塘庫融江特大橋總體設(shè)計

塘庫融江特大橋總體設(shè)計

唐庫村麗江大橋位于柳州三江區(qū)唐庫村對面?？鐝浇M合為2×(3×50)+4×40+(66+120+66)+4×(4×40)+3×40m。主橋上部采用(66+120+66)m的預應力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu),引橋上部采用50m和40m的裝配式預應力混凝土先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁,橋梁起點樁號為K27+293.5,終點樁號為K28+766.5,橋梁中心樁號為:K28+030,橋梁全長為1473m。橋梁縱面位于縱坡I=1.2%、I=-2.6%和I=-0.6%的豎曲線內(nèi),本橋平面位于直線、LS=200m的緩和曲線和R=1100m的左偏圓曲線上。橋址位于柳州市三江縣塘庫村附近。該段地貌形態(tài)屬低山丘陵地形,丘陵連綿不絕,為砂巖、泥巖土丘,坡度7o~46o,稍陡,丘頂多呈環(huán)條狀,地形平緩。丘陵第四系松散土層覆蓋,植被茂密,灌木叢生,多種有油茶樹,自然邊坡穩(wěn)定;谷地開闊,地形平坦,為農(nóng)業(yè)耕作區(qū),主要種植的農(nóng)作物為水稻。橋梁上跨融江,勘察期間橋址處融江寬約750m,最大水深約12m,水面標高133.5m。于擬建橋梁測設(shè)里程K27+510上跨焦柳鐵路鐵路橋。橋位軸線地面標高介于169~118m之間,相對高差約51m。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及工程地質(zhì)調(diào)繪,結(jié)合鉆探揭示的巖性特征,橋址區(qū)地層結(jié)構(gòu)簡單,主要由全新統(tǒng)沖洪積層、殘坡積層和震旦系下統(tǒng)長安組上段沉積碎屑巖組成。樁基有效計算長度為入中風化巖>20m、入微風化巖>6倍樁基直徑,樁基成孔周期長。當?shù)厮臍庀蠼y(tǒng)計資料顯示,橋址處設(shè)計常水位高程為133.3m,歷史最高洪水位高程為144.80m。具典型的山區(qū)河流特點。因本橋橋址位于融江大浪水電站庫區(qū),水位穩(wěn)定,最大水深12m,施工中不考慮洪水影響。1水中鉆孔平臺搭設(shè)根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)勘探資料、設(shè)計要求和以往的施工經(jīng)驗,鉆孔方法為沖擊鉆成孔,對于深水區(qū)即大于3m的位置采取搭設(shè)水中鉆孔平臺即先用浮箱搭設(shè)成浮吊,將∮500鋼管樁打入水中,再用型鋼搭設(shè)成水中平臺,振動下沉鋼護筒;對于灘地和淺水區(qū)即水深小于3m區(qū)域采用筑島法搭設(shè)鉆孔平臺,挖埋鋼護筒。具體墩為6~15#墩采取鋼平臺+鉆孔樁;1~5#,24~29采取筑島圍堰+鉆孔樁,其他墩臺采取直接開孔施工。鉆孔方式選擇正循環(huán)沖擊鉆孔,一次清孔采取正循環(huán)清孔,主要是保證樁基在鋼護筒底部與砂礫石層不出現(xiàn)串孔和孔壁坍塌。二次清孔采用氣舉反循環(huán)清孔,以利清除孔底沉渣,確保成孔質(zhì)量。結(jié)合施工組織和開工時間,在梅雨期來臨前完成深水區(qū)90根樁的鉆孔平臺施工搭設(shè),淺水區(qū)和江灘區(qū)的樁基和按筑島法正常施工。根據(jù)工期要求在當年枯水季節(jié)和次年雨季來臨之前完成樁基下部結(jié)構(gòu)。樁基采用全斷面一次成孔。水中鉆孔平臺方案施工的流程為:拼浮箱平臺、浮吊→打入鋼管樁、搭設(shè)鉆孔平臺→振動下沉埋鋼護筒→安設(shè)鉆孔機具等一切準備→鉆孔→鋼筋籠制作、安裝→水下混凝土灌溉。淺水區(qū)筑島鉆孔流程為:筑島搭設(shè)平臺→挖埋護筒→鉆孔→鋼筋籠制作、安裝→水下混凝土澆筑。鉆孔樁施工工藝框圖見圖1。2錨點及鋼管樁平臺鉆孔利用橋梁16號墩處岸邊既有碼頭,先用軍用浮箱拼裝成浮吊(30t)施工平臺,在岸上埋設(shè)4個地錨固定好浮箱平臺,在施工區(qū)拋設(shè)8個水中鐵錨(重25t)。利用鐵錨粗定位,通過岸上地錨精確定位,浮箱平臺移動及器械運輸1艘200kN的駁船配合。鋼管樁打入后,即用型鋼、防滑鋼板焊接,8根鋼管樁在樁位上連接成2個井字形組成鉆孔平臺,每個平臺上可放置1臺組鉆孔作業(yè),完成2根樁的鉆孔施工。鉆井平臺頂部高程控制在142.6m以上。3基巖面沖淤護筒開挖對于水中樁施工平臺采用100t振動打樁機將護筒精確對位沉入砂礫石層,要求穿越淤泥2m以上,并與鋼管樁連接牢固,用沖抓鉆頭將孔內(nèi)沖抓筒底,再用打樁機將護筒下沉復打,直到伸入基巖面最大可以伸的位置。再填入黏土和小塊石,用沖擊鉆頭用低沖程及復沖擊,確認護筒底部護壁牢固后,將護筒與鉆井平臺連接牢固即完成護筒。護筒直徑比設(shè)計樁徑大20cm、壁厚14mm。對于筑島和灘地處的樁基采用人工開挖下沉護筒,護簡直徑比設(shè)計大20cm,壁厚10mm,并在護筒周圍填上優(yōu)質(zhì)黃土。沖擊鉆就位后在護筒刃腳處反復回填黃土和片石或就近河里的卵礫石,用低沖程沖擊,在確認護筒刃腳處護壁密實牢固后,按普通鉆孔樁的施工即可。4沖擊鉆頭的研制和研制(1)鉆孔平臺布設(shè)。水中鉆孔平臺選用萬能桿拼裝成桁架結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)尺寸為長×寬×高=13.7m×9.7m×1.5m,橫橋向懸出1m,順橋向懸出1.5m,在其上布置鉆機墊梁,再安裝1臺JK1000型鉆機。每個平臺上2根樁在護筒頂部互相作為泥漿沉淀池,平臺上存放導管、鉆桿、電焊機等施工用具。淺水區(qū)筑島和江灘地先鋪枕木,再搭設(shè)鉆機墊梁,其上布設(shè)JK800型鉆機l臺。水中平臺共設(shè)置10個,每個循環(huán)共設(shè)5個平臺。按2次循環(huán)完成全部水中樁,淺水區(qū)和江灘地可以全面開工。(2)鉆孔機具。根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和工期要求,與鉆機生產(chǎn)廠家共同研究,對鉆機的鉆頭結(jié)構(gòu)和性能進行了改進,研制出能施工直徑2.2、2.0m樁基,帶有圓弧刃的焊接堅硬合金刃齒的六角形和五角形沖擊鉆頭,改進后的鉆機為JK800和JK1000型。(3)電力供應。為保證本橋正常施工進度,擬0#臺設(shè)800KVA變壓器一臺,滿足三江方向引橋和梁場的施工;在22#墩附件設(shè)800KVA一臺,滿足主橋和柳州方向引橋施工及拌和站。備用250kVA的移動發(fā)電機組2個,通過水下電纜供應作業(yè)平臺。(4)起吊設(shè)備及水中運輸設(shè)備。水中設(shè)備為1臺30t浮吊和1艘鐵駁船,岸上配備1臺50t和25t汽車2臺。(5)混凝土拌和運輸。根據(jù)橋梁的布設(shè)情況,拌和站設(shè)特大橋24號墩左側(cè)50m處,設(shè)2座1500型強制混凝土攪拌機,對全橋樁基所需的混凝土進行集中拌和供應,用6臺10m3的混凝土輸送車輸送,水中樁采取罐車經(jīng)鋼便橋直接輸送制鋼平臺,在利用輸送泵送至孔口。其他非水中樁均采取罐車+混凝土輸送泵灌注。5鉆孔樁施工5.1加強沖程控制和沖程過程(1)卵礫石覆蓋層鉆孔。卵礫石上下層有明顯的不同,上層由于受水流沖擊等外界干擾大,卵礫石不易膠結(jié);下部分經(jīng)過長期的沉積,受外界沖刷等干擾小,比較密實。因此在沖擊鉆孔過程中,上部分采用低沖程沖擊鉆進。若遇孔內(nèi)孤石,則可提高沖程進行破碎;若孤石位于孔壁為探頭石,則用探孔器探明孤石所在位置,然后反復回填與孤石、漂石同等強度的淺石或卵石與紅黏土,反復沖擊鉆孔,穿過探頭石的位置。對于卵礫石,在較密實的地段可適當加大沖程,泥漿比控制在1.40~1.50g/cm3,沖程控制在0.6~0.8m,沖擊頻率為30~40次/h。鉆孔沖擊過程中,當鉆孔至護筒底部時,由于受雨季及上游草頭坪電站泄洪等影響,容易出現(xiàn)串孔和坍孔現(xiàn)象,采用“填二進一”的方法,即填紅土夾片石、卵石高度為二,進尺為一,反復沖砸造孔,使護筒底部孔壁密實,若效果不明顯,可在泥漿中加入適量水泥,增加孔壁護壁的強度,直至達到要求。(2)覆蓋層與基巖面交接面處鉆孔。當沖擊鉆穿過覆蓋層進入基巖面時,若主鋼絲繩發(fā)生明顯晃動,說明基巖面傾斜,若不及時糾正便出現(xiàn)偏孔,除采取“填二進一”方法外,放小沖程。先拋石至孔內(nèi),用鉆頭將孔內(nèi)填石沖擊砸實,使孔內(nèi)填石水平,這樣反復多次,直到糾正為止。(3)巖層鉆孔。當沖擊鉆孔于強風化層和中風化層時,相對比較容易,進尺可達1~2m/d;進入微風層則進尺在0.2~1.0m/d;對于微風化層,進尺小于0.2m/d。(4)清孔。采用正循環(huán)清孔,將孔內(nèi)清渣浮出孔底,保證孔壁泥漿護壁的穩(wěn)定。待孔內(nèi)泥漿含砂率降至要求,安裝好鋼筋籠后,采用空壓機利用導管進行氣舉反循環(huán)清孔,使孔底沉渣在澆筑混凝土時不大于5cm。清孔后的泥漿指標:相對密度1.05~1.08;粘度17~20(S);含砂率<4%,樁底沉淀層厚度不得大于5cm。5.2鋼筋籠制作和安裝全橋樁基均為嵌巖樁,設(shè)計鋼筋籠伸至孔底,鋼筋籠內(nèi)壁設(shè)有4根超聲檢測管,按圓周等距離布置,并高出設(shè)計樁頂高程0.5m。鋼筋籠制作在鋼筋棚分節(jié)進行,分節(jié)長度根據(jù)樁基設(shè)計長度和鋼筋原材料定尺長度確定,并在箍筋上設(shè)內(nèi)支撐,以防在加工和運輸、安裝過程中發(fā)生變形。每根樁鋼筋籠分2~3節(jié)組成,以減少井口焊接工作量。分節(jié)安裝時,在護簡上放置2根托梁,將托梁保持擱置在同一水平上,以保證鋼筋籠的垂直度。鋼筋籠主筋采用搭接焊,手工電弧焊連接,上下節(jié)主筋彎成要求的斜角,使主筋受力在一條直線上。5.3高壓靜電場排放樁基設(shè)計混凝土強度等級為C25,混凝土坍落度控制在16~20cm,粗骨料選用融江豐富的卵石,緩凝時間控制在8~10h,采用300導管施工?；炷劣奢斔蛙囘\輸+混凝土輸送泵灌筑。導管安裝前,必須進行密封試驗。導管安裝時,導管底距孔底30cm左右,導管上部放置1個8m3的漏斗,漏斗內(nèi)有活動閥門一道,隨著漏斗內(nèi)的混凝土灌滿后,打開閥門,混凝土通過導管直接注入孔內(nèi)。正常澆筑時導管入混凝土面3~8m?；炷翝仓^程中,混凝土要連續(xù)供應,以保證導管底口在澆筑過程中始終處于活動狀態(tài)。為了保證整個樁基的完整性,樁底與基巖密實相接,樁頂和樁體混凝土的均勻性,首盤混凝土要確保初灌量,增加混凝土的沖擊能,使孔底沉渣沖出孔底浮于混凝土頂面。當樁身混凝土澆至距樁頂5m左右時,必須保證漏斗口距混凝土面距離不小于5m,為保證樁頭混凝土質(zhì)量,混凝土澆筑面比設(shè)計高0.5~0.8m。5.4錨固長度的確定(1)樁身整體性完好,混凝土強度及鋼筋制作安裝符合設(shè)計及規(guī)范要求。(2)樁底樁頂高程符合設(shè)計要求,孔底沉渣不大于5cm,中心位置偏差在允許范圍內(nèi)。(3)樁身混凝土中無斷層、夾層,無斷樁事故。(4)樁頭混凝土鑿出后,混凝土面新鮮,無殘余松散層和混凝土薄弱層。(5)嵌入承臺和底系梁內(nèi)的鋼筋錨固長度符合設(shè)計要求。(6)成孔質(zhì)量允許偏差:孔中心位置≯5cm,孔徑≥設(shè)計值,垂直度<1/100。6大直徑樁施工技術(shù)在生產(chǎn)中的應用塘庫融江特大橋水中樁基工程于2011年8月份開工到2012年2月份全部完工,歷時6個月。由