
5、筒下1m后再以正常速度钻进。钻进速度应与泥浆排量相适应,并保持筒内应有的水头,对不同的地层采用不同的钻速钻压、泥浆比重和泥浆量。在易坍孔的砂土、软土等土层钻进时,宜采用低速、轻压钻进,同时应提高孔内水头和加大泥浆比重。5.终孔钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。如满足设计要求,立即制作笼式检孔器入孔及标准锤对孔径、孔深、孔型进行检查。6.清孔清孔采用换浆法分两次进行清孔。第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行,第一次清孔就应满足规范要求,否则不应下放钢筋笼。待钢筋笼安装到位后下放导管再进行第二次清孔,在混凝土灌注前对孔深、孔底沉渣、泥浆比重及含砂率等进行检测,每次测量前必须采用钢尺对测量绳进
6、行校核,严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业,检测合格并得到监理工程师同意后方可浇筑混凝土。7.钢筋笼的制作安装钻孔桩的钢筋笼在标准化钢筋加工车间加工,采用数控钢筋弯曲、数控钢弯箍、钢筋滚焊机分节制作成型,现场对接,采用汽车吊吊装,人工配合安装。要按设计要求焊接定位钢筋,防止偏心,并与钢护筒连接,防止上浮。钢筋笼主筋采用直螺纹套筒连接,分节制作、分节吊装。钢筋笼沉放结束后应及时固定。钢筋笼对接时,首先将声测管对接好,钢筋笼下放时同步对声测管进行灌水,混凝土浇筑前观察声测管内水位看声测管是否密封。8.水下混凝土的配制与灌注混凝土由拌和站集中生产,混凝土输送车运送至现场,采用罐车直接倾入料斗,现场
7、条件不允许时由吊车入料斗或汽车泵泵送入斗。混凝土运送至灌注地点时,由试验人员对混凝土的均匀性、坍落度进行检测,符合要求后进行混凝土灌注。灌注混凝土之前,要对孔内进行二次清孔,使孔底沉淀层厚度符合设计图纸规定,认真做好灌前的各项检查记录并经质监工程师确认后方可进行灌注。水下混凝土的灌注采用导管法。导管接头为卡口式,导管在使用前须进行水密、承压和接头抗拉试验。首灌混凝土方量应保证导管埋深度26m。混凝土灌注开始后,应连续进行,并尽可能缩短拆除导管的时间。当导管内混凝土不满时,应徐徐地灌注混凝土,防止在导管内形成高压空气囊。在灌注过程中,随时测量水下混凝土的顶面高程,确保导管始终埋在混凝土并保持26
8、m深,为保证测量精确,测点最少需要两个,对称布置。混凝土灌注到桩基顶高程预加0.5m,预加高度在开挖完承台基坑后凿除,以免顶部混凝土密实度不够或测量不准造成桩顶高度不够需要接桩。9.桩基础检测桩基础施工完成后,在承台施工前,必须按设计要求及质量控制与检验要求对桩基础进行无破损检测,具体桩数和桩号由设计和监理工程师确定。10.常见事故的预防和处理办法序号类别产 生 原 因预 防 和 处 理 措 施1坍孔1)泥浆比重不够及其它性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实的泥皮;2)护筒埋置太浅,下端孔口漏水;3)由于掏渣后未及时补充水或泥浆,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失造成孔内水头高度不够;松散砂
9、层中进尺太快。1)在松散砂层中钻进时要严格控制进尺,投入粘土膏,卵石等挤入孔壁起护壁作用;2)发生孔口坍塌时,拔出护筒用粘土回填重新埋设再钻;3)发生孔内坍塌,判明其位置,用砂和粘土回填到坍孔处以上1-2米,待沉积物密实后再钻;清孔时指定专人补水,吊放钢筋笼时应对准钻孔中心竖直插入。2钻孔倾斜1)扩孔较大处,钻头摆动偏向一方;2)钻机底座不水平,钻杆弯曲。经常检查钻机底水平,钻杆接头,逐个检查及时调正。3扩孔孔壁坍塌局部扩孔不影响钻进至设计标高可不处理,若扩孔后继续坍塌,按坍孔处理。4缩孔钻锥严重磨耗或软塑土遇水膨胀。及时焊补钻锥,上下反复扫孔以扩大孔径。5掉钻落物1)卡钻时强扭;2)钻杆疲劳
10、断裂;3)操作不当,使不应反转的钻机反转钻杆松脱。1)开钻前清除孔内杂物,用电磁铁或冲抓锥打捞;2)经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置;3)采用打捞钩、打捞叉吊出。11.砂层中钻孔桩施工技术要点在正循环钻机启动后,首先采用低速钻进,并且保证主卷扬机的钢丝绳承担高于钻斗、钻杆重量之和的20%以上,一定要严格检查钻孔过程中是否存在孔位偏差的问题。在黏土层钻进时,采用中等压力、高档钻速钻进的技术措施。在砂层钻进时,由于项目所处地段的总体稳定性相对较差,容易出现坍孔的问题,采取增压低速钻进的技术措施,并且根据实际情况决定泵入适量的泥浆,以达到减小对于土体扰动的作用。11.1成孔机理及技术要点11.1
11、.1在对终孔进行严格的施工质量检验后,应及时进行首次清孔作业。在清孔作业过程中,一定要严格控制泥浆的相关工艺和技术指标,并且防止出现塌孔现象。由于在钻孔形成过程中,砂层护壁结构普遍存在一定的特殊性,因此,在首次清孔作业时要将泥浆比重严格控制在1.00-1.25之间。对于部分PH值较低的泥浆,可以添加适量的纯碱,常规掺入量为膨润土的0.3%-0.5%即可,将其PH值提升至8-10,以达到加速砂层水化作用的效果,进一步提高泥浆的稳定性及胶体率。11.1.2在完成钢筋笼安装后,技术部门应使用专业的仪器对成孔深度进行测量。并对出现的问题进行具体分析,及时处理。11.2砂层中钻孔桩施工技术管理中应注意的
12、事项11.2.1严格执行技术交底制度,对现场技术、管理人员、施工班组作业人员进行岗前培训,做到人人心中有数。11.2.2加大现场的检查力度,规范施工中的技术操作流程。11.2.3在砂层钻孔桩施工中,应根据不同的地层,适当增加或减少护筒长度,确保护筒伸直圆砾土层不小于50cm。11.2.4加强地质复核工作,及时准确的填写钻孔记录,普通段2m取样一次,遇地质变化较大段落,增加验槽频率,根据捞取碴样结果适时调整钻进速度,指导现场施工。11.2.5增加泥浆检测的频率,及时进行调浆、补浆,确保钻进过程中泥浆比重始终保持在1.3左右。11.2.6设置泥浆制备池、循环池及清孔池,提高清孔质量,提高泥浆的周转
13、效率,进一步节约施工成本。(二)承台、桩系梁1承台或桩系梁施工采用明挖法,如有水则设集水井配合水泵排水。施工工艺详如下:测量放样人工配合反铲挖掘机放坡开挖基坑土方人工检底采用潜水泵抽排基坑内积水桩基桩头处理 基底检查(承载力试验)采用组合钢模立模钢筋绑扎承台混凝土浇筑及预埋承台与墩身的连续钢筋养护采用设置溜槽和串筒入模混凝土输送车运输混凝土集中拌制拆模2施工方法(1)桩头处理与基础开挖承台施工前先凿除桩头,将高出设计桩顶部分的浮浆和松散的砼清除,清除作业时防止损坏桩身,承台基坑采用挖掘机开挖,人工修整。(2)承台砼浇筑为确保承台的施工质量,检底时底标高比设计的承台底标高低10cm,绑扎钢筋前先
14、摊铺一层10cm厚C15素砼封底。承台模板采用组合大块钢模板。承台钢筋骨架在台位模板内绑扎成型,并预留承台与墩身的连接钢筋。承台混凝土采用在拌和场集中拌合,砼输送车运输,溜槽入模,插入式振动棒振捣,并按设计要求进行养护。在承台施工期间设集水井用潜水泵将积水从集水井中抽出。(三)墩台身、盖梁及台帽施工1墩台身施工模板采用定型钢模板,圆柱墩采用(半圆)整体钢模板,长度根据墩高控制。绑扎钢筋、立模、浇筑砼一次性完成。采用插入式振捣器振捣。墩身采用塑料薄膜包裹覆盖、墩顶放置油桶滴灌养护。砼达到设计和规范要求的强度后拆除支架与模板,拆除时对称有序的组织施工,确保施工的安全。平整场地测量放线基础凿毛绑扎墩
15、身钢筋立墩身模板灌注墩身砼拆模砼养护取试件吊车配合施工砼集中拌和,砼输送泵施工施工工艺见“图6-8桥墩施工工艺流程图”。图6-8桥墩施工工艺流程图2盖梁、台帽盖梁模板采用大块组合钢模拼装,施工时,根据盖梁高度和地基条件选用“支架法”和“抱箍法”施工。盖梁高度低、地基稳定则采用搭设支架施工,墩柱不利于搭设支架或盖梁较高的情况采用“抱箍法”施工。2.1盖梁支架施工2.1.1满堂支架法满堂支架局部软弱地基用碎石(或片石)换填并夯压实,确保地基的强度和刚度。满堂支架由碗扣式钢管组成落地支撑,排架外面四边全部加剪刀撑,以确保支撑体系的稳定。支撑排架是盖梁施工关键工序,排架搭设好后由专人对排架进行专门验收
16、,验收合格后支架上横铺方木,然后铺底模板进行预压,消除支架的不均匀沉降和非弹性变形,测出弹性变形量以指导施工,验收合格后方可支模施工。2.1.2抱箍法抱箍采用10mm厚钢板制作,高700mm,抱箍内径大于柱径15mm,每个抱箍由两个半圆形钢箍组成,两个半圆型钢箍在柱上安装后相接面有约50mm空隙,以保证钢箍之间用高强螺栓连接好后能与墩柱挤压紧密,抱箍内壁用万能胶粘贴8mm厚橡胶垫,用以增加抱箍与墩柱的摩擦力。2个半圆钢箍之间用10个16高强螺栓连接牢固,拧螺栓时两边对称拧紧。计算好抱箍安放高度,用吊车将抱箍安装到位,在抱箍上对称设置12根工字钢梁(工字钢规格根据盖梁重量及施工荷载确定),为防止
17、工字钢梁侧向倾覆,两侧工字钢之间用八根25螺栓连接,使钢梁稳定。盖梁砼浇筑采取从跨中和悬臂端向墩顶浇注的顺序施工。施工时注意各种预埋件安装位置准确。见 “图6-9抱箍法施工盖梁示意图”。2.2钢筋钢筋骨架在钢筋加工厂集中制作,运至现场拼装焊接成整体,然后整体吊装。骨架成型吊装时,因本身长度较长,自身刚度较差,起吊易变形,因此采用长铁扁担四点垂直吊。对骨架局部易变形处设置临时支杆。起吊时,骨架两端各拉一根缆风绳,以防在空中转动,影响就位。骨架下的垫块采用高强度塑料垫块,并根据实际情况选择垫块间距。图6-9抱箍法施工盖梁示意图2.3盖梁砼浇筑一片盖梁一次连续浇筑完成。砼采用输送泵泵送或汽车吊吊运,
18、盖梁砼浇筑采取从跨中和悬臂端向墩顶浇注的顺序施工。砼浇捣完毕后表面用刮尺抹平。砼终凝后浇水滴灌养护保持湿润。连续墩、伸缩缝墩盖梁砼浇筑前注意预埋垫石钢筋,垫石钢筋宜在精确测放垫石位置后,与盖梁钢筋焊接固定牢固。固结墩注意预埋墩顶钢板,预埋时在盖梁侧面模板上作好标记,严格控制好预埋钢板的位置和标高。(四)预应力混凝土小箱梁施工本标段桥共有25m箱梁4299片,30m箱梁113片。分设5处预制场,配置模板46套,负责全线的梁板预制。梁体在预制场集中预制,专用梁板运输车运至现场,120t双导梁架桥机架设。箱梁底座采用混凝土基础,场地硬化措施详见第十章 第三节 驻地标准化相关内容。另外考虑预制梁张拉后
19、,底模两端支点将承受预制梁的全部重量,因此该范围内的底模采取钢筋混凝土基础进行加强处理。1.施工工艺流程本标段小箱梁均采用后张法施工,并在预制场集中预制,简支安装,现浇连续湿接头,先简支后连续。施工顺序为:制作底座绑扎底板、侧板钢筋安装波纹管及胎管支侧模、固定芯模及端模绑扎顶板钢筋、安装预埋件混凝土浇注养生/拆模清理管道穿钢绞线张拉预应力钢绞线切断钢绞线封锚孔道压浆封端出坑存放运梁架设箱梁2.模板制作及安装2.1底模在预制台座顶铺设6mm厚钢板作为箱梁预制底模。台座两侧各设一道L5050mm护边角钢,在底模的两端预制梁吊点处预留20cm宽槽口,安放2cm厚活动钢板便于箱梁吊装。为消除施加预应力
20、后梁体产生的预拱度影响,在底模上预留反拱,反拱按二次抛物线设置。由于箱梁位置的不同,设计中预拱度取值亦有所不同,我部根据各种预拱度取值的不同和比例情况,在底模上分别设置不同的预拱度,并严格编号,分别使用。2.2外模采用定型钢模板,由专业生产厂家加工制作。外模设计时,按箱梁节间长度设计,分为标准节,异型节(包括边梁两端异型节及中梁两端异型节)。保证面板的平整度,检验1mm/2m;面板与背筋焊缝采用200*30mm断焊,背筋与背筋采用全焊。2.3内模 采用专业生产厂家制作的定型钢模板。由于箱梁横隔板处过人洞尺寸较小,为便于拆模,内模采用定型组合钢模组拼,转角和异型部分特制,用U型钢卡联接,每隔70
21、cm设一道支撑骨架,支撑骨架与钢模间用搭扣螺栓联接。内模在外面分段组拼成一整体,用龙门吊安装就位,内模底落在用钢筋加工的支撑点上,侧板用钢筋定位,上侧设压杆以控制其上浮。为方便底板混凝土施工,内模顶板、底板均预留开口,待底板混凝土浇筑完成后再行封堵。2.4端模端模亦采用6mm钢板加工制成。端模的锚垫板(位置要保证准确无误),用螺丝固定在端模上,两端用螺丝调节其变化段的长度。2.5接缝处理底板部的接缝采用对接形式,用3mm的双面胶粘结于底模的侧面上。侧模、横隔板接缝用螺栓连接,中间夹止水胶垫(5mm厚)。3.钢筋与预应力孔道制作安装3.1钢筋施工进场钢筋应提供质量保证书或检验合格证,并按照规范要
22、求进行原材料力学性能试验,对直径大于12mm的钢筋要进行可焊性性能试验。各项试验合格后方可用于工程。钢筋表面应清洁,平顺无局部弯折。钢筋加工配料时,要准确计算钢筋长度,减少断头废料和焊接量。钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计要求,设计无规定时,按规范办理。箱梁钢筋采用钢筋加工场集中数控加工,并在钢筋绑扎台座上将按照胎架位置绑扎骨架钢筋及底部和侧向钢筋制作以保证成型钢筋绑扎规则、美观。钢筋绑扎过程中对规格、数量、间距、尺寸、标高、绑扎方式、保护层厚度进行严格检查,确保符合规范要求。制作完成后再通过龙门吊将钢筋骨架吊运至制梁台座。 钢筋骨架整体吊装图钢筋加工胎架图按设计要求设置预埋件时,若个别预埋件与
23、钢筋有干扰,可适当调整钢筋间距,但不得随意截断钢筋。验收后绑扎好垫块,底模及外侧模处均采用专用垫块,确保保护层厚度和梁体美观。安装内模后绑扎顶板钢筋和预埋钢筋(护栏、伸缩缝处)。钢筋加工允许偏差:受力钢筋顺长度方向加工后的全长10mm;弯起钢筋各部分尺寸20mm;箍筋各部分尺寸10mm。钢筋安装允许偏差:受力钢筋间距10mm;箍筋、横向水平钢筋间距10mm;钢筋骨架尺寸长10mm,宽、高5mm;弯起钢筋位置20mm;保护层厚度偏差5mm。3.2预应力孔道制作根据要求,箱梁预应力管道压浆采用真空压浆工艺,钢束成孔采用镀锌双波波纹管,且钢带厚度不得小于0.3毫米,接头处锯齐后穿入联接套管内,再在接
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