張德飛
(云南省曲靖市沾益縣水務局 655331)
南河口橋工程位于曲靖市沾益縣境內的南盤江河道上,樁號K46+883。橋梁上部為鋼筋混凝土梁板式結構,整體現場澆筑,單座橋長48m,橋面全寬7.0m,兩邊各設0.75m寬人行道,墩臺為漿砌石擴大基礎。設計荷截為:汽車(20級)、掛車(20級,80級)、人群(3.5KN/m2)。
工程地質情況復雜,河道部位潛在的不明地質情況較多,受河道水位漲落影響較大,特別是為滿足農業灌溉的要求而進行的放水,將給工程施工帶來諸多不利因素,基礎施工難度較大。
工程施工現場河道兩岸狹窄,靠近當地居民住宅區,所能提供的施工場地固定和面積有限,施工過程中必須不斷調整占地,一地多用,方能滿足施工需要。
工程的施工重點在下部灌注混凝土施工。由于受河水的影響,將給基礎的水上施工帶來干擾,下部基礎工程能否按計劃施工,是實現總體施工計劃的關鍵。
2.1.1 施工平臺
該工程施工場地為淺水,采用筑島法施工。筑島面積應按鉆孔方法、機具大小等要求確定;高度應高于最高施工水位0.5~1.0m。筑島采用土夾石修筑,河道內淤泥較深,采用下層拋填毛石、上層鋪筑土夾石進行筑島。
2.1.2 護筒設置
護筒內徑采用1.2m;護筒中心豎直線應與樁中心線重合,平面允許誤差為50mm,堅直線傾斜不大于1%;筑島處護筒可采用挖坑埋設法,護筒底部和四周用粘質土分層夯實;護筒宜高出地面0.3m。當鉆孔內有承壓水時,應高于穩定后的承壓水位2.0m以上;護筒埋置深度應根據設計要求或樁位的水文地質情況確定,一般情況埋置深度宜為2~4m,特殊情況應加深以保證鉆孔和灌注混凝土順利進行;護筒連接處要求筒內無突出物,應耐拉、壓,不漏水。
鉆孔泥漿由水、粘土和添加劑按適當配合比配制而成。其性能指標為:反循環鉆孔法、易坍地層,相對密度1.06~1.10,粘度18~28 Pa·s,含水率不大于4,膠體率不小于95%,失水率不大于20mL/30min,泥皮厚不大于3mL/30min,靜切力1~2.5 Pa,酸堿度pH=8~10;卵石土,相對密度 1.10~1.15,粘度 20~35Pa·s,含水率不大于4,膠體率不小于95%,失水率不大于20mL/30min,泥皮厚不大于3mL/30min,靜切力1~2.5 Pa,酸堿度 pH=8~10。
鉆機就位前,應對鉆孔各項準備工作進行檢查,選用適當的鉆機和泥漿。12根樁基采用1臺PG1500工程鉆機成孔,鉆頭采用刮刀型,自重1.5t,工藝采用反循環護壁。鉆孔深度達到設計標高后,應對孔深、孔徑進行檢查,符合要求后方可清孔。在吊入鋼筋骨架后、灌注水下混凝土之前,應再次檢查孔內泥漿性能指標和孔底沉淀厚度,如超過規定,應進行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
2.4.1 鋼筋骨架的制作和吊放的允許偏差
主筋間距±10mm;箍筋間距±20mm;骨架外徑±10mm;骨架傾斜度 ±0.5%;骨架保護層厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架頂端高程±20mm,骨架底面高程±50mm。
2.4.2 灌注水下混凝土時應配備的主要設備及備用設備
水下灌注混凝土的泵送機具宜采用混凝土泵。水下混凝土采用鋼導管灌注,導管內徑為200~350mm,視樁徑大小而定。導管使用前應進行水密承壓和接頭抗拉試驗,嚴禁用壓氣試壓。進行水密試驗的水壓不應小于孔內水深1.3倍的壓力,也不應小于導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大內壓力的1.3倍。施工中用插入式振搗棒振搗,振搗到混凝土不再下沉,即可緩慢抽出振搗棒。
2.4.3 水下混凝土配制
水泥采用普通硅酸鹽水泥,初凝時間不宜早于2.5h,強度等級采用42.5;粗集料宜優先選用卵石,如采用碎石宜適當增加混凝土配合比的含砂率。集料的最大粒徑不應大于導管內徑的1/6~1/8和鋼筋最小凈距的1/4,同時不應大于40mm;細集料宜采用級配良好的中砂;混凝土配合比的含砂率宜采用0.4~0.5,水灰比宜采用0.5~0.6;混凝土拌和物應有良好的和易性,在運輸和灌注過程中應無顯著離析、泌水現象。灌注時應保持足夠的流動性,其坍落度宜為180~220mm;每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg,當摻有適宜數量的減水緩凝劑或粉煤灰時,可不少于300kg。
2.4.4 灌注水下混凝土技術要求
首批灌注混凝土的數量應能滿足導管首次埋置深度(≥1.0m)和填充導管底部的需要;混凝土拌和物運至灌注地點時,應檢查其均勻性和坍落度等,如不符合要求,應進行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求時,不得使用;首批混凝土拌和物下落后,混凝土應連續灌注;在灌注過程中,導管的埋置深度控制在2~6m;在灌注過程中,應經常測探井孔內混凝土面的位置,及時調整導管埋深;為防止鋼筋骨架上浮,當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時,應降低混凝土的灌注速度。當混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上時,提升導管,使其底口高于骨架底部2m以上,即可恢復正常灌注速度;灌注的樁頂標高應比設計高出0.5~1.0m,以保證混凝土強度,多余部分接樁前必須鑿除,殘余樁頭應無松散層;在灌注過程中,應將孔內溢出的水或泥漿引流至適當地點處理,不得隨意排放,污染環境及河流。
2.5.1 模板與支架
墩柱采用大塊拼裝式鋼模板組合,橋臺采用組合模板,并加工相應的調整模板。為增加模板的強度、剛度和穩定性,在模板外側安裝橫肋和縱肋。模板拼裝好后用吊車整體吊裝,橋臺模板用吊車分片拼裝。模板表面光滑平整,尺寸偏差符合設計要求;具有足夠的強度、剛度和穩定性;且拆裝方便,接縫嚴密不漏漿。
模板安裝前,在基礎頂面放出墩臺中線及墩臺實樣。模板安裝好后對軸線、高程進行檢查,符合規范和設計要求后方可加固,保證模板在灌注混凝土后,不變形、不移位;模內干凈無雜物,拼合平整嚴密無漏漿縫隙,模板內部涂刷脫模劑。墩臺身支架均采用鋼管腳手架,采用對拉、對頂的支撐方式。支立模板時用經緯儀檢查校正。
2.5.2 鋼筋工程
鋼筋在加工棚加工制作,運至各結構處進行綁扎。
鋼筋在進場時按規范要求的檢驗頻率進行檢驗,杜絕不合格品進場。加工前先進行調直和除銹,然后按設計要求下料加工。鋼筋連接采用閃光對焊和電弧焊,鋼筋的縱向連接,采用閃光對焊。鋼筋焊接前,根據現場施工條件、規范和設計要求進行試焊,檢驗合格后再進行正式施焊。為保證鋼筋的保護層厚度,在鋼筋骨架與模板之間間隔設置混凝土墊塊。
2.5.3 混凝土澆筑
澆筑前先對支架、模板、鋼筋和預埋件進行檢查,將模模板內的雜物、積水清理干凈。模板縫隙填塞嚴密。并把原混凝土表面松散的部分鑿除,用水沖洗干凈,并將水吸干。混凝土拌和采用自動計量拌和站集中拌和,混凝土攪拌運輸車運輸,吊車澆筑,插入式振動器水平分層振搗,連續澆筑。在澆筑現場隨時對混凝土的均勻性和坍落度進行檢查,發現問題及時處理。
2.5.4 混凝土接縫處理
在澆筑新混凝土時,老混凝土強度須達到2.5MPa。澆筑前施工縫的表面用鋼絲刷刷洗或鑿毛,用壓力水沖洗干凈,使之充分濕潤,并將積水吸干。同時在老混凝土面上抹一層厚10~20mm的1∶2水泥砂漿,然后再澆筑混凝土。
開鉆時均應慢速鉆進,待導向部位或鉆頭全部進入地層后,方可加速鉆進;采用反循環鉆孔應采用減壓鉆進,即鉆機的主吊鉤始終要承受部分鉆具的重力,而孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和(扣除浮力)的80%;用全護筒法鉆進時,為使鉆機安裝平正,壓進的首節護筒必須豎直。鉆孔開始后應隨時檢測護筒水平位置和堅直線,如發現偏移,應將護筒拔出,調整后重新壓入鉆進;在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時,應保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對密度和粘度。處理孔內事故或因故停鉆,必須將鉆頭提出孔外。
清孔方法有換漿、抽漿、掏渣、空壓機噴射、砂漿置換等,可根據具體情況選擇使用;不論采用何種清孔方法,在清孔排渣時,必須注意保持孔內水頭,防止坍孔;無論采用何種方法清孔,清孔后應從孔底提出泥漿試樣,進行性能指標試驗,試驗結果應符合規定。灌注水下混凝土前,孔底沉淀土厚度應符合規定;不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔。
隨時觀察所設置的預埋螺栓、預留孔的位置是否移動,若發現移位時及時校正;混凝土墩臺面層預埋的接茬鋼筋,在灌注時要使鋼筋周圍充滿密實的混凝土,而且不得使預埋鋼筋下沉或歪倒;預留孔的成型材料及時抽拔或松動。
混凝土養護針對建筑物的不同部位選用灑水或薄膜進行養護。采用灑水養護,混凝土澆筑完畢后6~8h,應及時灑水養護,養護時間28天,在干燥、炎熱的氣候條件下,養護時間至少在28天以上。薄膜養護,在混凝土表面涂刷一層養護劑,形成保護薄膜,使用涂料應不影響混凝土質量。