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水利论文V型河床急流深水区灌注桩施工

期刊目录网水利论文发表2017-08-02 17:51关注(1)

  本篇水利论文通过东萨洪桥2、3墩桩基的施工,探索出水深、急流、地形复杂、无覆盖层、坚硬基岩五位一体复杂条件下的桩基施工工艺、方法,即搭设带有锚固桩的钢栈桥和钢平台解决了施工交通和作业平台;采用导向桩、双护筒法实现了急流区桩基内护筒的准确定位;采用气举法抽渣解决了无封底情况下的造孔抽渣;采用内嵌小护筒法解决了无封底情况下的灌注桩混凝土浇注等难题,可供类似工程参考。《江苏水利》(月刊)创刊于1997年,由江苏省水利学会主办。面向国内外出版发行。本刊严格遵守党和国家期刊出版工作的指导思想和方针,以服务于江苏水利现代化建设、促进水利事业发展为办刊宗旨,以大力推进水利科技进步为主要任务,认真贯彻落实国家治水方针政策,探讨治水思路,支持改革创新,交流水利工作经验,传播水利科技信息。

江苏水利

  摘要:老挝东萨洪水电站进场路的东萨洪桥跨越湄公河主流,桥的2、3墩位于主河槽,在2、3号墩的桩基施工中遇到了集水深、急流、地形复杂、无覆盖层、坚硬基岩五位一体的施工难题。通过搭设带有锚固桩的钢栈桥和钢平台解决了施工交通和作业平台,采用导向桩、双护筒法实现了急流区桩基护筒的准确定位,采用气举法抽渣解决了无封底情况下的造孔抽渣难题,采用内嵌小护筒法解决了无封底情况下的灌注桩混凝土浇注的难题,取得了好的效果,可供类似工程参考。

  关键词V型河床;急流深水区;灌注桩;施工

  1工程概况

  老挝东萨洪水电站进场路的东萨洪桥跨越湄公河主流,桥长314.08m,桥梁设计为9跨(2×30m+3×40m+2×30m+2×30m),桥面净宽6.0m。上部结构采用预应力混凝土(后张)简支T型梁,桥面连续;下部结构的桥台采用重力式桥台,桥墩采用柱式墩,桥台采用扩大基础,桥墩采用灌注桩基础。桥面横坡为双向2%,纵坡为0,荷载等级:汽-50,挂-150。

  桥址处主河槽呈V字型,水深达22m以上(枯水期)、流速达4m左右,水下地形极其复杂——岩石犬牙交错、河床边坡陡峭(坡度陡于45度)、无任何覆盖层,且基岩属坚硬岩(英安岩)。桥的2、3号墩位于主河槽,即其桩基施工遇到了集水深、急流、地形复杂、无覆盖层、坚硬基岩五位一体的施工难题。桩基施工异常困难。

  2灌注桩施工

  灌注桩施工的施工工艺为:作业平台搭设护筒安装造孔混凝土灌注质量检测

  2.1施工栈桥及作业平台搭设

  施工栈桥及作业平台均采用钢结构,栈桥(平台)的下部结构为:壁厚10mm的φ630螺旋型Q235钢管支承的I36(平台为I56c)工字钢桥墩,上部结构则为:321型贝雷梁支承的I20工字钢及δ8mm的Q235钢面板,详见图1、图2。采用人工配合25t汽车吊或50t履带吊、90kW振动打桩锤进行搭设,并用锚固桩进行加固。

  2.2护筒安装

  钢平台搭设完成后,按设计位置在钢平台上安装护筒,为保证灌注桩护筒的准确定位,采用导向桩、双护筒法进行施工,其工艺流程为:导向桩制安外护筒导向架安装外护筒制安内护筒导向架安装内护筒制安

  2.2.1导向桩制安

  导向桩长约27m,采用长12m、壁厚10mm的φ630螺旋型钢管焊接而成。在就近的钢管桩上制安导向桩的导向架,导向架采用[20槽钢制作,为两层正方形框(平台顶部一层、距河水面约0.5m一层),框的内边长比导向桩外径大2~4cm,导向架牢靠的焊接在钢管桩上,检查无误后,50t履带吊起吊事先加工成型的长24m钢管桩(两根成品钢管连接而成),人工配合吊车将钢管桩下端放入导向架、徐徐落下,钢管靠自重慢慢向下沉入水中,钢管上端接近平台顶面,钢管下端还未触及河床,将钢管上端用槽钢固定在平台上,再连接一根长约3m的钢管,连接完成后,再用吊车轻微提起钢管桩,移除固定钢管的槽钢,将钢管徐徐落到河底,然后用振动锤打设导向桩,使其不再下沉为止,导向桩用型钢与平台的钢管桩连接牢靠,完成一根导向桩的打设,同样的方法完成第二根导向桩打设。

  每个外护筒需在其下游侧打设两根导向桩,以便使外护筒能够较为准确的就位。

  2.2.2外护筒导向架制安

  导向架采用[20槽钢制作,为两层近似矩形框(平台顶部一层、距河水面约0.5m一层),事先按图纸下好料运至作业面备用。待导向桩就位后,按图纸施放出外护筒导向架的位置,人工配合50t履带吊逐件将下好料的就位,焊工将其焊接成型并牢靠固定在钢平台的钢管桩、以及导向桩上。

  2.2.3外护筒制安

  外护筒为δ12mm的Q235钢板加工而成的内径3m的圆筒,每节长9m,依据水下地形测量成果,将护筒下端切成斜面,以便于护筒底尽可能贴紧河床。人工配合50t履带吊将底部第一节护筒起吊放入导向架、徐徐下落,钢护筒靠自重慢慢向下沉入水中,当第一节护筒顶部距钢平台顶部50cm左右时,停止下放护筒,人工将4根长约50cm的I20工字钢分别焊在圆形护筒的4个象限点上,并使其与平台顶接触,从而将第一节护筒固定在平台上。起吊第二节护筒,人工配合吊车将第二节护筒底面与第一节护筒顶面对接并焊接牢靠。依次安装第三节护筒,当护筒底部触及河床时,用Ⅰ20工字钢将平台与护筒连接牢靠就位。

  外护筒安装时,其下游侧筒壁紧贴两根导向桩下滑,导向桩对外护筒的准确就位,起到了决定性作用。

  外护筒就位后,筒内的河水基本为静水,为内护筒的准确就位创造了好的条件。

  2.2.4内护筒导向架制安

  导向架采用[20槽钢制作、为一层正方形框,事先按图纸下好料运至作业面备用。待外护筒就位后,按图纸施放出内护筒导向架的位置,人工配合50t履带吊逐件将下好的料就位,焊工将其焊接成型并牢靠固定在外护筒内侧。

  2.2.5内护筒制安

  内护筒为δ12mm的Q235钢板加工而成的内径2.2m的圆筒,每节长9m。为使内护筒底部与基岩面能较紧密的接触,外护筒就位后,用外径2.2m的冲击钻头将倾斜的河床面冲击成水平面。人工配合50t履带吊将底部第一节护筒起吊放入导向架、徐徐下落,逐节安装内护筒,其安装方法同外护筒,当内护筒底部触及凿平的基岩面时,检查护筒的就位偏差,不符合要求时进行调整,直至符合要求(护筒中心线偏差控制在5cm以内)后,用[20槽钢将内护筒与外护筒连接牢靠,从而就位。

  2.3造孔及抽渣

  内护筒安装就位后,冲击钻就位、开始造孔,其工艺流程为:钻机就位造孔抽渣进入下一循环造孔终孔

  2.3.1钻机就位

  测量人员依据设计图纸放出钻孔中心线,人工配合50t履带吊将钻机就位。

  2.3.2造孔

  钻机就位无误后,开动钻机进行造孔。由于河床岩体为陡于45度的斜面、流速急、无覆盖层,封底异常困难,采用无封底钻进,气举法抽渣。具体为:在钻头刚入岩时,无封底情况下孔中无法存留泥浆,在清水中钻进,每钻进10~20cm抽渣一次,抽渣采用气举法,即用风管将空压机的风送入孔底,通过自行加工的倒L型的φ80钢管将钻进产生的岩屑排出孔外,岩屑排除干净后,继续钻进,当成孔3m左右、孔中可存留泥浆时,在泥浆中进行钻进,每钻进50cm左右采用气举法抽渣一次,直至孔底。

  2.3.3终孔

  当造孔至孔底,测量人员测量无误后终孔,采用气举法将孔中岩屑清理干净(沉渣厚度不大于5cm),准备灌注混凝土。

  2.4混凝土灌注

  混凝土采用水下导管法进行灌注,其工艺流程为:钢筋笼制安导管安装混凝土拌制及运输混凝土灌注

  2.4.1钢筋笼制安

  钢筋笼在钢筋加工厂按设计图纸加工成型,依据钢筋12m定尺,将钢筋笼加工为12m长每节,不足12m的按实际长度加工。当清孔符合要求后,用10t随车吊将钢筋笼运至现场,人工配合50t履带吊逐节安装就位,节与节之间采用单面搭接焊连接。

  由于外护筒底部和河床岩面之间存较大缝隙,且水流流速较大,无法封底,当混凝土灌注至河床部位时,混凝土将会被急流冲走而无法灌注至桩顶。为解决这一难题,采用内嵌小护筒法进行施工。具体为:加工一个长2m,外径略小于内护筒内径的小钢护筒,在小钢护筒外侧包裹2~3层无纺布。通过测量计算,将小护筒通过长12cm、φ16的短钢筋固定在位于内护筒底部位置的钢筋笼上,使小护筒入岩孔1m、在内护筒中1m,包裹的无纺布填塞小护筒与内护筒间的缝隙,以避免水流冲走灌注的混凝土。

  2.4.2导管安装

  钢筋笼及小护筒安装就位后,进行导管的安装,导管采用φ300的钢管,事先按孔深进行预拼装,检查无误后,逐根在作业面上拼装安装就位。

  2.4.3混凝土拌制及运输

  混凝土采用1m3拌和站拌制,出机坍落度控制在18~22cm,坍落度不符合要求的混凝土严禁运出拌和站。混凝土采用6m3混凝土罐车运输。

  2.4.4混凝土灌注

  混凝土由罐车运到现场后,由罐车的溜槽直接经过漏斗进入导管。导管在灌注过程中始终要埋入混凝土中4~6m。灌注混凝土的顶高程要高出设计桩顶50cm以上,以保证桩顶部位混凝土的质量,待灌注的混凝土达到一定强度,将设计桩顶以上的混凝土凿除。

  混凝土灌注至内护筒底部附近未出现异常,即混凝土没有被水流带走,混凝土顺利灌注至桩顶,即内嵌小护筒法施工是可行的。

  2.5质量检测

  除取试件进行混凝土抗压强度检测外,还在每根桩内埋设3根φ57的声测管,在混凝土达到一定强度后检测桩的完整性。经超声波检测,2、3号墩的四根桩基均达Ⅰ类桩标准,为完整桩。

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