・桥 梁・
高架桥基础预应力高强度管桩沉桩技术
郝俊明
(中铁十六局集团有限公司 北京 100018)
摘 要 介绍大直径预应力高强度管桩的沉桩技术,以及沉桩过程中的注意事项和问题处理。
关键词 高架桥 桥基础 管桩沉桩 施工
1 工程概况
预应力高强度管桩(简称PHC管桩)因其能够
按国家标准大批量工厂制作,桩身强度、质量都能得到保证,具有结构合理、承载力较高,易施工等优点,
收稿日期:20030317
近年来在各种重大基础工程中得到广泛应用。
上海磁悬浮快速列车示范线(起点是上海地铁2号线龙阳路车站南侧,终点是浦东国际机场)全长30km,整个线路呈“∽”型,设计时速为430km,是世界第一条商业运营线。上海磁悬浮采用高架桥作为其结构形式,桥墩基础全部为桩基础,其中除少量为钻孔灌注桩外,大部分是
一个时期的施工组织,代表着一个阶段企业的科技水平,随着科技攻关和科技进步,累积到一定的程度会引起施工组织的变化,将科技成果组合起来,经过技术合成,会引发施工组织的创新。在一定模式下的施工组织、工艺流程或工程顺序中,也会发现存在的问题,或需要提高效益,或需要提高质量,或需要减轻劳动强度,或需要进一步确保安全等,由此引出一系列急需解决的技术问题,成为科技攻关课题的源泉。经过科技攻关,形成科技成果,逐个解决了技术问题,推进了技术进步。所以,科技有创新,施工组织才有创新。
5 重视施工组织的研究
编制施工组织,要涉及到工艺流程、技术措施和施工工艺、资源配置,所以,最能发现问题,我们要进行科技攻关选题,必须从研究施工工艺流程开始,寻找需要解决的问题。如DJK140架桥机,就是科技人员开动脑筋,为做到墩上不移梁,使架梁、移梁不安全因素降低到零,提高可靠性、安全性,减少施工干扰,加快进度的情况下研制成功的。又把吨位从110t提高到140t,可以架设带碴的梁,架梁到位后,不必人工上碴而占用时间,减少了干扰,加快了进度。
要重视施工组织的研究,简化工艺流程,保留可靠的技术,去掉不合理的环节,寻找科技攻关的课题,研究其创新的可能性及经济性。施工企业技术中心的开发工作应从研究施工流程和施工组织入手,研究新技术、新材料、新工艺、新设备,加快进度,提高质量,确保安全,减轻劳动强度和取得最大经济效益,为企业的进一步发展服务。
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4 施工组织的编制
施工组织的编制方法,按工期分有时间正顺序编排法、倒计时编排法、时间分段分配编排法;按工艺流程分,有关键路线法、平行作业法(也称流水作业法)、大工序单作法(如掘进完了衬砌,衬砌完了施
)、作整体道床,……循环周期法、技术集成法、多元分解法。
在施工组织编制中,在对技术措施和质量措施的运用上,多数选用先进工法中的成熟的成果,是最可靠的、安全的和易于人们掌握的。但也应该有创
铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2004(1)
・桥 梁・
1标段长10km,PHC管桩数量为6233根,总长227520m,管桩长度30～60m。85144m深度范围
序号
123456789
表1 施工机械设备
名称打桩机打桩锤履带式起重机平板运输车挖掘机经纬仪水准仪全站仪电焊机
规格、型号
DH558DJU72AD62-22、D80-23
200kN50tCAT320J6
数量
2台16台18个18辆18辆6台16台20台10台40台
内的地基土均为第四纪河口～滨海相、滨海～滨海相及滨海～沼泽相沉积层,主要由饱和的黏性土、粉性土及砂性土组成,一般是水平层理。按其成因类型、土层结构的土性特征,可划分为九大层和十三个亚层。因受古河道切割影响,沿线均缺失第⑥层暗绿色粉质黏土层。下部土层分布变化较大,第③层及第⑤层分别存在透镜体。
2 PHC管桩沉桩施工
2.1 沉桩工艺流程(见图1
)
苏S2
SET2110BX1
400F2
清除现场妨碍施工的高空、地面和地下障碍物,确保施工设备的安全作业空间以及避免地下管线遭
到破坏。
沉桩施工前用挖掘机将整个作业区的场地整平,以保证桩机作业时的垂直与稳定。作业区的地基承载力要求达到150kPa,并铺设路基箱板,以提高地基承载力,满足打桩机的走行要求,避免桩机作业时不均匀沉降而倾斜。
(3)桩位放样定位
基桩放样用SET2110型全站仪按极坐标法根据各墩位的计算资料,由平面控制网测放中心,复核无误后,置镜于墩中心,测放出墩的纵、横轴线,在不受影响的地点埋设轴线控制桩。基桩精度要求:X方向误差≤±80mm、Y方向误差≤±80mm、Z方向误差≤±10mm。然后根据施工图纸内的桩位布置图,按基桩及轴线计算出桩位坐标,用全站仪根据桩位坐标测设各桩桩位。
斜桩的地表面放样轴线位置并非设计桩顶处的轴线位置,根据地表面高程、桩顶埋置深度和桩轴线倾斜率来确定地表面放样桩轴线位置(见图2),放样轴线偏差不大于1cm。斜桩在打入过程中会发生向桩机前方少量位移的情况,施工过程中根据实测值对放线时的桩轴线位置作适当调整,一般向桩机方向调整10cm左右。
(4)PHC管桩运输
PHC管桩混凝土强度达到设计强度后方可运
图1 沉桩施工工艺流程
2.2 沉桩施工要点
(1)施工机具(表1)
(2)整理场地
输。吊装时采取两点捆绑法,吊点位置距离桩端
(见图3)。01207L处,绳与桩轴线水平夹角大于45°装卸时轻吊轻放,保持平稳,保护桩身。
10铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2004(1)
和并均匀地传递至桩顶,桩头与桩帽内必须安装垫
层(锤垫和桩垫)。桩帽与桩周围应有5～10mm的间隙,以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动,避免桩身产生超过许可的扭转应力。
本工程选用D62型和D80型桩锤的配套桩帽内都采用了压力箱式锤垫。垫层材料为纸板或麻布裹松木横纹板,压缩量不小于10φ,桩越长垫层材料的厚度越厚。在锤击沉桩的过程中,当垫层材料被压实或烧焦烧伤时应及时更换,使垫层材料始终保持良好的弹性,避免沉桩施工时产生锤击应力过
图2 斜桩定位
大而造成桩的开裂和破损。
④沉桩
桩基础为多排桩,打桩分先后排进行,完成一排后再打另一排,每排桩由中间向两端进行。
管桩在导向杆上不应钳制过死,更不允许施打时导向杆发生位移或转动,使桩身产生超过许可的拉力或扭距。在桩机的正前方和侧面成十字方向各架设1台经纬仪,检查桩在正交方向垂直度或倾斜度是否符合设计要求,若符合要求则放松桩锤主吊绳,靠桩锤和桩的自重入土,入土3～4m再次复核桩位,检查桩锤的中心线与桩的中心线是否一致,桩的垂直度或倾斜度是否符合规定,无误后再继续施打。若桩位偏差超过规定要求时,须拔出此桩并填实桩洞,先打其它桩之后再打此桩。
打斜桩必须确保桩机横向水平,以保证导杆后仰过程中桩轴线不致发生横向偏侈。就位时在桩机正前方和侧面成十字方向各架1台经纬仪,桩在两个正交方向均垂直并后仰导杆将桩尖插入土体60cm后,以桩机上倾斜角指示标记控制仰角,然后再以经纬仪和钢尺校正仰角。特别要指出桩尖插入土体时的中心位置并非放样桩排轴线位置,而必须根据插入深度和倾斜率计算前移或后移距离,以使导杆倾斜对位后桩在土面放样高程处的中心位置与放样桩中心位置一致。
沉桩开始时,桩锤先不供燃料或少供燃料,减少锤击能量,以后视入土深度逐渐加大冲击动能,直至桩的入土深度和贯入度符合设计要求为止。
沉桩要连续施工,中途不得人为停锤,确需停锤时要尽量缩短停锤时间。
⑤接桩
本工程每根桩由3～4节拼接而成,配桩时相邻桩的接头不能处于同一平面,应将接头高程位置错
11
图3 预制桩吊点布置
运输用平板拖车,在车上堆放不超过2层,车厢
板上设置枕木垫层,支点位置为距桩端01207L处,并垫楔形塞木,防止滚动。
(5)沉桩施工①桩机就位
铺设路基板,打桩机移动至路基板上,安装桩架和导向设备,用2台经纬仪对打桩机进行垂直度调整(斜桩要调整好倾斜度),使导向杆垂直或保持相应的倾斜度,并在打桩过程中经常校核检查,随时保持导向杆的垂直度或设计角度。
②喂插桩
打桩机就位后,并测量200kN履带式起重机与桩位的距离,用履带式起重机配合进行喂插桩。履带式起重机将每节管桩用二点法平吊至离桩机导杆6m范围内,再由桩机副吊绳起吊,吊点在离端头01293L处,另一端头处由起重机辅助起吊,协助将桩头套入桩帽内,以防止桩摆动碰撞。然后放松主副吊绳,将桩帽和桩节徐徐放下,进行插桩对位。插桩时应严格控制桩位与竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度,以满足规范要求。
③安设垫材
为了确保桩锤、桩头受力均匀,使桩锤冲击力缓
铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2004(1)
开不小于1m。接桩采用端板焊接法。
焊接前应先确认管节是否合格,端板是否合格,端板坡口上的浮锈及污物应清除干净。若平整度偏差大于2mm,应对端面修正处理,上下桩节之间如有间隙应用钢板填实焊牢。
就地接桩宜在下节桩顶露出地面以上至少1m时进行,并要求两节桩的中轴线重合。对位时先在入土桩的两侧钢箍上焊接75号定位角钢,然后将上节桩对准,使上下桩节的纵轴线重合。上下桩节的中心偏差不得大于2mm。确认桩端板密贴和桩轴线对准后,才能开始焊接。拼接处坡口槽分3层对称环缝焊接,第一层用
正确掌握焊接电流和施焊速度,每层焊接厚度均匀,每层焊缝应清除焊渣后方能再焊次一层,以防出现夹渣或气孔等缺陷,每层焊完收条部位与上下层的收条部位相互错开,坡口槽必须焊满,电焊厚度宜高出坡口1mm。焊接完毕经外观质量检查和超声波检测合格后方可继续进行沉桩。
⑥送桩
设计桩顶埋入地面以下时,要用送桩器把桩打入设计高程。送桩器刚度与安全性要满足要求,为了能反复使用,送桩器顶底面要平整,避免与桩锤或桩偏心接触。
送桩时桩锤、送桩器和桩应在同一直线上。桩顶与送桩器之间必须设置与桩帽内桩垫同样的垫层材料,避免造成桩的开裂和破损。送桩器上作打入地面深度的标记,当标记接近地面时用水准仪测量控制。
台底面以上桩长大于0111～110m时应将桩身保留,在桩顶加2层2100mm×2100mm
当沉桩达到设计高程而每击贯入度大于30mm时,要增加桩长,以达到最后贯入度为准。当沉桩达到设计高程时,最后500mm平均贯入度在15～30mm/击范围内,可根据具体情况处理,如降低贯入度要求。
(2)在黏土中沉桩时会引起土体隆起和侧向位移,对邻近的建筑物有影响,可采取以下措施:①沿距建筑物4～5m、桩位7～8m处设一排泄压孔,孔径25～30cm,孔距2m,孔深约为桩入土深度的1/3～1/4。②打桩方向从西向东,从北向南,即先沉靠近建筑物一侧的桩,再沉离建筑物远的桩。③沉桩过程中加强监测,沉桩1d不超过6根桩。
4 沉桩注意的问题
(1)做好试桩工作,通过试桩确定合理的施工方
法和机具设备,确定桩的入土深度,核实最终贯入度是否符合要求,验证锤击动力公式在该工点的准确程度,确定沉桩桩尖型式和正确的接桩方法,确定施工时停止沉桩的控制标准等。
(2)锤击时宜重锤轻击。锤重落距低可以延长撞击接触时间,从而降低锤的冲击力,避免损坏桩头,而且比轻锤高速冲击效率高。
(3)当桩穿过软土层后突然进入硬土层,或穿过硬土层后突然进入软土层,沉桩应力会发生变化,前者会产生大的压应力,后者会产生拉应力,须注意观察,严格操作,防止打坏桩。
(4)锤击时严格控制桩的垂直度,桩身不垂直除了会使桩顶产生集中应力外,桩身还要受到压弯联合作用,应特别注意。
3 沉桩中几个问题的处理
(1)桩的入土深度和贯入度都符合设计要求有
困难时,沉桩以设计桩尖高程控制为主,当沉桩达到设计高程时最后500mm平均贯入度要求:桩长50m为3～6mm/击。
5 质量控制标准
基桩倾斜度误差控制如下:垂直桩倾斜度≤1%,且不得同向倾斜。
斜桩的斜度控制在814∶1～7∶1范围内。
接桩焊接焊缝质量按二级标准进行检验控制,除进行外观检查外,用超声波对5%的接缝进行抽检,并根据质量情况调整抽检百分率。
桩身质量采用低应变动测检验,主要检测接头质量,检测数量100%。
当沉桩未达到设计高程、承台以上桩身较长或最后500mm平均贯入度小于2mm/击时,停止沉桩并作以下处理:当承台底面以上桩长大于1m时,应将1m以上桩身用混凝土切割机切除,在桩顶加2层2100mm×2100mm
铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2004(1)
・桥 梁・
润扬长江公路大桥南汊
悬索桥塔墩的设计特色
王立新 周 欣 华 新
(江苏省交通规划设计院 南京 210005)
摘 要 介绍润扬长江公路大桥南汊悬索桥南、北塔基础和塔身设计特色。南汊悬索桥塔柱采用双向变壁厚方案,更好地符合桥塔的受力特点;塔顶施工期间,采用钢托架取代塔顶牛腿方案,美化桥塔设计;应用纤维网增强混凝土(FRC),提高塔身的抗船撞能力。
关键词 公路桥 悬索桥 塔墩 设计
1 工程概况
润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”的
公路主骨架和跨长江通道的重要组成部分,工程全长23156km,由北接线、北汊斜拉桥、世业洲高架桥、南汊悬索桥、南接线5个部分组成,按双向6车道高速公路标准设计。其中南汊悬索桥为主跨1490m、边跨470m的单孔双铰钢箱梁悬索桥,北汊斜拉桥采用(176m+406m+176m)的三跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥。建设工期5年,于2000年9月开工,计划2005年10月建成通车。目前南汊悬索桥塔墩施工已完成。
本文就南汊悬索桥南、北塔基础和塔身设计特色作一介绍。
地段,少设深水基础,并有利于通航、减小船舶撞击影响和方便施工。
润扬长江公路大桥位于长江镇扬河段世业洲汊道尾端,桥址江段被世业洲分隔成南北两汊,其中南汊为长江的主流,主要通行海轮和船队,北汊是支流。世业洲长约13km,呈东西走向,桥位南汊处为微弯河段,深泓偏南岸,为不对称的偏V字形河道,南岸微冲,北岸微淤;北汊桥位处为顺直河段,两岸呈微冲。桥位处南北汊两岸均有人工大堤,南汊南岸有两道大堤,江边大堤堤顶高程8105m,岸上达标大堤顶高程913m,北岸及世业洲上大堤堤顶高程913m。南、北汊常水位水面宽度分别为1530m和705m。设计最高通航水位7134m,设计最低通航水位-0143m。
根据河势报告和水利部门的意见,结合桥位处的自然条件,经过技术经济比较,南汊主桥确定采用一跨过江主跨1490m、边跨470m的悬索桥方案。南塔位于镇江侧岸上,介于江边大堤与达标大堤之间,距江边100m,距江边大堤68m;北塔位于世业洲南侧浅水区,距江边大堤215m,对河势及航运基本没有影响,船舶撞击力小。
Ⅰ类桩,通过单桩竖向静载荷试验及单桩水平静荷载试验得到的结论是:PHC管桩的单桩竖向承载力大于1600kN(设计承载力),单桩水平承载力大于112kN(设计承载力)。
2 塔位选择
悬索桥塔墩位置的选择,不仅是基础设计问题,也是桥梁总体设计的一项重要内容,应根据桥址区的地形、地貌、河势、水文、地质以及航运等条件综合考虑,尽量降低对河势和防洪的影响,避开不良地质
收稿日期:20030613
6 结束语
我们选用合理的机具设备,实施科学的施工工艺,优质快速地完成了6000多根PHC管桩的施工任务,质量检测均满足设计要求,低应变检测结果为
铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2004(1)
13
RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY
No.1,2004AbstractsandKeywords
Thedevelopmentofrailtransportationandtheapplicationofhightechnology
QianQingquan,HeZhengyou
Abstract Manydevelopedcountriesintheworldhaveadoptedhightechnologytorebuildandimprovetherailtransportationin2dustryactively.Ithasincreasedthesecurityandautomationde2greeofrailtransportationgreatly.Since“theninthfive2year2plan”,thevelocityandqualityofrailtransportationinfrastructureconstructionareimprovedquicklybyapplyinghightechnologyinChina.However,therestillhavemuchdifferencebetweenchinaandthedevelopedcountriesinthedevelopmentofrailtransporta2tion.Thispapersystematicallyresearchestheapplicationofhightechnologyinrailtransportationsuchasrailway,metro,lightrailway,railwaynearbysuburb,maglevrailwayetc.andalsore2searchesthedevelopmentroadtohightechnologyindustrializationintransportationfield,onthebasisofviewingthecurrentdevel2opmentconditionandthetrendofrailtransportationintheworldandanalyzingthedevelopmentstatusandtrendofrailtransporta2tioninourcountry.
Keywords railtransportation,hightechnology,industrializa2tion,application
SinkingtechnologyforprestressedhighstrengthtubularpileforviaductfoundationHaoJunmingAbstract Anintroductionisgiventosinkingtechnologyforlargediameterprestressedhighstrengthtubularpile,andissuesforconsiderationduringsinkingandtreatmentofproblemsencoun2tered.
Keywords viaduct,bridgefoundation,sinkingoftubularpile,construction
DesignofthepylonforZhenjiang2YangzhouYangtzeRiverHighwayBridge
WangLixin,ZhouXin,HuaXin
Abstract Anintroductionisgiventodesigncharacteristicsofpylonfoundationandpylonbodyofthesouthtributarysuspensionbridge.Two\|wayvariablethicknessdesignwasadoptedforthepylonshaftforbetterforcebearingperformance.Duringcon2structionofpylontop,steelbracketwasusedinsteadofcorbelonthetopforbetterappearance.Fiberreinforcedconcrete(FRC)wasusedtoimprovethecollision2resistantcapacity.Keywords highwaybridge,suspensionbridge,pylon,designConstructionandqualitycontrolofboredpileforHongKongWestRailway
HaoGuilin,WangXiaoshan,MoXuntao,ZhuNanhaiAbstract Adetaileddescriptionisgivenoftheconstructionpro2
cessofcast2in2situboredpile,pointsforconsiderationduringcon2
struction,andqualitytestandcontrolmethods.Ananalysiswasmadeoftypesandcausesforpiledefectsandcorrespondingcon2trolmeasures.
Keywords HongKongWestRailway,cast2in2situboredpile,construction,test
ConstructiontechnologyoffloatingslabtrackforHongKongWestRailway
HaoGuilin,ZhengZhong,YuHongzhong,MoXuntao,YanGuoruiAbstract AnintroductionisgiventonoiseabatementsystemforHongKongWestRailwayLineandtheLocomotives,andalsothestructureoffloatingslabtrack,itsconstructiontechnology,andkeytechnicalpointsforconstruction,etc.
Keywords HongKongWestRailway,track,floatingslabtrack,construction
JetflowgalleryventilationtechnologyforBantaoTunnelWenDezhi,MengQingmingAbstract AnintroductionisgiventojetflowgalleryventilationtechnologyanditsapplicationtoBantaoTunnel.Thistechnologyisabreakthroughcomparedwithconventionalgalleryventilationtechnology.Keywords railwaytunnel,jetflowgalleryventilation,construc2tion
SoilnailwalltechnologyforsoftsoilslopesupportinginNanjingMetro
HuangQinghua,YeZusheng,DuMin,GongHongxiang
Abstract SoilNailsupportingtechnologyhasbeenwidelyusedinundergroundworksinChina.However,itisrarelyusedinsoftsoilfoundationpitover9mdeep.Anintroductionisgiventosoilnailinginsiltyclayandtreatmentmeasuresincaseofemergency,andadvantagesanddisadvantagesofthistechnology.Keywords metrostation,softsoilsideslope,compositesoilnailwall,construction
MeasuresforcontrollingcracksonsurfaceofmassconcreteZhaoRu,ZhangWenxue,ZhaoManAbstract Ananalysiswasmadeofcausesfortemperaturecracksonsurfaceofmassconcrete,andeffectivecountermeasureswereraisedtopreventthosecracksfromoccurring.Keywords massconcrete,crackprevention,construction
・桥 梁・
高架桥基础预应力高强度管桩沉桩技术
郝俊明
(中铁十六局集团有限公司 北京 100018)
摘 要 介绍大直径预应力高强度管桩的沉桩技术,以及沉桩过程中的注意事项和问题处理。
关键词 高架桥 桥基础 管桩沉桩 施工
1 工程概况
预应力高强度管桩(简称PHC管桩)因其能够
按国家标准大批量工厂制作,桩身强度、质量都能得到保证,具有结构合理、承载力较高,易施工等优点,
收稿日期:20030317
近年来在各种重大基础工程中得到广泛应用。
上海磁悬浮快速列车示范线(起点是上海地铁2号线龙阳路车站南侧,终点是浦东国际机场)全长30km,整个线路呈“∽”型,设计时速为430km,是世界第一条商业运营线。上海磁悬浮采用高架桥作为其结构形式,桥墩基础全部为桩基础,其中除少量为钻孔灌注桩外,大部分是
一个时期的施工组织,代表着一个阶段企业的科技水平,随着科技攻关和科技进步,累积到一定的程度会引起施工组织的变化,将科技成果组合起来,经过技术合成,会引发施工组织的创新。在一定模式下的施工组织、工艺流程或工程顺序中,也会发现存在的问题,或需要提高效益,或需要提高质量,或需要减轻劳动强度,或需要进一步确保安全等,由此引出一系列急需解决的技术问题,成为科技攻关课题的源泉。经过科技攻关,形成科技成果,逐个解决了技术问题,推进了技术进步。所以,科技有创新,施工组织才有创新。
5 重视施工组织的研究
编制施工组织,要涉及到工艺流程、技术措施和施工工艺、资源配置,所以,最能发现问题,我们要进行科技攻关选题,必须从研究施工工艺流程开始,寻找需要解决的问题。如DJK140架桥机,就是科技人员开动脑筋,为做到墩上不移梁,使架梁、移梁不安全因素降低到零,提高可靠性、安全性,减少施工干扰,加快进度的情况下研制成功的。又把吨位从110t提高到140t,可以架设带碴的梁,架梁到位后,不必人工上碴而占用时间,减少了干扰,加快了进度。
要重视施工组织的研究,简化工艺流程,保留可靠的技术,去掉不合理的环节,寻找科技攻关的课题,研究其创新的可能性及经济性。施工企业技术中心的开发工作应从研究施工流程和施工组织入手,研究新技术、新材料、新工艺、新设备,加快进度,提高质量,确保安全,减轻劳动强度和取得最大经济效益,为企业的进一步发展服务。
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4 施工组织的编制
施工组织的编制方法,按工期分有时间正顺序编排法、倒计时编排法、时间分段分配编排法;按工艺流程分,有关键路线法、平行作业法(也称流水作业法)、大工序单作法(如掘进完了衬砌,衬砌完了施
)、作整体道床,……循环周期法、技术集成法、多元分解法。
在施工组织编制中,在对技术措施和质量措施的运用上,多数选用先进工法中的成熟的成果,是最可靠的、安全的和易于人们掌握的。但也应该有创
铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2004(1)
・桥 梁・
1标段长10km,PHC管桩数量为6233根,总长227520m,管桩长度30～60m。85144m深度范围
序号
123456789
表1 施工机械设备
名称打桩机打桩锤履带式起重机平板运输车挖掘机经纬仪水准仪全站仪电焊机
规格、型号
DH558DJU72AD62-22、D80-23
200kN50tCAT320J6
数量
2台16台18个18辆18辆6台16台20台10台40台
内的地基土均为第四纪河口～滨海相、滨海～滨海相及滨海～沼泽相沉积层,主要由饱和的黏性土、粉性土及砂性土组成,一般是水平层理。按其成因类型、土层结构的土性特征,可划分为九大层和十三个亚层。因受古河道切割影响,沿线均缺失第⑥层暗绿色粉质黏土层。下部土层分布变化较大,第③层及第⑤层分别存在透镜体。
2 PHC管桩沉桩施工
2.1 沉桩工艺流程(见图1
)
苏S2
SET2110BX1
400F2
清除现场妨碍施工的高空、地面和地下障碍物,确保施工设备的安全作业空间以及避免地下管线遭
到破坏。
沉桩施工前用挖掘机将整个作业区的场地整平,以保证桩机作业时的垂直与稳定。作业区的地基承载力要求达到150kPa,并铺设路基箱板,以提高地基承载力,满足打桩机的走行要求,避免桩机作业时不均匀沉降而倾斜。
(3)桩位放样定位
基桩放样用SET2110型全站仪按极坐标法根据各墩位的计算资料,由平面控制网测放中心,复核无误后,置镜于墩中心,测放出墩的纵、横轴线,在不受影响的地点埋设轴线控制桩。基桩精度要求:X方向误差≤±80mm、Y方向误差≤±80mm、Z方向误差≤±10mm。然后根据施工图纸内的桩位布置图,按基桩及轴线计算出桩位坐标,用全站仪根据桩位坐标测设各桩桩位。
斜桩的地表面放样轴线位置并非设计桩顶处的轴线位置,根据地表面高程、桩顶埋置深度和桩轴线倾斜率来确定地表面放样桩轴线位置(见图2),放样轴线偏差不大于1cm。斜桩在打入过程中会发生向桩机前方少量位移的情况,施工过程中根据实测值对放线时的桩轴线位置作适当调整,一般向桩机方向调整10cm左右。
(4)PHC管桩运输
PHC管桩混凝土强度达到设计强度后方可运
图1 沉桩施工工艺流程
2.2 沉桩施工要点
(1)施工机具(表1)
(2)整理场地
输。吊装时采取两点捆绑法,吊点位置距离桩端
(见图3)。01207L处,绳与桩轴线水平夹角大于45°装卸时轻吊轻放,保持平稳,保护桩身。
10铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2004(1)
和并均匀地传递至桩顶,桩头与桩帽内必须安装垫
层(锤垫和桩垫)。桩帽与桩周围应有5～10mm的间隙,以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动,避免桩身产生超过许可的扭转应力。
本工程选用D62型和D80型桩锤的配套桩帽内都采用了压力箱式锤垫。垫层材料为纸板或麻布裹松木横纹板,压缩量不小于10φ,桩越长垫层材料的厚度越厚。在锤击沉桩的过程中,当垫层材料被压实或烧焦烧伤时应及时更换,使垫层材料始终保持良好的弹性,避免沉桩施工时产生锤击应力过
图2 斜桩定位
大而造成桩的开裂和破损。
④沉桩
桩基础为多排桩,打桩分先后排进行,完成一排后再打另一排,每排桩由中间向两端进行。
管桩在导向杆上不应钳制过死,更不允许施打时导向杆发生位移或转动,使桩身产生超过许可的拉力或扭距。在桩机的正前方和侧面成十字方向各架设1台经纬仪,检查桩在正交方向垂直度或倾斜度是否符合设计要求,若符合要求则放松桩锤主吊绳,靠桩锤和桩的自重入土,入土3～4m再次复核桩位,检查桩锤的中心线与桩的中心线是否一致,桩的垂直度或倾斜度是否符合规定,无误后再继续施打。若桩位偏差超过规定要求时,须拔出此桩并填实桩洞,先打其它桩之后再打此桩。
打斜桩必须确保桩机横向水平,以保证导杆后仰过程中桩轴线不致发生横向偏侈。就位时在桩机正前方和侧面成十字方向各架1台经纬仪,桩在两个正交方向均垂直并后仰导杆将桩尖插入土体60cm后,以桩机上倾斜角指示标记控制仰角,然后再以经纬仪和钢尺校正仰角。特别要指出桩尖插入土体时的中心位置并非放样桩排轴线位置,而必须根据插入深度和倾斜率计算前移或后移距离,以使导杆倾斜对位后桩在土面放样高程处的中心位置与放样桩中心位置一致。
沉桩开始时,桩锤先不供燃料或少供燃料,减少锤击能量,以后视入土深度逐渐加大冲击动能,直至桩的入土深度和贯入度符合设计要求为止。
沉桩要连续施工,中途不得人为停锤,确需停锤时要尽量缩短停锤时间。
⑤接桩
本工程每根桩由3～4节拼接而成,配桩时相邻桩的接头不能处于同一平面,应将接头高程位置错
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图3 预制桩吊点布置
运输用平板拖车,在车上堆放不超过2层,车厢
板上设置枕木垫层,支点位置为距桩端01207L处,并垫楔形塞木,防止滚动。
(5)沉桩施工①桩机就位
铺设路基板,打桩机移动至路基板上,安装桩架和导向设备,用2台经纬仪对打桩机进行垂直度调整(斜桩要调整好倾斜度),使导向杆垂直或保持相应的倾斜度,并在打桩过程中经常校核检查,随时保持导向杆的垂直度或设计角度。
②喂插桩
打桩机就位后,并测量200kN履带式起重机与桩位的距离,用履带式起重机配合进行喂插桩。履带式起重机将每节管桩用二点法平吊至离桩机导杆6m范围内,再由桩机副吊绳起吊,吊点在离端头01293L处,另一端头处由起重机辅助起吊,协助将桩头套入桩帽内,以防止桩摆动碰撞。然后放松主副吊绳,将桩帽和桩节徐徐放下,进行插桩对位。插桩时应严格控制桩位与竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度,以满足规范要求。
③安设垫材
为了确保桩锤、桩头受力均匀,使桩锤冲击力缓
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开不小于1m。接桩采用端板焊接法。
焊接前应先确认管节是否合格,端板是否合格,端板坡口上的浮锈及污物应清除干净。若平整度偏差大于2mm,应对端面修正处理,上下桩节之间如有间隙应用钢板填实焊牢。
就地接桩宜在下节桩顶露出地面以上至少1m时进行,并要求两节桩的中轴线重合。对位时先在入土桩的两侧钢箍上焊接75号定位角钢,然后将上节桩对准,使上下桩节的纵轴线重合。上下桩节的中心偏差不得大于2mm。确认桩端板密贴和桩轴线对准后,才能开始焊接。拼接处坡口槽分3层对称环缝焊接,第一层用
正确掌握焊接电流和施焊速度,每层焊接厚度均匀,每层焊缝应清除焊渣后方能再焊次一层,以防出现夹渣或气孔等缺陷,每层焊完收条部位与上下层的收条部位相互错开,坡口槽必须焊满,电焊厚度宜高出坡口1mm。焊接完毕经外观质量检查和超声波检测合格后方可继续进行沉桩。
⑥送桩
设计桩顶埋入地面以下时,要用送桩器把桩打入设计高程。送桩器刚度与安全性要满足要求,为了能反复使用,送桩器顶底面要平整,避免与桩锤或桩偏心接触。
送桩时桩锤、送桩器和桩应在同一直线上。桩顶与送桩器之间必须设置与桩帽内桩垫同样的垫层材料,避免造成桩的开裂和破损。送桩器上作打入地面深度的标记,当标记接近地面时用水准仪测量控制。
台底面以上桩长大于0111～110m时应将桩身保留,在桩顶加2层2100mm×2100mm
当沉桩达到设计高程而每击贯入度大于30mm时,要增加桩长,以达到最后贯入度为准。当沉桩达到设计高程时,最后500mm平均贯入度在15～30mm/击范围内,可根据具体情况处理,如降低贯入度要求。
(2)在黏土中沉桩时会引起土体隆起和侧向位移,对邻近的建筑物有影响,可采取以下措施:①沿距建筑物4～5m、桩位7～8m处设一排泄压孔,孔径25～30cm,孔距2m,孔深约为桩入土深度的1/3～1/4。②打桩方向从西向东,从北向南,即先沉靠近建筑物一侧的桩,再沉离建筑物远的桩。③沉桩过程中加强监测,沉桩1d不超过6根桩。
4 沉桩注意的问题
(1)做好试桩工作,通过试桩确定合理的施工方
法和机具设备,确定桩的入土深度,核实最终贯入度是否符合要求,验证锤击动力公式在该工点的准确程度,确定沉桩桩尖型式和正确的接桩方法,确定施工时停止沉桩的控制标准等。
(2)锤击时宜重锤轻击。锤重落距低可以延长撞击接触时间,从而降低锤的冲击力,避免损坏桩头,而且比轻锤高速冲击效率高。
(3)当桩穿过软土层后突然进入硬土层,或穿过硬土层后突然进入软土层,沉桩应力会发生变化,前者会产生大的压应力,后者会产生拉应力,须注意观察,严格操作,防止打坏桩。
(4)锤击时严格控制桩的垂直度,桩身不垂直除了会使桩顶产生集中应力外,桩身还要受到压弯联合作用,应特别注意。
3 沉桩中几个问题的处理
(1)桩的入土深度和贯入度都符合设计要求有
困难时,沉桩以设计桩尖高程控制为主,当沉桩达到设计高程时最后500mm平均贯入度要求:桩长50m为3～6mm/击。
5 质量控制标准
基桩倾斜度误差控制如下:垂直桩倾斜度≤1%,且不得同向倾斜。
斜桩的斜度控制在814∶1～7∶1范围内。
接桩焊接焊缝质量按二级标准进行检验控制,除进行外观检查外,用超声波对5%的接缝进行抽检,并根据质量情况调整抽检百分率。
桩身质量采用低应变动测检验,主要检测接头质量,检测数量100%。
当沉桩未达到设计高程、承台以上桩身较长或最后500mm平均贯入度小于2mm/击时,停止沉桩并作以下处理:当承台底面以上桩长大于1m时,应将1m以上桩身用混凝土切割机切除,在桩顶加2层2100mm×2100mm
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・桥 梁・
润扬长江公路大桥南汊
悬索桥塔墩的设计特色
王立新 周 欣 华 新
(江苏省交通规划设计院 南京 210005)
摘 要 介绍润扬长江公路大桥南汊悬索桥南、北塔基础和塔身设计特色。南汊悬索桥塔柱采用双向变壁厚方案,更好地符合桥塔的受力特点;塔顶施工期间,采用钢托架取代塔顶牛腿方案,美化桥塔设计;应用纤维网增强混凝土(FRC),提高塔身的抗船撞能力。
关键词 公路桥 悬索桥 塔墩 设计
1 工程概况
润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”的
公路主骨架和跨长江通道的重要组成部分,工程全长23156km,由北接线、北汊斜拉桥、世业洲高架桥、南汊悬索桥、南接线5个部分组成,按双向6车道高速公路标准设计。其中南汊悬索桥为主跨1490m、边跨470m的单孔双铰钢箱梁悬索桥,北汊斜拉桥采用(176m+406m+176m)的三跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥。建设工期5年,于2000年9月开工,计划2005年10月建成通车。目前南汊悬索桥塔墩施工已完成。
本文就南汊悬索桥南、北塔基础和塔身设计特色作一介绍。
地段,少设深水基础,并有利于通航、减小船舶撞击影响和方便施工。
润扬长江公路大桥位于长江镇扬河段世业洲汊道尾端,桥址江段被世业洲分隔成南北两汊,其中南汊为长江的主流,主要通行海轮和船队,北汊是支流。世业洲长约13km,呈东西走向,桥位南汊处为微弯河段,深泓偏南岸,为不对称的偏V字形河道,南岸微冲,北岸微淤;北汊桥位处为顺直河段,两岸呈微冲。桥位处南北汊两岸均有人工大堤,南汊南岸有两道大堤,江边大堤堤顶高程8105m,岸上达标大堤顶高程913m,北岸及世业洲上大堤堤顶高程913m。南、北汊常水位水面宽度分别为1530m和705m。设计最高通航水位7134m,设计最低通航水位-0143m。
根据河势报告和水利部门的意见,结合桥位处的自然条件,经过技术经济比较,南汊主桥确定采用一跨过江主跨1490m、边跨470m的悬索桥方案。南塔位于镇江侧岸上,介于江边大堤与达标大堤之间,距江边100m,距江边大堤68m;北塔位于世业洲南侧浅水区,距江边大堤215m,对河势及航运基本没有影响,船舶撞击力小。
Ⅰ类桩,通过单桩竖向静载荷试验及单桩水平静荷载试验得到的结论是:PHC管桩的单桩竖向承载力大于1600kN(设计承载力),单桩水平承载力大于112kN(设计承载力)。
2 塔位选择
悬索桥塔墩位置的选择,不仅是基础设计问题,也是桥梁总体设计的一项重要内容,应根据桥址区的地形、地貌、河势、水文、地质以及航运等条件综合考虑,尽量降低对河势和防洪的影响,避开不良地质
收稿日期:20030613
6 结束语
我们选用合理的机具设备,实施科学的施工工艺,优质快速地完成了6000多根PHC管桩的施工任务,质量检测均满足设计要求,低应变检测结果为
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RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY
No.1,2004AbstractsandKeywords
Thedevelopmentofrailtransportationandtheapplicationofhightechnology
QianQingquan,HeZhengyou
Abstract Manydevelopedcountriesintheworldhaveadoptedhightechnologytorebuildandimprovetherailtransportationin2dustryactively.Ithasincreasedthesecurityandautomationde2greeofrailtransportationgreatly.Since“theninthfive2year2plan”,thevelocityandqualityofrailtransportationinfrastructureconstructionareimprovedquicklybyapplyinghightechnologyinChina.However,therestillhavemuchdifferencebetweenchinaandthedevelopedcountriesinthedevelopmentofrailtransporta2tion.Thispapersystematicallyresearchestheapplicationofhightechnologyinrailtransportationsuchasrailway,metro,lightrailway,railwaynearbysuburb,maglevrailwayetc.andalsore2searchesthedevelopmentroadtohightechnologyindustrializationintransportationfield,onthebasisofviewingthecurrentdevel2opmentconditionandthetrendofrailtransportationintheworldandanalyzingthedevelopmentstatusandtrendofrailtransporta2tioninourcountry.
Keywords railtransportation,hightechnology,industrializa2tion,application
SinkingtechnologyforprestressedhighstrengthtubularpileforviaductfoundationHaoJunmingAbstract Anintroductionisgiventosinkingtechnologyforlargediameterprestressedhighstrengthtubularpile,andissuesforconsiderationduringsinkingandtreatmentofproblemsencoun2tered.
Keywords viaduct,bridgefoundation,sinkingoftubularpile,construction
DesignofthepylonforZhenjiang2YangzhouYangtzeRiverHighwayBridge
WangLixin,ZhouXin,HuaXin
Abstract Anintroductionisgiventodesigncharacteristicsofpylonfoundationandpylonbodyofthesouthtributarysuspensionbridge.Two\|wayvariablethicknessdesignwasadoptedforthepylonshaftforbetterforcebearingperformance.Duringcon2structionofpylontop,steelbracketwasusedinsteadofcorbelonthetopforbetterappearance.Fiberreinforcedconcrete(FRC)wasusedtoimprovethecollision2resistantcapacity.Keywords highwaybridge,suspensionbridge,pylon,designConstructionandqualitycontrolofboredpileforHongKongWestRailway
HaoGuilin,WangXiaoshan,MoXuntao,ZhuNanhaiAbstract Adetaileddescriptionisgivenoftheconstructionpro2
cessofcast2in2situboredpile,pointsforconsiderationduringcon2
struction,andqualitytestandcontrolmethods.Ananalysiswasmadeoftypesandcausesforpiledefectsandcorrespondingcon2trolmeasures.
Keywords HongKongWestRailway,cast2in2situboredpile,construction,test
ConstructiontechnologyoffloatingslabtrackforHongKongWestRailway
HaoGuilin,ZhengZhong,YuHongzhong,MoXuntao,YanGuoruiAbstract AnintroductionisgiventonoiseabatementsystemforHongKongWestRailwayLineandtheLocomotives,andalsothestructureoffloatingslabtrack,itsconstructiontechnology,andkeytechnicalpointsforconstruction,etc.
Keywords HongKongWestRailway,track,floatingslabtrack,construction
JetflowgalleryventilationtechnologyforBantaoTunnelWenDezhi,MengQingmingAbstract AnintroductionisgiventojetflowgalleryventilationtechnologyanditsapplicationtoBantaoTunnel.Thistechnologyisabreakthroughcomparedwithconventionalgalleryventilationtechnology.Keywords railwaytunnel,jetflowgalleryventilation,construc2tion
SoilnailwalltechnologyforsoftsoilslopesupportinginNanjingMetro
HuangQinghua,YeZusheng,DuMin,GongHongxiang
Abstract SoilNailsupportingtechnologyhasbeenwidelyusedinundergroundworksinChina.However,itisrarelyusedinsoftsoilfoundationpitover9mdeep.Anintroductionisgiventosoilnailinginsiltyclayandtreatmentmeasuresincaseofemergency,andadvantagesanddisadvantagesofthistechnology.Keywords metrostation,softsoilsideslope,compositesoilnailwall,construction
MeasuresforcontrollingcracksonsurfaceofmassconcreteZhaoRu,ZhangWenxue,ZhaoManAbstract Ananalysiswasmadeofcausesfortemperaturecracksonsurfaceofmassconcrete,andeffectivecountermeasureswereraisedtopreventthosecracksfromoccurring.Keywords massconcrete,crackprevention,construction