关键词:桥梁工程;桩基加固;植筋;施工工艺;施工方法;步骤;施工技术要点
随着桥梁建设的迅速发展,桥梁施工的新技术、新工艺不断得到引进、改进、创造和发展。桥梁施工是野外作业,受作业条件和地质条件等多种因素的影响,在施工过程或运营过程中或多或少的会存在一些问题;而当这些问题不足于对桥梁产生很大影响时,一般可以采用技术处理的措施加以解决。这样不需对整个结构进行报废处理,不但问题得到了解决;同时,节省了资金、争取了时间,有时甚至比原设计的安全系数大大提高。
工程情况简介
某高速公路作为该省重要的高速出省通道之一,在一片崇山峻岭间延伸,它穿越群山,跨过深沟,施工难度艰险万分。该项目有一个显著特点和难点:一是地形、地质复杂。该段属东南地槽系南岭地槽东向斜的边缘活动带,区域构造经历了长期频繁的活动而发育形成北东向、南北向、北西向构造体系。在中一新生代出现了更为强烈的活动,并引起了地壳下算性熔岩的多次侵入。受此影响,区内的岩层产状变化很大,断裂构造多。某标段正处于该复杂的地形、地质条件中,其中一座互通桥的桩基础全部采用人工挖孔桩。挖孔桩的设计深度一般在20m至25m之间,施工全部采用混凝土护壁。
1问题的产生
该桥的某根挖孔桩按设计要求为嵌岩桩并定为钻孔抽芯检验桩。设计桩径φ1500mm,混凝土设计强度等级为C25,,嵌岩为3m,桩端持力层为弱风化花岗岩。按规定要求钻芯取样应超过桩底1m。钻芯结果桩身本身完好,但钻至桩底以下60cm时发现有软弱夹层,于是继续钻进结果是软弱夹层为5m厚,再往下又是弱风化岩层。问题出现后业主即安排专家和设计代表及其它有关单位进行会诊,原因很明显,由于该桩正处于节理、风化裂隙较发育复杂的地质结构层上,而在设计时只对该基础的另外一根桩作了地质钻探,在挖孔过程中各项指标合格,没能发现桩底60cm以下的软弱夹层。所以采取有效的措施对该桩基进行处理。
2方案的选择
由于该桩所属的桥是该项目的控制性工程,而且该桩又是影响该桥进度的关键性工序,其结构为双桩双柱。所以,如何在确保质量的前提下经济合理的加快处理速度尤其显得重要。监理工程师认为进行返工,从时间上考虑不允许,而且桩长25m从施工难度和经济上也不合理;有人提出采用高压旋喷注浆法进行桩底软弱夹层的处理,但因软弱夹层厚,旋喷的施工难度大、且效果未必理想;设计代表提出进行加桩,这样在处理桩基的同时也可进行墩柱的施工,为下一步的工作赢得了宝贵的时间。
其主要原理是通过系梁连接把原桩与新加桩基连接在一起,这样本应由原桩基承受的来自墩柱的力通过系梁转换由两根新加桩来承受。由于新增系梁起到了很重要的传力作用,因此能否牢固的连接墩柱是很关键,由于做系梁时墩柱已经施工完成,故需采用植筋的方法来使墩柱与系梁结合成一个很好的整体。对于加桩与系梁的施工这里不做介绍,本文主要介绍植筋的施工技术和要点。
3植筋的施工方法
3.1基本原理
植筋的基本原理是利用钻孔设备在混凝土中钻孔,通过一定的技术措施保证成孔合格并钻至规定的深度,再对孔道进行清理、烘干,然后注射植筋胶,并及时进行植筋,经过一定时间的固化使钢筋牢牢的固定在混凝土里面,从而使钢筋在混凝土受力中起到重要的作用。
3.2植筋的施工工艺流程
放线定位→钻孔→清孔→烘干→钢筋处理→配胶→注胶→植筋→固化
3.3施工步骤
3.3.1放线定位,根据设计图纸准确定出钻孔位置,并作出标记,钻孔中心位置与设计要求偏差≯2mm。当遇有钢筋时,应将钻孔位置稍作移动,移动距离≯20mm。
3.3.2钻孔 根据植筋直径大小选择钻孔直径,孔径应较植筋钢筋直径大,采用水钻(该钻机均具有产品成熟,可导向定位,震动小,不损害结构表面,孔径、孔深准确等特点, 一般电钻不能达到该效果)。本次植筋直径有25和28两种直径的螺纹钢筋,其钻孔直径分别为:32mm、36mm两种;钻孔深度分别为:38cm、42cm两种。成孔水钻需用钢管搭设操作支架,使钻机机身与眼孔轴线平行,成孔时在钻杆上标明钻孔深度,钻身与眼孔轴线平行钻进,随时复核孔深,确保孔深不大于设计深度的0.5cm。施工时不得随意增大钻孔直径,防止超钻、偏钻现象发生。凿除5cm厚墩身混凝土,露出粗骨料,清除混凝土残渣(在钻孔之前应完成)。
3.3.3清孔、烘干钻孔完毕后,用硬毛刷刷孔壁再用干净无油的压缩空气清除孔内杂物及灰尘,如此反复进行≮3次。必要时可用干净棉布沾少量丙酮或酒精擦净孔壁用高压气体,保持孔内干燥,若孔内有水,则采用自然烘干或用烘干器将孔内水烘干。
3.3.4钢筋处理。首先根据设计图纸尺寸对钢筋进行加工,配料时应注意相邻左右、上下的钢筋应当错位处理;然后对钢筋表面用丙酮或酒精擦拭干净,保证钢筋与胶的黏结性能。对于钢筋表面则尚须进行除锈处理并标记埋深。
3.3.5配胶、注胶。植筋胶采用WZJI型植筋锚固胶,该产品技术成熟,具有强度高,高触变性、粘结力特强,耐久性优异等特点。将植筋胶外包装打开,打开前检查其生产日期和有效日期。植筋胶还有一防护包装,其单位以支计量,每支的长度与直径又根据孔径的大小有不同的规格;取出后把植筋胶放入水中浸泡至无气泡冒出。
本次使用的植筋胶规格为φ30×250(mm),其浸水时间为60±10s;每孔植筋胶的用量分别为1支和1.3支。当植筋胶达到所规定的浸水时间时,应迅速的取出植筋胶将泡好的植筋胶放入待植筋孔内,剂量多少以钢筋植入时微有溢出为宜。
3.3.6植筋。为了不使植筋受影响,当植筋胶注入完成后,应立即将加工好的直径为28mm、25mm,长度为42cm和38cm的钢筋分别缓缓插入孔内至埋植深度,转动钢筋,使胶与钢筋以及胶与孔壁之间充分粘贴,必要时也可用锤子锤击进入;以免时间长增加植筋的难度和影响植筋的效果。同时,必须保证孔口溢胶并将溢胶刮净,使得钢筋与孔壁间没有空隙。胶层是否饱满,将直接影响锚固力的大小。
3.3.7固化。钢筋植好后需保养24h,进行固化,;期间不得晃动或扰动钢筋。
3.4施工技术要点
3.4.1施工前试验。在开始施工前应进行抗拔试验,检查其锚固力是否满足设计要求。也可取得相应的操作经验和施工参数。本工程在结构条件类似的墩柱上做了2根植筋试验。3天后进行拉拔试验其结果完全符合设计要求,在拉拔到设计拉拔力时试验植筋没有一点拔出的迹象,再用大于设计力5t拉拔时,仍没有反应,至此没有再继续拉。充分证明其锚固力符合规定要求。
3.4.2 成孔控制。在成孔过程中一定要控制好成孔的质量。把握好成孔的位置、孔距、孔径大小、孔的深度等指标,这些指标直接影响植筋质量的好坏;同时要做好清孔的工作,并在注胶前保持孔内干燥,清孔不彻底和孔内不干燥容易影响植筋的质量。
3.4.3 注胶控制。植筋胶是一种化学产品,容易变质直接影响锚固力;因此在施工前应当检查植筋胶的有效性,不能使用变质和过期产品。在施工过程中也要注意防潮工作。在浸泡时间上应按要求控制好时间,不能少泡也不能多泡。同时,植筋胶注孔内应饱满,如有溢出应及时补充。
3.4.4 植筋控制。在注胶好后应及时进行植筋,植筋
钢筋在植入前应做好除锈工作,并做好植入深度标记。植筋完成后应至少保证24h不能摇动或晃动,保证其固化。
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