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5#墩鋼筋混凝土沉井施工

2015-09-30 670 0

   摘要:沉井施工技術(shù)在工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛,本文針對(duì)烏龍江大橋5#墩鋼筋混凝土沉井施工工藝與要點(diǎn)進(jìn)行簡單的討論分析,最后介紹沉井施工中的重難點(diǎn)。
 
  一、工程概況
 
  烏龍江大橋改造及接線拓寬工程為324國道跨越烏龍江而復(fù)設(shè),烏龍江為閩江南港分支的一段,處于閩江下游,位于福州市倉山區(qū)境內(nèi)。
 
  主橋新建復(fù)線橋跨越烏龍江,全長598米,采用六跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)組合體系,橋跨布置為(31+49+3×144+86)米,橋?qū)?2米。全橋7個(gè)墩臺(tái)除0#臺(tái)、1#墩、6#臺(tái)位于岸上外,2~5#墩均位于江中,本文主要針對(duì)5#墩承臺(tái)施工。
 
  據(jù)地質(zhì)勘探資料,5#墩位于臨近右岸處,墩位處河床面高程為-0.16~0.39m,地勢微向江心傾斜,表部為覆蓋厚度不到1m的碎石土,局部基巖裸露。
 
  二、施工工藝
 
  鋼筋混凝土沉井基礎(chǔ)施工工藝框圖

  三、施工主要技術(shù)方法
 
  1、方案概述
 
  5#墩承臺(tái)采用矩形鋼筋混凝土沉井基礎(chǔ),沉井長和寬分別是21.0m和13.5m。沉井高7m,共分2節(jié),第一節(jié)沉井高4m,第二節(jié)高為3m。封底混凝土厚為50cm。井中心里程為AK1+231.610,沉井頂面標(biāo)高為+5.5m,基底標(biāo)高為-1.50m。
 
  2、施工步驟
 
 ?、艠痘┕ね戤吅?,清理場地;將沉井范圍內(nèi)島面開挖至標(biāo)高+5.5m(略高于高潮位+5.3m);將沉井輪廓范圍內(nèi)土體開挖換填成中粗砂并夯實(shí)。
 
  ⑵開挖溝槽,沙袋堆碼刃腳土模;安裝沉井鋼筋、預(yù)埋件、內(nèi)外模板;澆注沉井第一節(jié)4m高混凝土;安裝第一層支撐。
 
  ⑶長臂挖機(jī)從沉井外側(cè)取土進(jìn)行第一次下沉作業(yè),取土采取先中后邊,對(duì)稱均勻的原則進(jìn)行,嚴(yán)禁直接對(duì)刃腳底部進(jìn)行開挖;沉井下沉至標(biāo)高+1.8m,停止第一次下沉作業(yè)。
 
  ⑷沉井第二次接高3m;安裝第二層支撐。
 
 ?、沙辆_挖下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高-1.5m;清基整平;水下混凝土封底;
 
  ⑹抽水,清除封底混凝土松散層;破樁頭,樁檢;綁扎承臺(tái)鋼筋,立模,澆注承臺(tái)混凝土。
 
  四、施工重難點(diǎn)技術(shù)解析
 
  1、沉井制造下沉
 
 ?、懦辆心_制造
 
  沉井制造采用刃腳土模,不用墊木,用“挖土”及沙袋堆碼的方式來作刃腳斜土模(井壁外模與直立內(nèi)模仍用木模)。直接在鋼刃腳上立土模制作沉井,有以下優(yōu)點(diǎn):一是可以就地取材,取材方便,同時(shí)節(jié)約木模材料,減少投資;二是簡化了刃腳斜木模的制作、安裝與拆除工序,爭取了時(shí)間;三是縮短了工期。因沉井刃腳始終全部均勻地支承在土層上,當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%時(shí)即可下沉。另外,根據(jù)土壤傳力的擴(kuò)散性質(zhì),土模平臺(tái)可以承受較大的重量,而對(duì)斜面影響很小,可以在土臺(tái)上搭設(shè)灌筑混凝土的平臺(tái),可以方便施工。刃腳部分采用土模制作時(shí),應(yīng)符合下列要求:1)刃腳部分的外模,應(yīng)能承受井壁混凝土的重力在刃腳斜面上產(chǎn)生的水平分力。土模頂面的承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,土模頂面一般宜填筑至沉井隔墻底面。2)土模表面及刃腳底面的地面上,均應(yīng)鋪筑一層20~30mm的水泥砂漿,砂漿層表面應(yīng)涂隔離劑。3)應(yīng)有良好的防水、排水設(shè)施。
 
 ?、瞥辆鲁?/div>
 
  沉井拆模后,當(dāng)混凝土達(dá)到40%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)(根據(jù)混凝土試件試壓確定)即可下沉。開始時(shí)為防止沉井偏斜,先采用人工分層開挖使沉井下沉。當(dāng)沉井沉至1m左右時(shí),因井內(nèi)水大無法抽干,同時(shí)井內(nèi)抽水后,沉井外泥土從底部往井里涌,形成流砂,人工無法開挖。因此,改為挖掘機(jī)開挖除土下沉。在下沉過程中應(yīng)做好安全防護(hù)工作。
 
 ?、浅辆鲁良m偏
 
  當(dāng)沉井平面位置發(fā)生偏位時(shí),可以進(jìn)行調(diào)整糾正,其基本方法有:挖土法、射水法、增加外部荷載法。具體措施如下:
 
  1)挖土法:對(duì)下沉慢的一邊多挖土,增加沉井刃腳與土壤間的空隙,促使其下沉。對(duì)下沉快的一邊視情況少挖土、不挖土、堆土及堆土夯實(shí),增加下沉摩阻力,減緩下沉速度。
 
  2)射水法:用高壓水沖射下沉慢的一邊井筒的外側(cè)土壤,使這部分土壤松動(dòng)變?yōu)槟酀{,同時(shí)泥漿又起潤滑作用,加快沉降速度。
 
  3)增加外部荷載法:在井筒較高的一邊,即下沉慢的一側(cè),增加荷載,同時(shí)在其刃腳下挖空,以利克服摩阻力,校正偏斜。
 
  2、沉井混凝土澆筑及接高技術(shù)
 
 ?、诺坠?jié)沉井混凝土填充施工工序如下:
 
  施工準(zhǔn)備→底節(jié)鋼筋安裝(在底節(jié)鋼沉井拼裝過程中進(jìn)行)→分層灌注井壁混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→連接縫處理→檢查驗(yàn)收。
 
  施工時(shí)布置5個(gè)混凝土運(yùn)輸儲(chǔ)料斗,分次對(duì)稱均勻灌注混凝土,確保對(duì)沉井均衡加載,避免對(duì)沉井結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響,確保結(jié)構(gòu)平穩(wěn)、安全。澆筑順序?yàn)閺闹虚g向四周對(duì)稱展開。分層平鋪進(jìn)行施工,每層鋪筑厚度0.3m~0.5m。整個(gè)井壁混凝土澆筑過程中,要求上、下層混凝土的間隔最長時(shí)間小于混凝土的初凝時(shí)間,符合規(guī)范和設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求。
 
 ?、瞥辆痈?/div>
 
  沉井混凝土接高施工工序如下:
 
  井壁內(nèi)模板安裝→混凝土井壁鋼筋接高→井壁外模板安裝→井壁混凝土灌注→(沉井下沉)→檢查驗(yàn)收。
 
  模板的安裝應(yīng)遵循先內(nèi)后外,先內(nèi)隔墻,后外隔墻的原則進(jìn)行;斷面尺寸及軸線誤差嚴(yán)格控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi);如果沉井出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象,在沉井接高時(shí),為保證沉井井壁、隔墻的平順連接,模板的安裝要求考慮到傾角矯正,傾角與下面節(jié)段保持一致,在下沉過程中繼續(xù)糾偏。
 
  3、沉井混凝土封底技術(shù)
 
  沉井封底施工工藝流程:施工準(zhǔn)備→清基→檢查驗(yàn)收→封底平臺(tái)布置→導(dǎo)管法灌注封底混凝土→封底混凝土檢測。
 
  沉井封底施工工藝框圖
 
 ?、攀┕?zhǔn)備
 
  a、封底工作是基礎(chǔ)工程施工中一個(gè)重要的環(huán)節(jié),所動(dòng)用的機(jī)械、材料、人員都是大量的,持續(xù)的時(shí)間較長。因此,封底之前要做好各方面的準(zhǔn)備工作。
 
  b、收集整理好有關(guān)的技術(shù)資料,以作為封底工作能否進(jìn)行的依據(jù)。作好水封混凝土所需用的各種記錄表格。
 
  c、安裝封底支架,水封的支架、設(shè)備都應(yīng)提前安裝就緒,并經(jīng)檢查處于良好狀態(tài)。
 
  d、參加封底工作的機(jī)械設(shè)備均應(yīng)經(jīng)過檢查處于良好狀態(tài),常用的備用品應(yīng)有充分的準(zhǔn)備。灌筑水封混凝土的導(dǎo)管都是預(yù)先作過拉力試驗(yàn)、水密試驗(yàn),并確認(rèn)合格;量總長,標(biāo)刻度并編號(hào),插放安裝小料斗。封底所用測繩(及備用的)校核、布置測點(diǎn)編號(hào)。
 
  e、封底所需的砂石、水泥等材料準(zhǔn)備充足,混凝土工廠機(jī)械設(shè)備狀態(tài)完好。
 
  f、測量工作人員應(yīng)作好充分準(zhǔn)備,并了解各有關(guān)方面的情況。
 
  g、了解前后三天的氣象預(yù)報(bào)情況。
 
  h、勞動(dòng)力的組織及生活、后勤的準(zhǔn)備工作,應(yīng)作好充分的準(zhǔn)備。封底工作在統(tǒng)一指揮下進(jìn)行的,砍(拔)球順序、測量時(shí)間、部位都預(yù)先作出明確的規(guī)定。
 
  i、上述準(zhǔn)備工作就緒后應(yīng)由負(fù)責(zé)施工的總工程師進(jìn)行一次全面的技術(shù)交底,明確告知參與人員各項(xiàng)技術(shù)要求及崗位職責(zé),約定信號(hào)并保持通暢。
 
 ?、魄寤扒寤?yàn)收
 
  沉井清基在沉井下沉到距設(shè)計(jì)標(biāo)高2m時(shí)開始,此時(shí)技術(shù)人員應(yīng)控制下沉速度,控制各個(gè)井孔泥面標(biāo)高基本一致,不形成較大窩底,避免沉井下沉過程中對(duì)基底土層的更大擾動(dòng)。
 
  基底清理后及時(shí)對(duì)不平整窩底坑進(jìn)行拋填碎石及粗砂墊層找平至刃腳標(biāo)高線,然后覆蓋編織布網(wǎng),靜停1~2天使水中的泥砂沉淀后清除。再派潛水人員下潛檢查刃腳、剪力槽及沉井內(nèi)壁是否清除干凈,判斷基底情況符合設(shè)計(jì)要求。
 
  按設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范驗(yàn)收清基質(zhì)量,包括井壁粘泥清除、浮土沉淀厚度、刃腳底面及井孔標(biāo)高等。若發(fā)現(xiàn)部分井孔在基底串通,則進(jìn)行封堵串通部位然后再進(jìn)行水下封底。
 
 ?、欠獾灼脚_(tái)布置
 
  封底平臺(tái)采用單層雙排貝雷梁支架,支架支承于沉井頂上。兩組支架通過平聯(lián)連接,上面鋪設(shè)腳手板作為操作平臺(tái)。支架上通過卡箍安裝固定一套導(dǎo)管,導(dǎo)管的覆蓋半徑包含沉井井孔底面范圍。平臺(tái)上布置1個(gè)混凝土集料斗與封底方量相匹配,保證導(dǎo)管灌注時(shí)埋住。
 
  ⑷沉井封底施工
 
  沉井經(jīng)觀察下沉穩(wěn)定后即可開始封底工作,沉井穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn),一般為8小時(shí)內(nèi)下沉量不大于10mm即可認(rèn)為沉井已穩(wěn)定。
 
  灌注導(dǎo)管布置:灌注導(dǎo)管采用Ф300垂直導(dǎo)管,按灌注半徑6m重疊覆蓋整個(gè)井孔,導(dǎo)管安裝前先組拼試壓,試壓強(qiáng)度取水頭壓力的1.5倍。組拼時(shí)須編號(hào)對(duì)接,確定導(dǎo)管長度和安裝拼接順序。
 
  封底混凝土拌制:封底混凝土采用水下C30混凝土。拌制混凝土?xí)r摻加高效減水劑及優(yōu)質(zhì)粉煤灰,要求拌制生產(chǎn)的混凝土陷度20~22cm,損失度保持率在4cm/h以內(nèi),初凝時(shí)間20小時(shí),確保灌注封底混凝土質(zhì)量。
 
  封底混凝土灌注順序:封底時(shí)按先周邊后中間進(jìn)行。
 
 ?、煞獾谆炷临|(zhì)量檢查
 
  a、基底檢查
 
  基底浮泥及沉淀泥沙應(yīng)清除干凈。
 
  b、潛水摸底檢查
 
  封底后應(yīng)讓潛水工下水摸清情況檢查各個(gè)問題。
 
  ⑹封底常見故障及預(yù)防措施
 
  沉井封底常見故障及預(yù)防措施

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