跨江特大桥水上平台钻孔桩 施工监理咨询和质量管控要点研究

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:刘孝平
[导读] 摘要:水中桩基础施工是最难控制的隐蔽工程,跨江跨海桥梁工程通常要求设计为百年工程,已在运营使用的跨海跨江大桥中由于江河复杂的水文环境,水中混凝土工程极易遭到腐蚀并破坏,而且一旦破坏,维修工程较难实施,本文依托陕西境安康至岚皋高速公路安岚AL-C01标段工程,对水上平台钻孔桩建设工程监理咨询和质量管控要点探讨,可为汉江流域同类工程监理咨询和质量管控提供借鉴和经验。
        身份证号码:61040319870916XXXX  陕西西安  710000
        摘要:水中桩基础施工是最难控制的隐蔽工程,跨江跨海桥梁工程通常要求设计为百年工程,已在运营使用的跨海跨江大桥中由于江河复杂的水文环境,水中混凝土工程极易遭到腐蚀并破坏,而且一旦破坏,维修工程较难实施,本文依托陕西境安康至岚皋高速公路安岚AL-C01标段工程,对水上平台钻孔桩建设工程监理咨询和质量管控要点探讨,可为汉江流域同类工程监理咨询和质量管控提供借鉴和经验。
        关键词:跨江特大桥;水上平台;钻孔桩施工;监理咨询;质量管控
        1.工程简况
        安岚AL-C01标段起点位于建民镇忠诚村附近,终点位于吉河镇吉河坝村附近,起讫桩号K0+000~K4+110,全长4.110千米。其中主线桥梁长2553m/4座,互通枢纽3236.215m/2处。其中汉江大桥3号和4号墩水中桩基础是本标段的难点工程。本标段汉江大桥3号和4号墩在汉江河道中间,桩顶在水面下10m以上,水中桩基础施工难度大。
        2.水中钢栈桥及施工平台施工质量管控要点
        汉江大桥3号和4号墩水中桩墩位处施工依靠钢栈桥搭设钻孔施工平台。
        栈桥行车道宽6m,荷载为标准公路—I级,并按200吨超重车验算,设计车速15Km/h。平台采用 7 组“321”型贝雷梁,两侧各 2 组(2 片/组)采用 90cm 花架连接,中间 3 组(3 片/组)采用 45cm 花架连接,贝雷梁组与组之间设置[10 斜撑栓接。贝雷梁上设置 I25b 横向分配梁,间距按照贝雷梁受力点布置,即 70.5cm,I25b 横向分配梁与贝雷梁每个节点用骑马螺栓固定,I25b 横向分配梁上按 30cm间距均匀布置 I12.6 纵向肋,上铺 10mm 花纹钢板做行车道面板。
        3.汉江大桥水上平台钻孔桩施工工程监理咨询和质量管控要点
        3.1搭建平台质量管控要点
        水中桩以栈桥为基础,用钢管桩搭建钻孔施工平台。钢管桩倾斜率在1%以内,位置偏差在300mm以内。钻孔平台设计采用梁柱组合式结构,平台由钢管桩、钢护筒、贝雷梁以及分配梁和面板组成。平台设计顶标高+3.0m,钻孔平台长27m,宽6m。
        平台应考虑施工期间可能出现的高水位或潮位,一般需要高出潮水位1.0m以上。钻孔平台应设置牢靠,具有抗风、抗浪和稳定性。平台联结系要牢固,严禁船只碰撞平台和护筒。钻孔平台上设置简易航标和警示装置,夜间开启平台轮廓示警灯,四周设置救生圈。水中墩台的工作平台一般采用钢管桩作为基础,工字钢作为承载部件,槽钢作为平台基点,后再槽钢上满铺钢板作为施工工作平台。
        3.2质量管控要点之测量定位
        水中墩台的精准定位一般有专业测量工程师,利用基站式GPS一拖二仪器进行精准定位,利用平台上稳定而且不易损坏的位置上标识出中心点,并引出四个护桩,用红色油漆标出,既便于寻找又可防止机械移位时破坏桩点,误差控制在±5mm以内。
        3.3 钢护筒设置质量管控要点
        3.3.1护筒的要求
        护筒采用钢护筒,钢板厚δ=12mm,互通直径D=d+0.3m(d为桩径)的护筒。为了增加护筒的刚度,防止周转使用中的变形,在护筒的上口和中部的外侧各焊三道加劲肋。单节护筒长2、4、6、8、10米不等,钢护筒连接采取焊接进行接长。
        3.3.2护筒的埋设
        护筒埋设采用履带吊+振桩锤插打的施工方法,即“钓鱼法”施工。施工使用60型振动锤和50T履带吊,50T履带吊在臂杆长度30m,吊距16m时最大吊重为24.5T>13.8T,完全可以满足栈桥钓鱼法施工且具备较好的安全储备。
        3.4泥浆护壁
        根据本工程地质情况,施工时应采用优质膨胀土,在孔外用淡水拌制,调制出高质量的泥浆用于钻孔桩的护壁。
        护壁泥浆组分:淡水87.2-87%,膨胀土12.5%,纯碱0.3-0.5%,其中所述的百分比为重量百分比。根据泥浆的粘稠度情况添加纤维素,一般不超过0.2%。


        3.5钻孔施工质量管控要点
        钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确,误差控制在1cm内。
        钻孔严格按规范和招标技术文件的规定和要求进行施工,同时还要求符合下列规定:
        ①在钻孔桩全面开工前,通过试桩对地质资料进行复核,当地质条件与地质地质钻探报告不符时,应及时与监理工程师反映。
        ②一经开始,应连续进行,不得中断,及时填写施工原始记录;严格交接班制度。
        3.6桩基清孔质量管控要点
        根据钻孔桩桩底的设计标高和护筒顶标高,计算出钻孔深度,用测绳检测孔深。清孔采用泵吸反循环法,并反复捞取沉渣,直到其厚度符合规范和设计要求,然后注入纯度较高的膨润土泥浆,置换出孔内的钻孔泥浆,保证清孔后的各项指标符合现场实际地质情况的需要。
        桩基成孔后测量孔深H1,待清孔工作完成后再次测量孔深H2,在灌注前需再次测量孔深,如沉淀厚度不满足要求,需进行二次清孔。
        沉淀层厚度T= H1- H2差值。清孔后沉淀层厚度T≤5cm。
        3.7成孔检查质量管控要点
        钻孔桩在终孔和清孔后,对孔径、孔形和倾斜度,应采用检孔仪测定,检孔仪直径应不小于钻孔桩的直径,孔规长度为4-6倍桩的直径。钻孔深度达到设计要求时,在灌注砼之前,应对全长进行检查。
        3.8 钢筋加工及安装质量管控要点
        在钢筋笼的接长、安放过程中,始终保持骨架垂直;为加速钢筋笼沉放,每根桩基础的钢筋笼接长次数不超过3次,钢筋笼接好后严格检查接头质量,并边下沉边割掉笼内十字撑。钢筋笼在混凝土灌注前,整体放入孔内,如果混凝土不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注,则钢筋骨架应从孔内移去。在钢筋骨架重放前,应对钻孔的完整性及孔底松散物,重新进行检查。
        3.9安装导管及二次清孔
        钢筋笼安装好后及时安装导管,并进行二次清孔,二次清孔后沉淀层厚度必须满足设计和相关技术规范要求。
        3.10灌注水下混凝土质量管控要点
        桩基配合比试配工作已经完成并经过总监办批准;导管采用内径30cm丝扣连接钢导管,灌注混凝土前做水泌试验,耐压和接头抗拉试验。灌注水下混凝土前,先检测孔底泥浆沉淀厚度,如大于设计要求,应再次清孔直到符合要求。
        首批砼的灌注是灌注桩的一个关键环节,必须保证导管初次埋入混凝土中的深度H1大于1m,方法是在漏斗底口处设置可靠的隔水设施。首批灌注砼的数量应能满足导管首次埋置深度(H1≥1.0m)和填充导管底部的需要,所需混凝土数量需大于8m3。
        3.11成桩检测
        桩身砼达到一定强度后,将桩头松散部分混凝土凿除并冲刷干净,并应保证凿除后砼面的平整、清洁,不应有泥土或其它杂物,报请监理工程师验收。桩基应逐根进行超声波检测完整性。
        4.结语
        水中桩基础施工是最难控制的隐蔽工程,跨江跨海桥梁工程通常要求设计为百年工程,已在运营使用的跨海跨江大桥中由于江河复杂的水文环境,水中混凝土工程极易遭到腐蚀并破坏,而且一旦破坏,维修工程较难实施,本文依托陕西境安康至岚皋高速公路安岚AL-C01标段工程,对水上平台钻孔桩建设施工工程监理咨询和质量管控要点进行探讨,为跨江特大桥同类工程监理咨询和质量管控提供借鉴和经验积累,值得推广和应用。
        参考文献:
        [1]李春延.海中钻孔桩基础工作平台的设计与施工.[J].《铁道建筑》,2009年6期.
        [2]屈柳光.大孔径深水桩基础浮式工作平台施工技术[J].《技术与市场》,2012,(19):142.
        [3]钟永东.钻孔灌注桩及钢平台施工工艺过程控制研究[J].《陕西水利》,2020年,(10)102.
 
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