公路橋梁水泥混凝土方形灌注樁施工工法

1、公路橋梁水泥混凝土方形灌注樁施工工法1 前言 方樁是灌注樁的一種特殊形式。與傳統(tǒng)的圓樁相比，具有承載力大，成孔工藝較復雜的特點。在相同截面時方樁外表積、剛度比園樁大，因其與相同截面積的圓樁相比，在獲得相同承載力的條件下，可減少樁身長度，節(jié)省工程造價，因而在橋梁工程中得以廣泛應用。2 工法特點2.0.1 橋梁樁基方樁施工采用“兩鉆一挖法。2.0.2 較之傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁施工圓樁，成孔工藝較復雜，。2.0.3 用該法施工的方樁，在相同截面積，相同樁長的條件下，單樁承載力有較大提高，使群樁成排架樁的樁基數(shù)目得以減少，節(jié)省工程造價，具有一定的經濟效益。3 適用范圍 方樁成孔用到液壓抓斗施工方法，適用于

2、粘性土、砂類土、含少量砂礫石、卵石含量少于30%，粒徑小于100的土質地層。4 工藝原理 根據(jù)水泥混凝土方樁的幾何形狀，再結合可選用機械的幾何力學指標，同時兼顧?公路橋涵施工技術標準?,水泥混凝土方樁可采用兩鉆一挖的施工工藝。4.0.1 采用具有自動調直功能的旋挖鉆機, 可以有效地保證成孔的垂直度。至少施鉆兩個引孔,以同時保證成孔的平面位置.4.0.2 兩個引孔施鉆完畢，中間局部可采用液壓抓斗逐次抓取，直至到設計位置。由于有兩個引孔的導向作用，中間局部的垂直度和平面位置亦同時得到保證，這是“兩鉆一挖工藝的重要特點。5 施工工藝流程及操作要點5.1 “兩鉆一挖工藝流程如下：測量放樣矩形鋼筋混凝土

3、導墻施工灌注優(yōu)質泥漿導向引孔旋挖液壓抓斗抓取中間局部清孔成孔檢查下鋼筋籠安裝雙導管灌注水下混凝土5.2 操作要點5.2.1 嚴格保證成孔截面積。因為采取的是“兩鉆一挖施工工藝，方樁兩端是兩個圓形引孔，因而這兩個圓孔的截面積須大于或等于原設計相應的矩形截面積，如圖5.2.1所示：圖5.2.1L方樁設計長度mB方樁設計寬度mL液壓抓斗的最大抓取長度顯而易見，引孔的直徑樁徑D=B2L-L/221/2也就是說，當設計方樁的長L大于液壓抓斗的工作長度L時，為保證成孔的截面積，需按照以上公式計算兩個引孔直徑，進而確定旋挖鉆機的鉆頭尺寸。這是方樁施工的首要控制點。5.2.2 保證矩形鋼筋混凝土導墻的施工質量

4、1 方樁施工前，需先進行鋼筋混凝土導墻的施工。導墻的作用相當于普通圓樁的鋼護筒，即具有以下作用：1防止孔口坍塌2控制樁基的平面位置3量測孔深的基準面及導管埋深的基準面4鋼筋籠吊裝入孔后以導墻作為支撐結構2 為了保證導墻的上述作用，導墻施工時必須保證其工程質量。由于導墻是方樁施工中的一道工序，設計文件中沒有相應的施工圖，需根據(jù)工程實際自行設計，設計原那么如下：1導墻的凈寬和凈長比實際施工工藝確定的方樁最大輪廓線各多200，如以下圖所示：圖5.2.1附注：單位：毫米L導墻的凈長 B導墻的凈寬LS方樁輪廓線長 BS方樁輪廓線寬2按照朗金土壓力分布計算每延米導墻的最大彎矩，并以此來確定導墻的截面。導墻

5、的設計方案確定后，實際施工中那么嚴格按照方案組織實施，從導墻鋼筋骨架的制作、安裝，到導墻模板的支設，導墻混凝土的澆筑，每道工序嚴格把關，確保導墻的工程質量。5.2.3 灌注符合要求的優(yōu)質泥漿1 為保證槽壁的穩(wěn)定和墻體的質量，施工前應對造漿材料進行選擇，一般選用膨潤土作泥漿并摻加適量的添加劑如：CMC。2 需配制的泥漿應根據(jù)地質條件、成槽方法、用途等進行配合比設計，試驗合格前方可使用。3 重復使用的泥漿應通過振動篩、旋流器、沉淀池等方法進行凈化，符合要求前方可再用。廢棄泥漿和殘渣應按環(huán)保的有關規(guī)定處理，并及時清遠出現(xiàn)場。5.2.4控制液壓抓斗的每次抓取層厚1 為保證成樁的直順度，應根據(jù)液壓抓斗的

6、性能和土質情況確定液壓抓斗每次抓取層厚。具體判斷標準是：當液壓抓斗夾住一定厚度的土體從開始加壓到抓取完畢，整個過程懸吊液壓抓斗的鋼絲繩不發(fā)生扭動，那么該厚度為適宜厚度。根據(jù)姚家園立交E匝道橋的施工實踐，得出了每層抓取厚度不宜超過400這一結論。假設更換機型或土質情況發(fā)生重大變化，應根據(jù)具體的實際情況，通過首件工程實驗確定。2 挖槽過程中應連續(xù)并始終保持槽內充滿泥漿，保證槽壁的穩(wěn)定。5.2.5 縮短成孔待灌期，鋼筋籠場外焊接成整體，一次吊裝入孔。方樁成孔后體積龐大，一旦坍孔，后果不堪設想。應盡量縮短成孔后等待灌注的時間。傳統(tǒng)施工工藝是鋼筋籠分段制作一般為兩段，先吊裝第一段入孔，然后吊裝第二段，在

7、孔口施焊，焊接完畢，并待冷卻后，再整體吊裝就位，施焊的時間加上冷卻的時間即是發(fā)生坍孔的危險期，所以為了消除這個危險期，鋼筋籠必須在場外焊接成整體，并應設置一定數(shù)量的斜撐和橫撐加強筋，使鋼筋籠具有足夠的剛度，確保在運輸、吊裝、插入時不變形，按設計、標準要求一次吊裝就位。根據(jù)姚家園立交E匝道橋方樁的施工實踐，鋼筋籠焊接成整體后，重達70多噸，需用三臺吊車協(xié)同起吊入孔，以100噸吊車吊鋼筋籠頂部，以50噸吊車吊鋼筋籠中部，以25噸吊車吊鋼筋籠底部。當把鋼筋籠吊至即將離開地面時，50噸、25噸吊車摘鉤，由100噸吊車單獨起吊鋼筋籠入孔，整個吊裝時間一小時二十分左右，比起傳統(tǒng)的分段吊裝，孔口施焊，最后整

8、體吊裝入孔的方法約提前四個小時左右，大大縮短了成孔待灌期，保證了成孔質量。6 材料與設備方樁施工所用材料與圓樁相同，混凝土的配合比，鋼筋的焊接工藝與圓樁并無區(qū)別，所不同的是在施工設備上，方樁施工需用到液壓抓斗，如以下圖所示：上圖液壓抓斗型號為SG30，其主要技術參數(shù)如下：1 成槽寬度：0.351.2m2) 最大提升力：300KN3 卷揚機單繩拉力：160KN4 系統(tǒng)壓力：33MPa5 主泵流量：2×260L/minSG30液壓抓斗具有單繩拉力大、成墻效率高的特點，被廣泛用在地下連續(xù)墻的施工中，姚家園立交二期工程E匝道橋方樁即是采用該種設備，實踐證明其性能良好。7 質量控制7.0.1

9、方樁施工應按?公路工程質量檢驗評定標準?JTG F80/1-2004進行質量控制。具體指標如下：表7.0.1 方樁質量控制指標工程允許偏差孔的中心位置50孔徑不小于設計樁徑傾斜度小于1%樁長，且不大于500孔深m不小于設計規(guī)定沉淀厚度3007.0.2施工中采取以下質量控制措施：1 兩個引孔樁位放樣必須準確，每個引孔均布設十字樁。2 旋挖鉆機就位時，利用鉆桿電腦控制系統(tǒng)精確對中，并保持鉆桿垂直。3 成孔后對孔底沉淀先用液壓抓斗反復撈取，然后用高壓水槍將剩余沉淀物沖入泥漿中，及時進行泥漿置換，直至沉淀厚度滿足設計要求。4 在水下混凝土灌注中，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

10、左右時，降低混凝土的灌注速度，當混凝土上升到骨架底口4m以上時，提升導管，使其底口高于骨架底部2m以上，即恢復正常灌注速度。5 灌注開始后，保證緊湊、連續(xù)地進行，確保中途不停工。在灌注過程中，控制每次放入漏斗內的混凝土量，防止混凝土從漏斗頂溢出或從外掉入孔底，使泥漿內含有水泥而變稠凝結，致使測深不準確。灌注過程中，注意管內混凝土下降和孔深水位升降情況，及時測量孔內混凝土高度，正確指揮導管的提升和撤除。六、在灌注過程中，當導管內混凝土不滿，含有空氣時，后續(xù)混凝土的灌入量要控制好，徐徐灌入漏斗和導管，以免在導管內形成高壓氣囊，擠出管節(jié)間的橡膠墊，而使導管漏水。8 平安措施1 組織職工學習平安生產知

11、識和規(guī)章制度。新工人包括合同農民工上崗前必須先進行平安知識培訓，經考試合格前方準上崗。2 凡進入施工現(xiàn)場人員必須戴好平安帽，不得穿拖鞋或赤腳進入施工現(xiàn)場。3 機械所用電纜要采取防護措施，防止車輛碾軋破損，以防止人員觸電，電器設施要有防雨措施，按雨季施工要求安裝。4 現(xiàn)場用電設備必須實行三級供電，兩級保護。5 所有電器設備的安裝及拆卸必須由專職電工操作。6 設備吊裝時，應按負荷選擇索具，嚴禁吊物下站人。吊車回轉半徑內嚴禁站人。7 搬、抬設備及物體時，必須統(tǒng)一口號，同起同落，以免傷人?，F(xiàn)場所用設備安裝牢穩(wěn)、清潔，符合標準要求。8 按期對使用設備維護保養(yǎng)，保證不帶病運轉，完好率到達規(guī)定標準。9 設備

12、車輛移位、行起時，要先看地形，不得盲目進行移動，以免成事故。10 工地與社會交通出入口，設專人指揮車輛，保證交通平安。9 環(huán)保措施1 成立施工環(huán)保小組，在施工中嚴格按國家的有關法規(guī)、規(guī)章執(zhí)行。 2 在工程建設允許的范圍內，規(guī)劃各種設施和臨時設施泥漿池等并做到標識清楚、齊全，施工現(xiàn)場整潔文明。3 注意施工現(xiàn)場噪聲的擾民問題，在靠近居民區(qū)的施工點，假設非工程必須連續(xù)進行，夜間22時以后停止施工。4 施工過程產生的廢棄物、污染物應按照監(jiān)理工程師的指示集中堆放或及時清運，生活垃圾定期運至遠離居民區(qū)的垃圾堆放點。5 保護當?shù)匾徊菀荒?，不得隨意破壞植被、樹木。6 不得隨意擴大施工場地，在允許施工線內施工。

13、7 在河道內施工，注意廢油、廢水，不得污染河道。8 有專人把守路口，清洗車輛輪胎和路面。10 經濟效益分析前面提及，方樁與圓樁相比，在相同截面，相同樁長的條件下，單樁承載力有較大提高， 方樁(以正方形為例) 圓樁當a2=r2時,方樁周長4a=4()1/2r=4×1.77r=7.08r圓樁周長2r=6.28 r所以,方樁周長圓樁周長。對于摩擦樁來說,方樁比圓樁與樁周土要獲得更大的摩擦力,因而承載力相應提高,提高率K=(7.08-6.28)/6.28=12.7% 基于此,在承載力要求一致的前提下設計樁基時,假設采用方樁,那么樁身長度是圓樁的0.887倍,假設圓樁設計樁長為40米,那么方樁的樁長為:0.887*40=36米,假設每延米樁根本錢為500元,那么方樁較之圓樁，單樁本錢節(jié)約4*500=2000元,其經濟效益是非常明顯的。11 工程應用實例北京市東五環(huán)姚家園