金 攀 李海燕
(河南省公路工程局集團有限公司,河南 鄭州 450000)
在講效率的今天,挖方段天橋施工很有可能成為高速公路通車的關(guān)鍵點和斷點?;诖耍恼乱蕴岣呖傮w施工效率為目標,對高速公路挖方段天橋施工方法進行改進。樁柱一體化施工是指基礎(chǔ)采用大直徑樁,其上是與樁徑相同的柱式墩直接連接,柱式墩深入主梁內(nèi),在水面位置或沿墩身一定高度位置設(shè)置框架式聯(lián)系撐或聯(lián)系板。近年來,樁柱一體施工在水系豐富地帶的施工實例較多,效果和評價較高,對在高挖方地帶的天橋或分離式立交同樣適用。
天橋或分離式立交上部結(jié)構(gòu)多為預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁和預(yù)制組合箱梁,橋梁上部結(jié)構(gòu)主體及橋面系施工本身周期長,再加上其占壓土方無法利用等問題,經(jīng)常性的使天橋或分離式立交非關(guān)鍵部位引變成為關(guān)鍵線路的關(guān)鍵部位。上部結(jié)構(gòu)中,預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁的主體和預(yù)制組合箱梁的橫隔板、橫梁、濕接縫、負彎矩等由于工序銜接以及混凝土強度和齡期等原因,基本不可能壓縮周期,但若下部結(jié)構(gòu)樁柱一體,可以節(jié)省土方開挖和立柱施工時間,顯而易見,樁柱一體化對縮短施工整體周期具有明顯優(yōu)勢。只要保證施工中豎直度問題,樁柱一體化可以在土建設(shè)計中引領(lǐng)潮流。
為保證施工中豎直度達到要求,在鉆孔灌注樁方案中應(yīng)優(yōu)選旋挖鉆成孔方式,豎直度能得到較大保證,如果地質(zhì)和水文具備條件,也可使用干成孔法,便于過程調(diào)整和過程檢測;不具備條件的可以采用開挖后再采用鋼護筒加固處理,不影響整體施工周期。
鋼護筒直徑比基樁樁徑大20 cm,護筒長度比立柱部分長20 cm以上,護筒底部下放位置高程比立柱設(shè)計底標高低20 cm,護筒頂需要高出原地面15 cm(防止地表水流入護筒內(nèi)對鉆孔施工造成影響),其目的是為了后期立柱鋼筒豎直度施工控制工作的需要和鉆孔施工的需要。
鉆孔施工時,根據(jù)不同的土壤、地質(zhì)條件按下列規(guī)定選擇不同的鉆頭:短螺旋鉆具,適用于地下水位以上為黏性土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風化巖層;巖心螺旋鉆頭,適用于碎石土、中等硬度的巖石及風化巖層;巖心回轉(zhuǎn)斗,適用于風化巖層及有裂紋的巖石。鉆機安裝后的底座和頂端應(yīng)平穩(wěn),在鉆進中不應(yīng)產(chǎn)生位移和沉陷,否則應(yīng)及時處理。在鉆孔過程中應(yīng)防止塌孔,孔行扭曲或孔偏斜,甚至把鉆頭埋住或掉進鉆孔內(nèi)等事故。因此,鉆孔時應(yīng)注意:(1)在鉆孔過程中,始終要保持鉆孔護筒內(nèi)水位要高出護筒外1.0~1.5 m并使護壁泥漿符合要求以起到護壁固壁的作用,防止塌孔。若發(fā)現(xiàn)漏水(漏漿)現(xiàn)象,應(yīng)找出原因并及時處理。(2)在鉆孔過程中,應(yīng)根據(jù)土質(zhì)等情況控制鉆進速度,調(diào)整泥漿稠度,以防止塌孔及鉆孔偏斜,卡鉆和旋轉(zhuǎn)鉆機負荷超載等情況發(fā)生。(3)鉆孔應(yīng)一氣呵成,不宜中途停鉆以避免塌孔,若塌孔嚴重時應(yīng)回填重鉆。(4)鉆孔過程中應(yīng)加強對樁位,成孔情況的檢查工作。終孔時應(yīng)對樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底土質(zhì)等情況進行檢驗,合格后立即清孔,吊放鋼筋骨架,灌注混凝土。
立柱部分的鋼筒與鋼筋籠焊接在一起,在立柱鋼筋籠和立柱護筒的連接牢固,四個方向的頂部與底部各用4根Φ20的鋼筋進行焊接處理,焊接長度滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF 50—2011)的要求;并每隔2 m設(shè)置一道十字撐,防止鋼護筒與鋼筋籠發(fā)生變形。
樁成孔后,下放樁柱鋼筋籠;前期下放鋼筋籠按照基樁鋼筋籠吊裝進行,但是要注意鋼筋籠吊裝的豎直度。在下到最后一節(jié)時,根據(jù)具體施工需要,如果通過外漏立柱鋼筒檢測,其豎直度和位置已經(jīng)滿足施工要求和立柱施工質(zhì)量檢驗評定要求時,可以直接固定鋼筋籠和立柱鋼筒,進行下道工序施工。
如果通過外漏立柱鋼筒檢測,其豎直度和位置不能滿足施工要求和立柱施工質(zhì)量檢驗評定時,要求按照下列步驟進行:
(1)將孔內(nèi)泥漿面高程快速抽排至立柱鋼筒底部并且不漏鉆孔時預(yù)埋的護筒底部,防止護筒底部塌孔。
(2)人工利用安全梯下至立柱鋼筒底部,工人利用螺旋千斤頂來調(diào)整立柱鋼筒與基樁鋼護筒之間的距離,通過調(diào)整立柱鋼筒與基樁鋼護筒之間的距離,來調(diào)整立柱鋼筒的位置和豎直度,立柱鋼筒的位置和豎直度滿足技術(shù)規(guī)范要求后進行對立柱鋼筒和基樁立柱鋼筋籠的固定安放。
(3)立柱鋼筒和基樁立柱鋼筋籠固定采用四面雙層控制法,四面雙層控制法是通過控制4個方向立柱鋼筒和鉆孔護筒之間的距離在立柱鋼筒頂部和底部固定牢固。
(4)快速補充泥漿,使鉆孔泥漿面高層快速回到正常鉆孔狀態(tài),減少塌孔事故發(fā)生。
(5)在這一施工過程中要注意的是:施工速度要快,盡量減少工人下孔時間;提前計算好4個方向調(diào)整距離;底部定位鋼筋焊接安裝到位后就可以進行補充鉆孔泥漿操作,盡最大的可能減少抽取孔內(nèi)泥漿的時間長度。
按照普通的水下灌注樁施工工藝進行樁柱混凝土澆筑,在灌注到護筒底部時適當放慢灌注速度,保證灌注連貫,按照規(guī)范要求超灌注0.5 m以上。
混凝土灌注完畢后,待基樁檢測合格后進行柱頂系梁以及上部構(gòu)造現(xiàn)澆施工,待上部箱梁施工體系轉(zhuǎn)換后,橋梁下路基土石方方可進行開挖。
埋設(shè)鋼護筒2 m,鋼護筒直徑比樁徑大60 cm,方便后序施工。安裝鉆機,利用旋挖鉆旋挖干孔(或者成孔后將泥漿池抽干)至立柱底部標高,成孔直徑比立柱直徑大40 cm。立柱部分成孔后埋設(shè)立柱部分的鋼筒,立柱鋼筒運輸與吊裝時需要在鋼筒內(nèi)每2 m設(shè)置一道十字支撐防止鋼筒變形。由人工下至護筒底部,利用螺旋千斤頂或其他方法校正立柱部分鋼筒的豎直度和立柱中心位置,校正完成后進行固定。用激光水平儀檢測上下口位置以及豎直度,偏差不大于0.3%。人工下入護筒底部,注意觀察地下水位變化情況,立柱鋼筒內(nèi)支撐不能解除,以立柱鋼筒作為保護下入鋼筒底部的工人安全。立柱護筒埋設(shè)并固定完畢后,解除立柱鋼筒內(nèi)的支撐,由于鋼筒周圍全部填充密實,鋼筒不會發(fā)生變形和位移,把立柱鋼筒作為鉆機的護筒進行鉆進,建議不采用旋挖鉆施工,由于旋挖鉆在鉆進過程中提取鉆頭次數(shù)太多,會對立柱鋼筒穩(wěn)定造成一定的影響。按照正常鉆孔灌注樁的方式鉆至樁基標高。成孔后需要按照施工規(guī)范進行檢孔、清孔,滿足要求后方可進行鋼筋籠的安裝。鋼筋籠安裝完畢后按照常規(guī)的水下灌注樁施工工藝進行灌注,在灌注到護筒底部時適當放慢灌注速度,保證灌注連貫,按照規(guī)范要求超灌注0.5 m以上。
根據(jù)具體施工情況來選擇合適的施工方案是施工人時刻需要面臨的選擇,在超過6 m以上的施工工藝上的選擇方面需要考慮的問題很多,特別是地下水位的高低,還有施工人員的安全防護問題,是要特別注意的問題。
每個施工項目都有特殊性和不同點,每個施工點都有不同之處,提高施工效率,加快施工進度具有很大的意義。