浅谈桥梁水中桩加固的施工技术
2015-06-24
1.工程概况
京哈公路是我国南北向干线公路安龙泉互通立交是长春至德惠段公路的第一设计段，主线路线起点在安龙泉南侧中日友好水厂附近，起点桩号K1076+453.964，与洋浦大街相接，在K1076+629.616下穿长双烟铁路，在铁路上修建跨线桥一座（24+25.3+35.7+35.7+25.3+24），在K1077+220上跨长图铁路，在K1077+582.457处上跨长吉北线，终点与第二设计段相接，终点桩号为K1078+500。整项工程包括桥梁工程、道路工程、排水工程、铁路工程。
2.水中桩基施工平台施工情况
首先进行的是18#墩水中平台施工，施工时发现：卵石层结构密实度高，而且还有漂石，同时因为人为掏沙对河床破坏大；因此在施工过程中利用60T振动锤振击钢管桩只能振下2.2~2.8m。18#-5桩基φ3.0m的外钢护筒利用90T的振动锤也只能振下2.0m左右；利用12m3空压机吹砂配合振动锤下振，效果也不佳，且卵石层含漂石，最大只能下沉3m。由于桥位的上、下游都有电站，更大型的船只和起重设备无法进入河中施工；钢护筒嵌入卵石层3m太少，不稳定，钻机冲钻很容易引起钢护筒偏位和坍孔，平台和施工人员的安全无法保证，因此18#墩的水中平台虽已搭建好，钻机一直无法开钻。为此水中桩基的施工一度滞后，严重影响了大桥的整体施工进度，引起了业主的高度关注。
3.承台、系梁施工技术
3.1施工顺序
施工顺序：挖土——桩头处理——打垫层——绑扎钢筋——支设模板——保护层垫块——模板加固——浇筑砼——拆模——养护
3.2施工工艺
（1）基础开挖
系梁开挖基坑前按照放坡的要求测放出开挖边线及系梁中线。基坑采用机械为主人工为辅的方法开挖，用挖掘机开挖至系梁底设计标高，然后人工开挖至系梁底标高以下10cm处（开挖时不得扰动基底以下的土层）。基底整平后及时浇筑10cm厚混凝土垫层。开挖基坑尺寸必须满足施工要求，深度方向误差小于20mm，底面不高于设计标高。支撑采用短桩间断支撑，挡土板采用木模板。施工时用3m长的钢管沿基坑周边打入地下2m，然后在钢管外加放挡土板，从而防止局部边坡坍塌。
挖至标高的基坑不得长期暴露，扰动或浸泡。系梁开挖到位后要及时验收，符合要求后，应立即进行下一步施工。
（2）桩头凿除及桩基声测
开挖基坑完成后，采用机械凿除桩头浇混凝土至设计标高，预留桩头嵌入系梁内的长度，将钢筋上附着的混凝土清除干净。并及时对桩基进行声测。桩头凿除时要防止损伤桩身混凝土及钢筋和声测管。
（3）测量放样
下部承台，系梁至墩台帽各部分开工前，进行准确中线放样，并在纵横轴线上引出控制桩，控制钢筋绑孔和模板调整，严格控制好各部顶面标高。
（4）钢筋下料成型及绑孔
钢筋由钢筋班集中下料成型，编号堆放，运输至作业现场，进行绑孔。钢筋均应有出厂质量证明书或试验资料方可使用。钢筋绑扎严格按图纸进行现场放样绑扎，绑扎中注意钢筋位置、搭接长度及接头的错开。钢筋绑扎成型后，按要求进行验收。
（5）混凝土养生、拆模及基坑回填
混凝土浇筑完成后系梁顶面要及时进行收浆、抹平。当混凝土强度大于2.5MPa后方可拆除系梁模板，模板拆除时要防止损伤系梁棱角和表面。模板拆除前后均要根据外界环境条件采取相应的养生措施进行养生，养生时间不少于7天。模板拆除按照结构的不同和砼规定强度来决定，承台和系梁达到强度的50%即可拆模板，墩身和盖梁底模需达到设计强度70%以上方能拆除模板。
基坑回填前将钢筋拉杆沿系梁表面切除，并在钢筋表面涂刷环氧树脂以防生锈。基坑回填要分层夯实，分层厚度不大于30cm,压实度不小于93%。
3.3承台施工方案
3.3.1承台施工工艺
承台施工工艺流程如下：测量放线→基坑开挖→破除桩头→基坑验槽→砼垫层→绑扎钢筋→安装模板→浇筑砼→养护
3.3.2承台混凝土
由于承台砼高度较厚属于大体积砼，在砼浇筑过程中水泥的水化热较大，砼内外散热不均匀，造成内外温差大，在砼内部产生较大的温度应力，很容易导致砼开裂，采取如下措施防止出现砼开裂。
选用低水化热水泥，降低砼内部热量。
（2）掺加粉煤灰，降低水泥用量，减少水泥水化热。
（3）降低砼的入模温度，尽量采用夜间浇筑。
（4）改善砼的性能和施工工艺，提高砼的抗裂能力。
承台在砼浇筑过程中，采用全面分层的台阶法浇筑，台阶高度控制在30cm，砼振捣采用ZN50型插入式振捣器。浇筑顺序由一端往另一端进行，砼应连续浇筑，加强砼的振捣，增加砼的密实度。
3.3.3承台混凝土养护
（1）承台混凝土浇筑后及时用草衫覆盖。
（2）混凝土养护至少14天。
4.桥台、墩身施工技术
灌注桩施工完，待桩周明水退去，桩头部分土方进行人工开挖，人工破桩头至设计桩顶标高，待桩体检测合格后进行桥台、墩柱施工。
4.1桥台施工方案
桥台施工顺序：挖土——桩头处理——打垫层——绑扎桥台钢筋——支设桥台模板——保护层垫块——模板加固——浇筑砼——拆模——养护
桥台采用机械挖土，人工配合，用自御汽车将挖出的土运往指定地点，挖土同时处理桩头，注意控制坑底标高，严防超挖，防止地下水涌出。
（2）依据设计要求绑扎桥台钢筋，钢筋交叉点均应绑扎牢固。
桥台钢筋绑扎
（3）桥台背面用木模，外露清水墙面用大竹面模，钢管支撑。
4.2墩柱施工方案
灌注桩施工完，待桩周明水退去，桩头部分土方进行人工开挖，人工破桩头至设计桩顶标高，待桩体检测合格后进行墩柱施工。由于桩、柱连接处无设计内容（现有设计图纸为“初步设计图”），以下方案暂不考虑实施内容，工期部分仍然考虑其影响。
4.2.1钢筋工程
墩柱施工顺序：墩柱钢筋下料——钢筋成型——钢筋绑扎成型——搭架子——吊钢筋就位固定。
钢筋的加工绑扎在施工现场，现场设置钢筋加工成型机械，加工场地详见总平面施工布置图。
（1）钢筋下料应根据设计要求规格、形状的长度截取。
（2）墩柱钢筋在地面预制成型，按所放柱子轴线吊装就位，采用成品塑料卡控制钢筋保护层厚度。
（3）钢筋在加工前应有出厂质量证明书和试验报告单，并应抽取试样做力学性能试验。
（4）若以另一种强度、牌号或直径的钢筋代替设计中所规定的钢筋时，应由设计单位做出处理决定。
（5）钢筋在施工现场必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，不得混杂，且应设立识别标识。钢筋在运输过程中，应避免锈蚀和污染。钢筋堆严禁露天堆放，接触地面应垫高。
（6）钢筋调直前，钢筋表面应洁净，泥土、锈鳞等应清除干净。
（7）钢筋平直，无局部弯折。
（8）钢筋直径大于25mm的钢筋，宜采用焊接。
（9）钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。
（10）焊工必须持证上岗。凡施焊的各种钢筋、钢板均应有材质证明书或试验报告单。
（11）焊条、焊剂应有合格证，各种焊接材料应分类存放和妥善管理，并采取防止腐蚀，受潮变质的措施。
（12）受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在内力较小处，并错开布置，对于绑扎接头，两接头间距不小于1.3倍搭接长度。对于焊接接头，在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头。
（13）主钢筋绑扎接头在受拉区最大百分率为25%，在受压区最大百分率为50%，主钢筋焊接接头在受拉区最大百分率为50%，在受压区不限制。
（14）墩柱受力钢筋间距，允许偏差±20mm；墩柱保护层厚度，允许偏差±5mm。
5.结束语
在整个桥梁工程中，水中桩的加固施工面临着施工任务重、工期紧的局面，如何确定合理、有效的桩基施工方案对此桥的整体施工进度显得至关重要。
