桩基托换施工技术

时间:2022-10-12 09:33:09

桩基托换施工技术

摘要:桥梁桩基质量的好坏直接影响到桥梁的承载能力和耐久性,所以桥梁桩基施工技术的讨论具有十分重要的现实意义。基于此,本文就桩基托换施工技术进行分析与研究,促进其快速发展。

关键词:桥梁;托换;施工技术

中图分类号: K928 文献标识码: A

一、工程概况

项目位于深圳市福田中心区段,因广深港客运专线需要下穿滨河益田立交桥(益田路上跨,滨河路下穿)以及益田路人行天桥,需要对桥梁进行桩基托换设计,消除客运专线隧道下穿过程中的安全隐患。

滨河益田立交共有2座桥,分别为1号桥和2号桥。

1号桥为主线桥,共一联,桥跨布置为(28+2×35+28)m,桥面宽32.25m,设双向六车道;桥梁上部结构采用预应力混凝土连续箱梁,单箱五室截面,下部结构采用柱式墩、钻孔灌注桩基础,桥台和桥墩桩径分别为1.2m和1.5m,桩端持力层为强风化或弱风化花岗岩层。

2号桥为上跨主线的匝道桥,共三联,桥跨布置为2×30m+3×30m+(27.435+2×35+28)m,桥面宽10m,设单向一车道;桥梁上部结构采用预应力混凝土连续箱梁,单箱单室截面,下部结构采用柱式墩、钻孔灌注桩基础,桩径1.2m,桩端持力层为强风化或弱风化花岗岩层。

益田路人行天桥东西向跨越益田路,共一联,桥跨布置为(26+25+15.4+15.4)m;上部结构采用等截面连续钢箱梁,下部结构采用钻孔灌注桩,桩径为0.8m,桩端持力层为弱风化花岗岩层。

二、桩基托换

(一)植筋施工要求

1.工艺流程

钻孔清理钻孔灌胶植入钢筋

2.施工工序

①钻孔:在桥梁工程桩基托换施工中孔深与锚筋埋设深度一般相同,桩基的孔径比锚筋大2~4mm,孔位应避让构造钢筋,孔道应顺直。

②清理钻孔:孔道先用硬鬃毛刷清理,再以高压干燥空气吹去孔底灰尘、碎片和水分,孔内应保持干燥。

③灌胶:将植筋胶由孔底灌注至孔深2/3处,待插入锚筋后,胶即充满整个孔洞。

④插入锚筋:锚筋插入前应清除插入部分的表面污物,并须插到桥梁工程项目孔底,孔口多余的胶应清除。污物应先以钢刷清除,再用丙酮擦净,并予拭干。

⑤在胶液干固之前,避免扰动锚固钢筋和在孔位附近有明水。

3.施工注意事项

为确保桥梁工程桩基加固施工质量,减小桥梁工程桩基焊接对植筋影响,在桥梁工程桩基托换中植筋施工应严格按《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)和设计要求进行。

另外,对桥梁工程桩基植筋的焊接施工应采用以下措施:

①植筋的焊点离胶面距离不小于15d。

②采取降温措施,如桥梁工程桩基焊接施工时用冰水浸透棉纱布包裹植筋胶面根部钢筋。

③严禁对一根植筋连续焊接,应采用循环焊接施工的方法,即对一批焊接钢筋逐点、逐根焊接。

(二)托换梁和被托换结构之间的结合要牢固。具体措施如下:

1.为了让新旧结构共同协调作用,新旧混凝土截面均要求处理。

2.将旧混凝土表面凿毛,深度宜为10~20mm左右。

3.凿毛用水清洗干净,在新加结构混凝土浇捣前四个小时内刷截面处理剂。托换梁与承台底接触面应保证混凝土浇捣密实。

4.粘结材料需要进行现场测试。节点施工工序的选择需要考虑粘结材料凝固时间的影响。

5.凿毛时若发现裂缝等异常情况,应及时反馈信息给相关部门研究采取安全加固措施。

(三)顶升施工

当托换桩、托换梁混凝土达到设计强度后进行加载托换施工,托换时,在托换梁与装帽之间设置千斤顶加载,使上部结构的荷载转移到托换桩上,同时使新桩的大部分位移通过千斤顶顶升的预压来抵消,从而通过主动加载实现钻孔桩替代原桩受力。

清理桩帽与大梁连接体部位,在每个桩帽的三处预埋钢板上分别布置3个千斤顶,千斤顶高度不足时,可采用钢板垫块弥补,本工程采用QF500T/16型千斤顶。根据施工图纸设计的各桥墩理论计算值及千斤顶和油压表标定数据,计算出各级加载数据,并转换成油压表数据,在顶升过程中,根据各监测仪器的监测数据及时分析修正顶升数据。顶升采取分级加载原则,共分10级加载,每级荷载增量为千斤顶加载上限值的10%,不可一次加载到最大值,每级加载需保持10min,等结构稳定后方可加次级荷载,被托换梁的上抬量不能大于1mm,加载过程中同时应严格监测托换梁裂缝的产生及发展,最大裂缝宽度大于0.15mm时,停止加载。顶升过程中发现墩柱有上抬趋势时,为顶升临界点应停止顶升。

第一次顶升后回落至75~80%的顶升力,锁定安全自锁装置,打钢楔块,回落时以托换梁不产生变形为控制值。

在第一次顶升后约30分钟后进行第二次顶升,通过第二次顶升对第一次顶升的数据进行复核与分析,当二次顶升数据变化在第一次预顶数据的15%之内时即可进行下一步施工。

在顶升过程,应连续记录监测数据和加载记录,对托换顶力与承台底竖向位移进行双控,并以竖向位移控制为主。

(四)被托换桩截桩作业

在完成顶升、全面观测变形稳定后,进行锁定,截断被托换的旧桩,截桩采用人工截除,由外及内层层剥离的施工方法。截桩前对原桩沉降及新旧混凝土界面滑移做好观察,过程中不间断观测,做到信息化施工。

截桩应分批跳开进行,断桩位置在托换梁底约500mm处,先用风镐沿桩周边凿出一条深100mm、宽200mm的断口,在此过程中旧桩钢筋不切断,同时观察各个观测点的沉降变化情况。用风镐继续开断口,每次开断口的深度不超过100mm,由于操作需一定空间,高度可不断加高,但最终切口高度不超过500mm,直至把原桩混凝土全部凿除后再断桩身钢筋。

(五)桩帽与托换梁连接体施工

连接体施工流程为: 微调自锁装置锁定钢支撑上打钢锲块并焊牢取出千斤顶钢筋焊接立模混凝土浇筑、养护环氧灌浆。

必须确保安全装置及钢支撑安全可靠后才能拆除千斤顶,然后对桩帽顶面及托换梁底面实施凿毛、清洗处理,确保与连接体混凝土的可靠结合,对明显有锈斑的钢筋进行除锈处理,同时清除连接钢筋上的油渍、杂物等。

连接体预埋钢筋采用冷挤压套筒连接法或绑条焊接法连接,主筋外增设钢筋网,从内至外依次施工。对托换梁、新桩连接体的模板采用木质定型弧形模板,外加钢箍固定,在模板上部预留约4 个20cm 见方的孔洞用于混凝土浇筑观察及振捣,利用托换梁中预留的 3 根 Φ168mm 钢管孔道浇捣混凝土,直至浇满并振捣密实。在连接体混凝土养护 7d 后,在连接体上部周围打 V 型槽,注入改性环氧树脂。

三、施工监测

施工监测是决定工程成败的重要一环,为了确保上部结构的正常安全使用,监控网络必须根据每个施工步骤可能对结构造成的影响进行布置。采用信息化进行桥梁工程桩基托换施工技术,以信息指导桥梁工程桩基托换施工,桥梁工程桩基托换过程中对每个施工环节的监测数据进行采集、分析,发现问题及时提出,并对有关桥梁工程桩基托换顶升参数进行修正。

在桥梁工程桩基托换或顶升过程中对托换梁上部原桩的位移、沉降和桥梁工程桩基托换新桩的沉降情况、托换梁的变形进行严密监测,进行桥梁工程桩基托换信息化施工,以便确保桥梁工程桩基的施工安全和质量。

结束语

桩基托换施工是一项是风险性大、技术性强的工作,同时也是依赖信息化程度很高的工作。托换技术在现代城市土木施工中占有越来越重要的位置,而且桩基托换形式是我国托换技术应用的常见形式,应用前景非常广泛。地下工程建设中常常不可避免遇到,因此要针对桩基托换施工的特点,制定详细、可行的施工方案、安全技术措施,做到文明施工和安全管理,使托换工作有一个安全、顺利的过程,方可保证桩基托换施工的质量与安全。

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