桥梁建设

研究桥梁桩基水下混凝土浇筑

 

当前大部分桥梁工程的基础都采用桩基础,尤其是灌注桩基础,桩基施工作为桥梁工程施工重要环节,其施工质量决定了后续施工能否顺利完成和完成施工后的质量及桥梁使用,而在灌注桩施工中,应高度重视水下混凝土灌注环节,这是决定桩基质量的关键,必须引起相关人员的高度重视。

1 工程概况

某桥梁位于公路第三合同段(该标段起点桩号为K22+800,终点桩号为K27+160,总长约4.35km)。该桥梁上部结构采用连续箱梁,为预应力混凝土结构,梁高为1.8m,跨径组合为35m+38m+35m;下部结构采用摩擦桩基础+柱式墩+肋板式桥台。桥梁总长约115.6m,左、右幅宽度分别为25m 和21m。该桥梁所用桩基类型均为钻孔桩,桩径1.2m,桩长分为三种,分别为35m、40m和45m,桩数为76 根。工程数量如表1 所示。

表1 工程数量部位 桩长/m 桩径/m 单根桩工程量 桩数/根钢筋/kg 混凝土/m3 0#桥台 35 1.2 2205.8 40 18 L1 轴桥台 40 1.2 2496.4 45 12 R1 轴桥台 45 1.2 2714.0 51 8 L2 轴桥台 40 1.2 2496.4 45 12 R2 轴桥台 45 1.2 2714.0 51 8 3#桥台 35 1.2 2205.8 40 18总量 .4 272 76

水下混凝土灌注是桥梁桩基施工中的重要环节,灌注质量在很大程度上决定了桩基整体质量,所以必须引起相关人员的高度重视。现以该桥梁为研究对象,对其桩基施工中的水下混凝土灌注施工做如下深入分析。

2 下管

(1)配管长度不能比桩孔深度小,导管底部和孔底之间的距离应控制在0.4m 以内,按照从下到上的顺序编号,先下入较长的导管,再下入较短的。

(2)导管接头处应设置防水胶垫,并将连结螺杆上紧,按照0.6MPa~1.0MPa 的压力进行试水,若不漏水,则视为合格,避免漏水与操作时产生事故[1]。

(3)导管下入到位后,应测量孔深,若沉渣厚度在50mm 以内,则可连接漏斗;而若沉渣厚度超过50mm,应实施二次清孔,经检查确认孔底沉渣厚度满足要求后才能进行灌注。

(4)将漏斗连接好后,在灌浆管的液面处设置隔水气囊。

3 材料要求

(1)对水下混凝土配合比的试验数据或者调整与优化,来满足水下混凝土强度要求。

(2)水下灌注所用混凝土应有良好和易性,具体配合比可采用实验的方法确定,混凝土坍落度应控制在180~220mm 范围内,单位体积混凝土水泥用量应达到360kg 以上,水泥采用42.5普硅水泥。

(3)若采用早强水泥,应采取有效的缓凝措施。如果施工时的气温超过30℃,则不论使用何种类型的水泥,都要结合具体情况采取有效的缓凝措施。混凝土所用砂的砂率应保持在40%~50%范围内,粗骨料的粒径应控制在40mm 以内[2]。

(4)导管结构及使用应满足以下要求:壁厚应达到3mm 以上,直径在200~250mm 范围内,以无缝钢管为宜。每节导管长2~4m,第一根管的长度应达到4m 以上,并焊接加强箍,两根导管之间的连接采用法兰实现。为防止导管提升过程中将钢筋笼挂住,可采用锥形护罩,也可采用三角劲板。各段导管使用前都要进行试拼和试压,在试压过程中,压力按照0.6MPa~1.0MPa 的范围控制。采用丝扣方式相连的导管,需注意在存放、运输与使用时不能由于碰撞导致损坏。从桩孔中提出的导管,应及时进行冲洗,并在连接口处均匀涂抹防锈油。

4 水下混凝土灌注

(1)经检查确认混凝土的储存量达到要求后,方可拨开阀门使混凝土开始下降。若地层漏水,则孔口处可能不会返水,此时不可提动导管,继续对第二斗进行安装;如果混凝土仍然无法继续下降,仅需轻微提动导管,提动的高度不能超过0.4m,使导管在混凝土中埋深保持在2~6m 范围内[3]。

(2)混凝土灌注时,如果导管中的混凝土不饱满,含有一定空气,则后续混凝土要采用溜槽灌入漏斗与导管中,不可直接将整斗混凝土一次性倾入导管中,否则导管中将产生高压气囊,将相邻两根导管之间的橡胶垫挤出,导致漏水。

(3)规范操作,保证灌注质量,现场施工及管理人员都应掌握混凝土具体灌注速度与数量,在灌注开始前,需要以之前的成孔记录与灌注长度为依据通过计算确定混凝土灌注数量,然后结合土质情况和钻进的难易程度对每个桩孔的超径情况进行分析,由此预估桩孔的容积,为之后的备料工作提供指导。在灌注过程中,每灌注完一斗混凝土都要对导管中和导管外的混凝土实际是深度进行测量,并完善相应的记录表。在灌注结束后,再次统计灌注数量,并和计算结果对比,得出桩孔的充盈系数。对于充盈系数,应达到1 以上,若为一般土质,应保持在1.1-1.2 范围内,而为软土,应保持在1.2~1.3 范围内。另外,还应绘制孔深和混凝土灌注量之间的变化曲线,由此对桩孔的灌注质量进行综合评价,为之后的成孔及灌注施工提供可靠指导[4]。

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