新邵资江二桥主墩桩基施工技术（精选2篇）
新邵资江二桥主墩桩基施工技术
新邵资江二桥主墩采用桩基,施工时水位较高,河床基岩裸露,岩层倾角较大.本文着重介绍了桩基施工前搭设深水工作平台和钢套箱内浇筑封底混凝土的施工工艺,保证施工安全和施工定位精度.
作 者：叶祥平Ye Xiangping 作者单位：湖南省汇林工程建设监理有限责任公司,湖南,长沙,410007刊 名：工程建设英文刊名：ENGINEERING CONSTRUCTION年，卷(期)：41(3)分类号：U445.55+9关键词：深水桩基 倾斜岩层 下部结构 桥梁施工
新邵资江二桥位于新邵县城,系40 m+3×68 m+40 m双箱梁单室变截面连续梁桥,其中1号桥墩采用哑铃形实体墩身,圆端头直径为2.2 m,横桥向宽6 m,基础采用3 m高承台配4根D230 cm～D270 cm变截面单排桩基础,桩基嵌岩深度不少于7.5 m,并保证桩尖以下6 m完整基岩,桥墩采用C30混凝土。
2 承台设计分析
1号桥墩位于资江主河槽中,桩基自由长度较长,属于高桩承台。桩基嵌入基岩后,基本上呈单悬臂受力模式,承台受上部结构传递下来的水平力和弯矩的作用,为确保桩基有足够的抗弯刚度,设计采用了4根D230 cm钻孔灌注桩,作为高桩承台应考虑其稳定性。因此,为了加强4根群桩的整体性,提高稳定性,设计中采用了整体式承台,将左右双幅桥的承台连成整体,两个墩身共用一个承台。
1)承台形状、尺寸拟定。
1号桥墩为两座哑铃形的排墩,采用四根排桩基础,两部分在桩顶由水中矩形承台连接。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范或整体JTG 62-2004第9.6.8第一条要求:桩基承台的高度宜为桩直径的1倍～2倍,且不小于1.5 m,承台的设计高度应在2.7 m～5.4 m之间,所以,承台高度拟定为3 m,4根排桩各自轴线间间距为460 cm,排桩上部直径为270 cm,承台横桥向设计长度应大于3×460+270=1 650 cm,按CECS 88∶97钢筋混凝土承台设计规程第3.3.4.2条规定:当桩直径或边长大于60 cm时,桩边缘承台挑出部分最小尺寸为30 cm,所以横桥向挑出尺寸拟定为55 cm,顺桥向挑出尺寸拟定为,60 cm,承台横桥向长为1 650+2×55=1 760 cm,承台顺桥向宽为270+2×60=390 cm。
2)承台材料选择。
根据公路桥梁地基与基础设计规范第4.2.5条按现有的设计经验,承台混凝土标号不低于C15,墩身和桩基础采用了C30混凝土,因此,承台混凝土拟选C30混凝土,承台钢筋拟定为HRB335钢筋。
3)承台钢筋布置、桩与承台连接方式拟定。
承台桩中距为460 cm,不大于3倍桩直径810 cm,根据《桥规》配筋要求,承台受力钢筋均匀布置于全宽度范围内,横向受力筋采用直径为28的钢筋,纵向采用直径为16的构造钢筋,间距均拟定为150 mm,承台的顶面、底面和侧面均设置了表面钢筋网,还设置了竖向连系钢筋,采用直径为20的钢筋,桩与承台的连接采用桩顶主筋伸入承台的形式,桩身嵌入承台内的深度为18 cm,伸入承台内的桩顶主筋做成喇叭形。
3 水中承台钢筋混凝土套箱法施工
1号桥墩的承台是由横向四根桩基过渡到两座墩身的承重结构,受力相当大,庞大的外形在设计上要保证承台底在最低水位情况下也不露出水面,以适合城市桥梁美观的需要,因此整个承台都是在水位线以下施工,水浮力很大,施工难度相当大,若按常规的方案采用钢套箱,首先钢套箱底与桩基钢护筒壁之间、套箱侧模板分块接缝及四个转角处止水很困难,容易漏水,且处理起来非常麻烦。其次为了克服水浮力和侧压力,钢套箱钢材投入大且回收率低,另外,潜水员水下作业工作量多,施工成本高,根据1号墩承台设计构造及桥位水文情况,在参考其他类似承台施工经验的基础上,我们采用了钢筋混凝土套箱法来施工1号桥墩承台。这种方案和钢套箱法相比较有以下优点:1)止水难度要小些,仅是止住套箱底板与桩基钢护筒之间的间隙;2)整体刚度大,自垂大,有利于克服水浮力与侧压力;3)潜水员作业工作量要小些;4)钢材用量投入较少。
钢筋混凝土套箱,其构造类似于钢套箱,具体施工程序如下:
1)预制套箱底块。先在岸上分四块预制钢筋混凝土底板,底板平面上预留桩位孔,用钢板卷成D300 cm环,底板配两层直径钢筋网与钢板环焊接,圆孔薄弱部位加钢筋,底板浇30 cm壁身,便于提高底板强度和刚度。
2)安装托梁、顶梁及吊杆装置。清理承台范围内空间,利用钻孔平台设置5组2Ⅰ36工字钢梁组下托梁,在平台上部对应下托梁设置5组2Ⅰ36工字钢梁组上顶梁,上下之间配直径为32的精轧螺纹钢筋作吊杆,并设置下降的千斤顶及配套装置和设备用于底板起吊和套箱墙身的预制与下放。
3)底板就位,浇筑湿接头混凝土,在已完成的桩基内清凿桩头混凝土,到设计桩顶标高,并测量实际桩顶平面位置偏差值,给套箱就位提供依据,利用钻孔平台上的设置起吊装置吊运安装四块预制的套箱底板,测量定位,焊接钢筋,并浇筑湿接头混凝土,将四块底板连成整体,并浇筑底板50 cm的加厚混凝土。
4)分节浇筑钢筋混凝土套箱墙身,逐步下放,平面上固定套箱,并浇筑止缝水下混凝土。利用钻孔平台设置的模板浇筑钢筋混凝土套箱墙身,套箱四周墙身为钢筋混凝土结构,顺桥向两侧墙身钢筋与横桥向相同。底板竖向设置锚固钢筋伸入承台混凝土内,套箱墙身分多节浇筑,逐节下放,千斤顶在套箱墙身逐步加高的同时,电焊箱内四个角型钢斜撑、两条长边墙身之间的内撑。套箱壁身模板采用竹胶模板,模板支架用型钢固定,要保证模板牢固,控制四周壁身外形平面尺寸及垂直准确度。壁身内侧按施工缝处理凿毛保证套箱的承台混凝土结合成整体,套箱底板预留孔与桩基钢护筒之间空隙止水,预先在钢护筒外围设置“L”形的吊杆装置,由钢筋吊杆和平面环形钢板组成。钢板环由多块环形钢板焊直径20的钢筋吊杆,水平面的钢板环之间有20 cm的搭接长度,环形钢板与套箱底板及钢护筒接触的空隙垫一层10 cm厚海绵,预先吊在钢护筒周边待套箱准确定位后,拉紧钢板焊在钢护筒外壁上,电焊固定,以达到填塞缝的效果,阻止缝内混凝土不流失,既达到止水效果,又起到支撑套箱圆孔的作用。在套箱底板预留孔与钢护筒之间浇筑止水混凝土,达到空隙止水的目的。在浇筑止水混凝土时,合理布置导管,控制骨料粒径,保证混凝土的和易性。套箱墙身下放后,平面上固定,并浇筑止水混凝土。要采取多项措施保证止水混凝土达到止水效果,要求在承台浇筑的全过程中确保不渗水。
5)套箱内抽水,浇筑钢筋混凝土承台。在套箱抽水前,利用顶梁反压套箱顶面增加抵抗力。水浮力的作用,抽水后割除桩基的钢护筒,清理后,开始浇筑承台混凝土,第一次混凝土浇筑厚度大致为1 m,为避免承台混凝土产生水化热,因内外温差过大而开裂,采用预埋竖向波纹管来散热的措施,第一次混凝土浇筑后施工缝适当增加锚固钢筋,然后浇筑第二层2 m的钢筋混凝土承台。
6)施工中应特别注意的事项。套箱就位时平面位置要准确,下放过程中要均匀同步,避免受力不均而产生开裂。采取措施,确保套箱足以克服水浮力和侧压力,力争在水面上做好充分的准备工作,尽量减少潜水作业工作量,套箱施工都是在钻孔平台上进行的,要确保施工安全。
4 结语
钢筋混凝土套箱施工工艺比较复杂,既有结构理论计算问题,又需要有丰富的施工经验作为基础,要根据工程实际情况,不断摸索,不断创新,才能达到目的。实践证明,该技术安全、高效、经济,保证了工期和质量。
摘要：通过新邵资江二桥1号桥墩承台设计方案的理论分析和施工流程介绍,阐述了水中承台钢筋混凝土套箱法施工的工艺,并对承台关键部位的构造尺寸和套箱法施工的每道工序进行了较为严密的数据论证,真正达到了理论联系实践的目的。
关键词：桥墩,水中承台,设计,施工
参考文献
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