【学习目标】
桩柱式墩台施工流程主要包括施工准备、钢筋工程、模板工程、混凝土工程、拆模养生。其中钢筋工程主要包括下料、焊接、运输、安装;模板工程主要包括模板的类型和拼接工艺;混凝土工程主要要注意混凝土的运输、灌注工艺和浇筑要求;拆模养生要注意拆模的注意事项及规范中规定的拆模要求。
【任务要求】
本任务要求学生根据所学桩柱式墩台施工知识,能针对教师所提供的桩柱式墩台施工图纸,撰写一份桩柱式墩台的施工方案。
【任务指导】
桩柱式桥墩是桩式、双柱式、单柱式桥墩的统称。一般由基础上的承台、柱式墩身和盖梁组成。优点是能减轻墩身自重,节约圬工材料,美观,刚度和强度都较大,在有漂流物和流冰的河流中可以使用。桩式墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身,在桩顶浇筑盖梁。在墩位上的横向可以是一根或多根桩,设置一排桩时叫排桩墩。材料用量经济,施工简便,适合平原地区建桥使用。桩柱式桥墩多采用就地灌注钢筋混凝土建造,也有采用预制构件拼装,或将打入桩组成排架式墩的。
桩柱式桥墩按截面形式划分可以分为两类:方形截面桩和圆形空心桩。以下重点介绍圆形桩柱式桥墩施工的几种主要工序。墩台施工工艺流程如下:施工准备→钢筋工程→模板工程→混凝土工程→拆模养生,如图6-16所示。
1.钢筋工程
(1)下料 进场材料要通过抽样检测,确保钢筋的力学指标符合规范要求。原材料表面应无锈蚀、无裂纹、无污染。下料前,钢筋要进行调直,应该按施工图进行配筋,以减少接头数量,同一根钢筋应避免出现多个接头,同一截面接头数量不得超过50%。
图6-16 桩柱式墩台施工工艺流程图
(2)焊接 钢筋焊接前,必须根据施工条件进行试焊,经试验室检验合格后方可正式施焊,焊工必须持证上岗。钢筋采用搭接焊时,焊接前须将搭头弯折,以保证钢筋轴线一致,搭接长度≥5d(采用双面焊)。焊缝要饱满,表面平顺圆滑,无气孔,无夹渣,不伤筋,不咬筋,焊缝隙的长度、宽度和厚度均要符合规范要求,并将焊渣清除干净。
焊接完成后,质检工程师须逐一检查,剔除不合格构件,对有缺陷的构件立即进行处理,并且做好检查记录,整理好资料。制作好的钢筋分类集中堆放,并加覆盖,防止生锈和污染。图6-17为检测现场。
图6-17 钢筋骨架检测
(3)运输 钢筋在钢筋加工厂加工成型,经检查合格后运往施工现场进行安装,在往现场运输的过程中,防止制作好的钢筋构件弯曲变形,到达现场后分类堆放,防止混淆。
(4)安装 安装时,钢筋骨架的位置、间距要准确无误,插入下层混凝土中的深度应与设计一致。绑扎、焊接要牢固,对于主筋之间的焊接,要对交叉处的四个点进行施焊,主筋与螺旋筋用铁丝绑扎牢固,必要时可用点焊焊牢(图6-18)。施工过程中,要确保预埋件的位置和数量准确无误。
图6-18 钢筋绑扎、焊接
钢筋制作、绑扎、加工必须满足规范要求,详见表6-7。
表6-7 钢筋加工允许偏差 (单位:mm)
2.模板工程
常用的墩台模板类型可以分为4种形式:拼装式模板、整体吊装模板、组合型钢模板、滑动钢模板。对于柱式桥墩台,采用定型圆钢模,每节2~4m,汽车起重机配合逐节拼装立模。高度小于15m的墩柱,一模到顶一次浇筑;高度大于15m的墩柱,分节拼装立模浇筑。先接长主筋,再吊装钢模,用螺栓连接,缆风绳定位固定,混凝土泵送入模,分层浇筑,机械振捣。
(1)模板采用定型钢模,竖向尺寸分为2~4m,并根据立柱高度连接成整体,如图6-19所示。
(2)定型钢模接缝处用砂轮磨平,钢模为整体,横向无接缝,立柱禁止横向接,应一次到顶。
(3)模板垂直稳定,用四根缆风绳对称固定,如图6-20所示。
图6-20 立柱模板支撑示意图
3.脚手架工程
(1)为了在混凝土浇捣过程中,更加有效、安全地进行施工,必须搭设稳定、牢固的操作平台,如图6-21所示。
图6-21 脚手架平面图、立面图(www.daowen.com)
(2)脚手架冲天管高出操作台1.5m左右,以便搭设护栏,防止出安全事故。
(3)操作平台面与柱顶高相同,平台用木板或胶合板搭设。
(4)脚手架立面必须搭设剪刀撑,做一个临时竹梯,以便操作人员上下用。
4.混凝土工程
墩台身混凝土施工前,应将基础顶面冲洗干净,凿除表面浮浆,整修连接钢筋。灌注混凝土时,应经常检查模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸,确保位置正确,不发生变形。混凝土施工中,应切实保证混凝土的配合比、水灰比和坍落度等技术性能指标满足规范要求。
(1)混凝土的运送 墩台混凝土的水平与垂直运输相互配合的方式。如混凝土数量大,浇筑振捣速度快时,可采用混凝土皮带运输机或混凝土输送泵。运输带速度应不大于1.0~1.2m/s,其最大倾斜角:当混凝土坍落度小于40mm时,向上传送为18°,向下传送为12°;当坍落度为40~80mm时,则分别为15°与10°。
(2)混凝土的灌注速度 为保证灌注质量,混凝土的配制、输送及灌注的速度不得小于:
v≥Sh/t (6-2)
式中 v——混凝土配料、输送及灌注的允许最小速度(m3/h);
S——灌注的面积(m2);
h——灌注层的厚度(m);
t——所用水泥的初凝时间(h)。
如混凝土的配制、输送及灌注需时较长,则应采用下式计算:
v≥Sh/(t-t0) (6-3)
式中 t0——混凝土配制、输送及灌注所消费的时间(h)。
(3)混凝土施工要求
①立柱混凝土为外露工程,其外观质量要求很高,故混凝土浇捣工作须严格要求。同时,脱模油利用清机油,立模时,严格检查其垂直度和平面位置,防止“跑模”现象。
②立柱与桩连接的地方,必须用水清洗干净,不得留有杂质。
③严格按照试验室提供配合比试验单进行配料,对试验单上规定的水泥标号、种类和粗、细骨料各项指标,均应实事求是检查和严格计量。
④尽量缩短已经搅拌好的混凝土的滞留时间。
⑤当混凝土倒入立柱模板内以后,H≥2m,必须用漏斗、串通倾倒混凝土,采用插入式振动器振实,振动棒先从立柱边开始振捣,但不得碰撞模板,必须离开模板10cm左右。然后再移向圆柱中心位置,插入要快,提出来要缓慢。
⑥当浇捣第二层混凝土时,按照第一层的振捣方法进行浇捣,只是振动棒必须插入下层混凝土10cm左右,但不得过深。振动棒插入的深度影响面为1.25L(L为振动棒头长)。
⑦混凝土浇捣完以后,待强度达到规定要求后,方可拆除模板。
墩台身钢筋的绑扎应和混凝土的灌注配合进行。在配置第一层垂直钢筋时,应有不同的长度,同一断面的钢筋接头应符合施工规范的规定,水平钢筋的接头,也应内外、上下互相错开。钢筋保护层的净厚度,应符合设计要求。如无设计要求时,则可取墩台身受力钢筋的净保护层不小于30mm,承台基础受力钢筋的净保护层不小于35mm。墩台身混凝土宜一次连续灌注。否则,应按桥涵施工规范的要求,处理好连接缝。墩台身混凝土未达到终凝前,不得泡水。混凝土墩台的位置及外形尺寸允许偏差见表6-4。图6-22所示为混凝土现浇法示意图。
图6-22 混凝土现浇法
5.混凝土养护
根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂以及混凝土性能的不同,采用不同的养护方案,各类混凝土结构的养护措施及养护时间应遵守《混凝土强度检验评定标准》规定。
当新浇结构物与流动水接触时,采取防水措施,保证混凝土在规定的养护期之内不受水的冲刷。
拆模后的混凝土应立即使用保温保湿的无纺土工布覆盖,外贴隔水塑料薄膜,使用自动喷水系统和喷雾器,不间断养护,避免形成干湿循环。养护时间不少于7d后,拆除养生毯,再用塑料薄膜紧密覆盖,保湿养护14d以上。
养护期间混凝土强度未达到规定强度之前,不得承受外荷载。
6.施工缝处理
混凝土构件应尽量一次浇筑完成,施工前必须做好停水、停电的应急准备,尽量避免由施工原因造成在混凝土浇筑过程中出现施工缝。当施工缝不可避免时,按规范要求进入混凝土施工缝处理程序。
施工缝处理应按公路工程桥涵施工规范等相关规定进行,当施工缝处于水平状态时,浇筑上层混凝土前应首先浇筑50~100mm厚的水泥砂浆,以提高接缝处混凝土的密实性。
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