CN101481912A - 地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，包括如下步骤：(1)确定施工顺序；(2)埋设护筒：钢护筒分两节采用振挖法振动锤沉入，护筒的上下段加设加强箍；(3)泥浆制备与循环***的设置；(4)钻孔施工；(5)钢筋笼制作安装：钢筋笼采用卡板成型预拼法分段制作；(6)水下混凝土浇注；(7)桩底注浆。本发明通过采用一柱一桩结构形式将在坞式结构的高架桥梁基础改为大直径单桩单柱，取消承台，同时墩位向外侧移动，使桩基全部位于非机动车道范围内，避开现有的地道坞式结构，减少了施工场地的占用，保证了施工期间的道路交通。

Description

地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法

技术领域

本发明属于市政桥梁设计施工领域，涉及一种桩基施工方法，特别针对地道坞式结构范围内的复杂环境条件下高架桥梁采用大直径钻孔桩的施工方法。

背景技术

目前现有的软土地基上的高架桥梁基础采用的技术主要是采用群桩、承台、立柱，采用的钻孔灌注桩一般为600～1200mm。但是在实际施工中，由于受到工程用地的限制，往往需要高架桥跨越各种现有的铁路以及地道等结构。例如某高架桥工程，其中东侧高架桥两侧桥墩设置在原地道挡土墙内侧，桥墩立柱紧靠地道结构。施工高架桥的基础将对原地道坞式结构产生危害，如处理不当，将严重影响地道的使用，甚至将对运行中的铁路产生不良影响，因此必须对整个工程实施方案进行优化，在保证高架桥梁工程质量的情况下，将工程对地道结构的影响减少到最小。按照原有的施工方案：采用多桩基础，其中铁道箱涵两侧影响坞式结构的承台采用7～9根Φ800钻孔桩作为桩基，桩布置在挡墙内外两侧；其中内侧桩施工将穿过坞式结构的底板，承台则布置在坞式结构的下面，施工中需要将地道原结构打开，施工完成后再进行修复(如图1所示)。

按照上述设计方案实施，将产生以下问题：

1、施工高架下部结构必须先打开地道原坞式挡墙结构；在高架桥墩位置的原坞式结构的混凝土板桩必须截断，对原有结构的完整性造成破坏；开挖造成坞式结构底部的土体扰动松动，会引起地道结构的变形，危害到结构安全。

2、由于承台标高低于原坞式结构的底板，低于地下水位近6米，施工中必须采取严格的降水措施，必将对现有的地道结构产生变形和不均沉降，对地道结构的稳定造成不良的影响，影响到铁路的正常运营。

3、施工完成后，地道结构修复面位于新建承台上，高架结构的自然沉降必然造成地道结构的不均受力，易在修复面形成渗漏点，对地道结构造成损害，影响行车的安全。

4、由于地道位置需要保持交通，因此在施工时进行土方开挖、基坑支护的作业时，施工现场的土方运输组织困难，需要占用2根半车行道，无法保证正常交通通行的要求。

因此，提供一种施工影响小、能够避开地道坞式结构、并对原结构不产生破坏的技术方案成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够避开地道坞式结构、并对原结构不产生破坏、同时能够降低建设成本的地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，以解决坞式地道旁实施高架桥的实际可行性。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

一种地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、确定施工顺序：先施工远离地道坞式结构的高架桥梁桩基，后施工靠近地道坞式结构的高架桥梁桩基；

(2)、埋设护筒：钢护筒分两节采用振挖法振动锤沉入，保证地道坞式结构范围内桩身上部由钢护筒围护，护筒的上下段加设加强箍；

(3)、泥浆制备与循环***的设置：设置泥浆池和废浆池，所述泥浆池设置在紧靠钻孔区域，废浆池根据施工范围设置；

(4)、钻孔施工：成孔机械采用大扭矩回转工程钻机，大通径、高强度气举钻杆，钻头采用防斜梳齿钻头，成孔采用气举反循环钻进；

(5)、钢筋笼制作安装：钢筋笼采用卡板成型预拼法分段制作，钢筋连接采用直螺纹连接器连接；

(6)、水下混凝土浇注：混凝土进行连续浇捣，混凝土坍落度控制在17～23cm；混凝土在拌制过程中应加入缓凝剂，控制混凝土的初凝时间不小于16小时，导管最小埋深不低于2米，导管最大埋深不超过10米；

(7)、桩底注浆：浆液由水、水泥、缓凝剂等组成，试配浆液比重：17～18KN/m3，水灰比0.45～0.6。要求注浆时间短于初凝时间。

本发明的有益效果：本发明通过对地道坞式结构范围内的高架桥基础和下部结构的设计和施工方案结合进行优化。将在坞式结构的高架桥梁基础改为大直径单桩单柱，桩基直径可达Φ2500mm，取消承台，同时墩位向外侧移动，使桩基全部位于非机动车道范围内，通过采用一柱一桩的结构形式，避开现有的地道坞式结构，减少了施工场地的占用，保证了施工期间的道路交通。本发明充分利用了大直径钻孔桩的承载能力；减少平面的占用面积，避免了环境的破坏，降低了环境破坏成本；保证了整个施工进度。由于施工未对地道坞式结构损害，为后期地道结构的修缮提供了较好的条件。

附图说明

图1为原有施工方案剖面结构视图。

图2为本发明施工方案剖面视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

如图2所示，本发明地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，包括如下步骤：

(1)、确定施工顺序：先施工远离地道坞式结构1的高架桥梁桩基，后施工靠近地道坞式结构1的高架桥梁桩基2；

(2)、埋设护筒：为克服沉入时的阻力，减小对地道结构的影响，护筒沉入采用振挖法，钢护筒分两节采用振挖法振动锤沉入，保证地道坞式结构范围内桩身上部由钢护筒围护；为避免埋设施工中护筒变形，在护筒的上下段加设加强箍，保证护筒的刚度。钢护筒直径采用Φ2700mm，制作采用δ20厚度的θ235材质，为防止变形，钢护筒内用75×75×8角钢上下两道“米”形加固。

(3)、泥浆制备与循环***的设置：设置泥浆池和废浆池，所述泥浆池设置在紧靠钻孔区域，废浆池根据施工范围设置；

(4)、钻孔施工：由于Φ2500mm钻孔桩直径大，施工场地狭小，地面交通繁忙。因此成孔工艺难度相当大，为保证施工效果，减小成孔过程中对地道板桩的影响，成孔机械采用大扭矩回转工程钻机，大通径、高强度气举钻杆，钻头采用防斜梳齿钻头，成孔采用气举反循环钻进，从而有效保证钻进过程中的稳定性和钻孔的垂直精度。考虑到钻孔桩直径大，护壁要求高，泥浆采用优质钠基膨润土人工制浆，并适量添加一定的Na2CO3、CMC和聚丙烯酰胺等外加剂，来改善粘土水化分散性能，降低泥浆失水量。施工时应注意控制泥浆比重、粘度、含砂率、酸碱度等指标，以确保成孔钻进时孔内泥浆比重控制在1.10～1.25、粘度18～25S、含砂率小于4％、PH值8～10的技术指标。

成孔采用气举反循环钻进，及时排渣保证孔壁稳定，减少沉渣厚度，利于清孔作业，减少作业时间。

(5)、钢筋笼制作安装：钢筋笼采用卡板成型预拼法分段制作，用16～20mm厚的钢板制成两块弧形卡板，其弧面直径为钢筋笼主筋外径，卡板按加强筋间距依次设置，按主筋位置在卡座上作出支托主筋的半圆形槽(槽深等于主筋半径，槽与槽中心距为主筋中心距)。几块卡板位置用经纬仪控制布设，使卡板弧面中心沿钢笼纵向方向在一条线上，卡板面与钢笼纵向中心线保持垂直，然后用水准仪将对卡板的标高进行调平，最后把几块卡板位置予以固定。

钢筋连接采用直螺纹连接，钢筋制作前先把螺纹车好，用磨光机磨去毛刺，然后用胶套拧上，对螺纹加以保护。

钢筋笼制作时，先将几根主筋放入卡板弧内固定，有两层主筋时，先放外层主筋，相邻主筋端部按要求错开相应距离。再将加强筋(加三角内撑)焊在摆置好的主筋上，加强筋的位置和垂直度用两把钢卷尺进行放置与控制。

每节钢筋笼都在台座上进行预拼装，保证上下两节钢筋笼能在孔口顺利对接。预拼装完成后应在每节钢筋笼上选取一根主筋，作好标记，作为对接时的起始钢筋。

将钢筋笼吊离卡板时，将加工好的声测管安置于钢筋笼内，并在钢笼的顶部和尾部各设四个吊点(加强)，作为吊车起吊时主钩与辅钩的起重点。

钢筋笼在吊运过程中，由于其在纵向抗弯能力较差，必要时在笼内加支撑，以提高笼的刚性。钢筋笼运输过程中要注意进行限位卡进行卡位，防止钢筋笼在车上进行滚动。当最后一个加强筋下至孔口时，用四只15吨的手拉葫芦对称吊挂在孔口的反拉架上，将笼临时吊于孔口。

用同样方法吊起其上一节钢筋笼，当上下两节笼在同一铅锤线上时，转动上节钢筋笼，以使两节笼的主筋对正，先焊接好声测管，主筋接头采用套筒丝扣连接。连接好所有接头后，缠绕上螺旋筋。吊起钢筋笼，取掉四个手拉葫芦，然后缓缓匀速下入孔内，边下钢筋笼边装上保护块。用同样方法直到最后一节钢筋笼下入孔内。在确保笼顶设计标高位置后，选均布的六根笼顶主筋与护筒内壁焊接牢固。

(6)、水下混凝土浇注：混凝土进行连续浇捣，混凝土坍落度控制在17～23cm；混凝土在拌制过程中应加入缓凝剂，控制混凝土的初凝时间不小于16小时；

导管埋深的大小对灌注质量影响很大，根据水下砼流动扩散规律，埋深过小，往往会使管外砼面上的浮浆沉渣挟裹卷入砼内，形成夹层；埋深过大，导管底口的超压力减小，管内砼不易流出，容易产生堵管，并给导管的起升带来困难。所以，保持合适的导管埋深，对水下砼灌注是非常重要的。导管最小埋深不低于2米，导管最大埋深不超过10米。

(7)、桩底注浆：为控制大直径单桩的工后沉降，在钻孔灌注桩施工完成后进行桩底注浆。浆液由水、水泥、缓凝剂等组成，试配浆液比重：17～18KN/m3，水灰比0.45～0.6。要求注浆时间短于初凝时间。

注浆管道与超声波管道相结合，采用φ60无缝钢管。钻孔桩水下砼浇筑后24～48小时内用压力水从注浆管中压入。一般在2～5Mpa时橡皮裂开。

压力注浆按每次的注浆量通过注浆管依次循环压注，每根管共循环二次。并每完成一次应均匀减压，防止压力浆倒流堵塞注浆孔。

注浆液强度：7天抗压强度不小于8Mpa，28天抗压强度不小于C30。每次终止压浆标准：①.每次压浆量达到1000升；②.注浆压力达到8Mpa稳压10分钟。达到以上数值之一时即终止本次压浆，移至下一管道进行压浆。

桩底终止循环压浆标准：①.总压浆量达到8000升；②.所有管道压浆压力均达到8Mpa；③.桩体总上浮15mm，达到三者任一数值则压浆全部结束。

Claims (6)

1.一种地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、确定施工顺序：先施工远离地道坞式结构的高架桥梁桩基，后施工靠近地道坞式结构的高架桥梁桩基；

(2)、埋设护筒：钢护筒分两节采用振挖法振动锤沉入，保证地道坞式结构范围内桩身上部由钢护筒围护，护筒的上下段加设加强箍；

(3)、泥浆制备与循环***的设置：设置泥浆池和废浆池，所述泥浆池设置在紧靠钻孔区域，废浆池根据施工范围设置；

(4)、钻孔施工：成孔机械采用大扭矩回转工程钻机，大通径、高强度气举钻杆，钻头采用防斜梳齿钻头，成孔采用气举反循环钻进；

(5)、钢筋笼制作安装：钢筋笼采用卡板成型预拼法分段制作，钢筋连接采用直螺纹连接器连接；

(6)、水下混凝土浇注：混凝土进行连续浇捣，混凝土坍落度控制在17～23cm；混凝土在拌制过程中应加入缓凝剂，控制混凝土的初凝时间不小于16小时，导管最小埋深不低于2米，导管最大埋深不超过10米；

(7)、桩底注浆：浆液由水、水泥、缓凝剂等组成，试配浆液比重：17～18KN/m3，水灰比0.45～0.6，要求注浆时间短于初凝时间。

2、根据权利要求1所述的地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，其特征在于，所述的步骤(2)中钢护筒直径采用Φ2700mm，护筒内用角钢上下两道“米”形加固。

3、根据权利要求1所述的地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，其特征在于，所述得步骤(4)中，成孔钻进时孔内泥浆比重控制在1.10～1.25、粘度18～25S、含砂率小于4％、PH值8～10。

4、根据权利要求1所述的地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，其特征在于，所述的步骤(7)中桩底注浆采用注浆管道与超声波管道相结合，采用无缝钢管，钻孔桩水下砼浇筑后24～48小时内用压力水从注浆管道中压入；压力注浆按每次的注浆量通过注浆管依次循环压注，每根管共循环二次，并每完成一次应均匀减压，防止压力浆倒流堵塞注浆孔。

5、根据权利要求1所述的地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，其特征在于，所述的钢筋笼制作时，先将几根主筋放入卡板弧内固定，有两层主筋时，先放外层主筋，相邻主筋端部按要求错开相应距离，再将加强筋焊在摆置好的主筋上。

6、根据权利要求1所述的地道坞式结构范围内高架桥梁大直径钻孔桩施工方法，其特征在于，所说的卡板为钢板制成两块弧形卡板，其弧面直径为钢筋笼主筋外径，卡板按加强筋间距依次设置，按主筋位置在卡座上作出支托主筋的半圆形槽，槽深等于主筋半径，槽与槽中心距为主筋中心距。

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