浅谈跨南水北调干渠工程交通桥施工技术

发表时间:2016/1/14   来源:《工程建设标准化》2015年9月供稿   作者:陈露阳 王川 陈龙
[导读] 南水北调中线干线保定管理处,河北,保定 在交通桥施工中是比较成熟的技术,根据不同的技术条件进行预应力张拉,并采取必要的措施以保证质量,可达到工程的预期目标。

陈露阳  王  川  陈  龙
  (南水北调中线干线保定管理处,河北,保定,071000)
  【摘  要】交通桥在公路工程施工在中,是常见的施工项目,但在跨南水北调干渠工程中却是难度较大的项目。一是水利专业的施工队伍跨行业施工存在很多技术难题;二是如何在南水北调干渠渠道施工中保证交通桥施工质量和安全。南水北调中线京石段应急供水工程蒲阳河渠道倒虹吸项目东阳各庄公路桥就是在考察了张石高速公路桥梁施工,并结合本工程特点,采用人工挖孔桩技术,预制梁采用后张拉法施工技术,有效地解决了东阳各庄交通桥施工难题,为跨南水北调干渠交通桥施工提供了技术支持。
  【关键词】交通桥;人工挖孔桩;后张拉法;技术
  1.概况
  南水北调中线京石段应急供水工程蒲阳河渠道倒虹吸项目(S33)距顺平县城7 km,工程起止桩号352+600~353+250,总长650 m。工程包括蒲阳河倒虹吸、蒲阳河退水闸、渠道工程以及东阳各庄公路桥。东阳各庄公路桥跨干渠渠道,为东阳各庄村民进出村的交通桥。公路等级为II级。交叉公路复建段桩号为K0+774.84~K1+213.49,总长438.65m。下部采用实体墩灌注桩基础,上部采用3×16m预应力混凝土空心板,桥面连续。灌注桩基础总计12根,间距3m,混凝土强度等级C25,直径均为1m,保护层7cm。左右岸边桩长18m,底高程52.036m,中桩长25m,底高程37.1m。
  2.人工挖孔桩的提出
  根据蒲阳河倒虹吸工程所在位置,灌注桩所处地层为两部分,54.5 m以上高程为黄土状壤土层,以下为泥砾层。地下水类型为第四系孔隙水及基岩裂隙水两类。1996年12月钻孔水位为48.8m。
  东阳各庄公路桥施工方案原投标书为泥浆护壁钻孔灌注桩施工方案,由于工程附近水源短缺,加之工期紧张,灌注桩施工已不能满足工期要求。根据相邻张石高速公路桥人工挖孔成桩实践,结合蒲阳河倒虹吸工程地质情况,经监理工程师组织方案论证,提出将钻孔灌注桩施工改为人工挖孔桩方案。
  3.人工挖孔桩施工
  东阳各庄公路桥挖孔灌注桩,采取分段挖土,分段护壁施工方法。挖土采用人工挖土、电动卷扬机挂吊桶提升,孔壁支护采用现浇C10混凝土护壁,厚度10cm。灌筑桩混凝土为拌和站集中拌制,砼运输车运输,串筒灌注。
  挖孔灌注桩施工工艺:
  场地平整→放线→定桩位→架设提升支架→准备潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖边抽水→每下挖1cm,进行桩孔四壁的清理→校核桩孔的直径和垂直度→支立护壁模板→浇灌护壁混凝土→拆模继续下挖,达到设计深度后,验收→绑扎钢筋笼→验收钢筋笼→排除孔底积水、放入串筒,灌注桩混凝土至设计顶标高。
  3.1 人工挖孔
  挖孔采用间隔挖孔法,左右桩孔同时开挖,中间孔待边孔开挖完并灌注混凝土完毕后再进行开挖,以保持孔壁土体的稳定。
  桩孔开挖采用分节挖土法。每节开挖深度为1m,挖土次序为先中间后周边。黄土状壤土层人工手持十字镐、铁锹开挖,泥砾层采用风镐、铁锹。铁锹铲土装入孔底的吊桶,电动提升架提升至地面后用手推车运至临时弃土场。
  每进尺1.0米,采用“孔规”测量桩壁,以保证桩径。采用垂球调中,测量中心,保证桩孔垂直。挖孔的中线误差不得大于孔深的0.5%。截面尺寸必须满足设计要求,孔口平面与设计桩位偏差不得大于5cm。



  3.2 护壁施工
  施工方法:
  护壁模板采用标准组合钢模拼装,护壁混凝土现场0.4m3拌合机拌合,人工双轮车运输,溜槽入仓,插入式振捣棒捣固。
  护壁模板由标准组合钢模板拼装而成,用“U”型卡连接,上下用两个半圆组成钢圈,顶紧模板,不另设支撑。护壁混凝土圈中心线与桩轴线重合,其与桩轴心偏差小于20mm。拆上节支下节,循环周转使用。
  4.预制梁张拉
  4.1 预应力钢绞线张拉程序
  混凝土强度达到设计强度的100%后施加预应力;预应力钢筋(钢绞线)的张拉以张拉力和延伸值双控,其中张拉力为主控,延伸量误差范围为±6%。混凝土强度达到设计强度100%后开始张拉,张拉顺序按设计要求进行。
  平整钢绞线的下料场地,下料场地下垫方木或彩条布,避免将钢绞线直接接触土地以免生锈,也不得在混凝土地面上生拉硬拽,磨伤钢绞线,下料长度误差控制在-50~+100mm以内。钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大,为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人,事先制做一个简易的铁笼,下料时,将钢绞线盘卷装在铁笼内,从盘卷中央逐步抽出。
  4.2孔道成形
  (1)预应力孔道成形
  预应力孔道施工为预埋波纹管,波纹管形式有两种:内径φ70和内径90塑料波纹管。波纹管安装时,首先按设计图中预应力钢绞线的曲线坐标在梁侧模或箍筋上定出曲线位置。波纹管的固定采用钢筋马凳支托,马凳间距为600~800mm,钢筋支托焊在箍筋上,箍筋底部应垫实。波纹管与支托用φ6倒U形钢筋点焊在支托上卡住孔道,以防浇筑混凝土时波纹管位置偏移或上浮。波纹管的连接采用大一号同型波纹管,接头长度为200~300mm,接头两端用密封胶带或塑料热缩管封裹。
  波纹管安装后,检查其位置、曲线形状是否符合设计要求,波纹管的固定是否牢靠,用压水方法检查接头是否完好、管壁有无破损等。如有破损,应及时用粘胶带修补。
  (2)灌浆孔成形
  1)灌浆孔的布置
  布置原则:灌浆孔道布置按易分类、易寻找、易施工的原则,灌浆孔间距控制在规范规定的12米以内。
  2)排气孔的布置
  排气孔布置在孔道相对较高位置。
  自一端灌起的孔道,余下的灌浆孔也是排气孔。
  3)成孔方法
  先在波纹管上开口,用带嘴的塑料弧形压板与海绵垫片覆盖并用铁丝扎牢,再接增强塑料管(外径20mm,内径16mm)。
  为保证留孔质量,波纹管上可先不打孔,在外接塑料管内插一根φ12的光面钢筋露出外侧,待孔道灌浆前再用钢筋打穿波纹管,拔出钢筋。
  4.3 孔道灌浆
  预应力钢绞线张拉后,进行预应力钢绞线孔道灌浆。
  (1)灌浆前的准备
  割切锚外钢丝,预应力钢绞线割切后的余留长度不得超过2cm。
  封锚:锚具外面的预应力钢绞线间隙采用环氧树脂胶浆或水泥浆,以免冒浆而损失灌浆压力。封锚时留排气孔。
  冲洗孔道:孔道在灌浆前用压力水冲洗以排除孔内粉渣等杂物,保证孔道通畅。冲洗后用风吹去孔内积水,并保持孔道湿润,从而使水泥浆与孔壁的结合良好。  
  水泥浆使用普硅42.5水泥,灰浆搅拌机搅拌,首先把定量水加入搅拌机,开动机器后再加入外加剂,不间断搅拌的水泥浆。
  (2)灌浆
  孔道灌浆的顺序为先下后上,将集中在一处的孔一次压完。若中间因故停歇时,立即将孔道内的水泥浆冲洗干净,以便重新灌浆时,孔道畅通无阻。对曲线孔道和竖向孔道,由最低点的灌浆孔灌浆,最高点的排气孔排气和泌水。
  (3)封端
  孔道灌浆后立即将端部的水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢,并将端面混凝土凿毛,浇筑端部混凝土。浇筑完成后,1—2h后开始浇水养护。
  5.结束语
  在跨南水北调干渠交通桥施工中,桥桩和桥梁预制是关键的施工环节。人工挖孔成桩是根据工程所在地的地质情况,在保证安全的前提下经常采用的方法之一,它较钻孔灌注桩具有经济、高效、施工周期短等优点。预应力“T”型梁采用后张拉法,在交通桥施工中是比较成熟的技术,根据不同的技术条件进行预应力张拉,并采取必要的措施以保证质量,可达到工程的预期目标。
  参考文献:
  [1]公路桥涵地基与基础设计规范[S](JTJ024-85).北京:人民交通出版社,1985
  [2]建筑地基基础设计规范[S](GBJT- 89).北京:中国建筑工业出版社,1989
  [3]建筑桩基技术规范[S](JGJ94-94).北京:中国建筑工业出版社,1995
  [4]桩基工程手册[K].北京:中国建筑工业出版社,1995

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