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摘 要:本文以G40沪陕高速合肥至大顾店段改扩建工程05标装配化桩板式路基施工为依托,结合现场施工经验,从施工全过程对改扩建道路桩板式路基的施工技术进行了介绍,可为今后同类型改扩建道路的设计和施工提供一定的参考价值。
关键词:装配化;桩板式路基;施工技术
0 前言
目前我国公路建设事业正快速发展,高速公路改扩建工程也陆续成为公路工程建设的一大亮点。近年来地方区域经济的快速发展,高速公路逐渐存在交通流量增长迅速,服务水平下降明显,交通事故有所增加等问题,现有的双向4车道已不能适应交通量继续增长的需要,不得不进行拓宽改造。在现阶段国家土地资源相对缺乏的大环境下,传统的加宽旧路路基的方式虽然能利用原有路基,但存在建设周期长,质量差,增加用地成本与养护成本等问题。作为一种新型施工工艺,装配化桩板式路基能够有效解决传统筑路存在的成本高、质量差、工期长、养护频繁等问题,既满足高速公路改扩建道路施工需求,又能保证路基结构的整体稳定性与安全性。
1 工程概况
G40沪陕高速公路合肥至大顾店段改扩建工程桩板式路基位于里程K649+216.28~K650+055.433、K702+761.032~K703
+263.968、K731+262.954~K732+358.5左右幅加宽部分,共计四段,单幅全长1 993.09 m。桩板式路基设计6 m一跨,标准段7跨一联,标准联长42 m,联端设无缝伸缩缝,缝宽4 cm。
桩板式路基总宽8.75 m,分为预制及现浇两部分,预制部分宽度7.3 m,现浇部分1.45 m,预制板预留横向钢筋,与现浇部分连接成整体。预制板内侧边与原路基顶边缘以现浇或一体化枕梁进行连接,形成具有侧边连续铰限位的结构。桩板式路基下部横向设一排预制高强预应力管桩,设计管桩共两节,上一节为PRC管桩(PRC-I500C100),桩径φ500 mm,壁厚为100 mm,桩身混凝土强度不低于C80,设计桩长12 m~17 m;下一节为PHC(PHC-500-AB(100))管桩,桩身混凝土强度不低于C80,设计桩长9 m。
2 施工工序
2.1 施工工艺流程
桩板式路基施工流程为:施工准备→PHC/PRC预制管桩施工→老路肩挖除及老路床病害处理→桩板安装→附属施工。
2.2 施工准备
施工前应对管桩平面位置、预制件的尺寸与类型、桩板式路基结构与原有路基的连接、管桩与桩板式路基之间的连接部位进行仔细地校核,确保设计图纸与施工现场基本一致。施工前还应对运输便道进行修筑,并对管桩工作平台进行填筑,确保其压实度与平整度满足沉桩施工要求,且排水通畅。
2.3 PHC/PRC预制管桩施工
(1)施工方法。施工采用“锤击法”,打桩机的选择应满足施工要求,并具有足够的刚度、强度和稳定性;锤重可根据设计要求、岩土性质或根据试桩资料选择,采用90型柴油打桩机,配备10.5 t/8 t桩锤。
(2)管桩吊装定位。吊装前对桩位进行精确测量,并做好标识。管桩吊装宜采用两支点法,也可采用两头勾吊法,吊钩钩于管桩二端板处,绳索与桩身水平所交角应大于45度。管桩吊装至打桩机指定位置后,打桩机移动至标记桩位就位,并进行插桩,插桩初始深度一般情况在50 cm~100 cm
左右,并进行校核。校核管桩时,其垂直度偏差控制在±0.5%以内,桩锤、桩帽应与桩身在同一中心线上。
(3)管桩插打。管桩插打采取“重锤低打”法施工。在整个打桩过程中,桩锤、桩帽、桩身要保持在同一轴线上,必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整,不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时,检查落锤有无倾斜偏心,特别检查桩垫桩帽是否合适,并及时更换或补充软垫。每根桩连续一次打完,不中断,以免二次插打难以打入。
(4)接桩与焊接。管桩的连接采用二氧化碳保护焊,焊条应采用E4303,二氧化碳气体保护焊焊丝采用ER50-6。管桩焊接前应先将上下节桩端板表面清理干净,坡口处清除油污和铁锈,并刷至露出金属光泽。焊接时宜先在坡口周边对称点焊4-6点,焊接内层焊完后应将焊渣清理干净后,方可施焊外层。焊缝冷却时间不宜少于8 min,严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。
2.4 老路肩挖除及老路床病害处理
老路床开挖至垫层底面后须对病害进行夯实和灌浆处理,确保处理后的路床顶面综合回弹模量不小于80 MPa。
2.5 桩板与老路基的连接
老路基挖除与病害处理后,处理后的路基顶面上浇筑10 cm厚C20素混凝土不透水垫层,不透水垫层顶面应设置膜厚不小于1 mm乳化沥青防水层。不透水垫层上浇筑20 cm厚C20透水混凝土垫层,透水混凝土要求透水性不小于1 mm/s,以形成良好的横向路面层间水排水通道。
桩板与混凝土垫层之间采取C20混凝土垫块连接,横向浇筑C40混凝土搭板,现浇板横向与水泥稳定碎石间设1 cm伸缩缝,用高弹聚氨酯灌缝。高弹聚氨酯灌缝内侧铺设2 cm厚三维排水土工网。
2.6 桩板安装
桩板安装通常采用吊车安装(通过预留吊环),分联进行安装,先安装A板,并通过其预留孔与桩基端部连接在一起,预留孔采用C50灌缝料填充;完成两片邻近A板的安装后,通过在A板上架设起吊纵梁,将B板起吊固定,并完成B板与相邻A板的湿接缝;同理安装C板后,再通过架设起吊纵梁将C'板起吊固定,并完成湿接縫;待湿接缝强度达到90%,拆除纵梁,进行本联的附属结构施工,可同时进行下一联的梁板安装工作。
2.7 附属施工
桩板在完成一联的安装后,可进行附属工程施工。护栏等附属工程的施工工艺与桥梁工程附属工程施工工艺相同,唯有伸缩缝存在较大差异。桩板式路基区域标准联长为42 m,伸缩缝为无缝伸缩缝,采用高弹性混凝土作为填充料,既满足无缝填充,又可满足混凝土温度变形的需要。
3 施工控制要点
(1)桩板预制时,应注意预留临时吊环,并注意预埋桥面系、附属设施的预埋件。吊环应采用嵌入式设计,顶面不凸出于板的顶面,除不需要封填的预留孔外,其余预留孔均用 C40 微膨胀混凝土封填,所有施工预埋件施工完成后应予割除,恢复原状,并注意防锈和美观。
(2)打桩时,桩身垂直度允许偏差不得大于H/1 000,同时桩身中线平面位置与设计位置偏差不得超过15 mm。桩顶顶面必须保证平整,预留孔的水平位置偏差不大于15 mm,桩顶高程精度与设计位置偏差不得超过5 mm。
(3)接桩时下节桩的桩头,宜高出地面1.0 m~1.3 m,下节桩的桩头处设置导向箍,以便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直,中心线允许偏差为2 mm,接桩就位偏差时,不得用大锤横向敲打。
4 结语
作为近年来一种新型路基形式,桩板式路基通过在安徽省合安高速、合宁高速改扩建项目的首批应用,结合省内多批项目的实践推广,相比传统路基而言,其具有较大的刚度、较少的工后沉降以及较低的成本,并通过减少放坡宽度,大幅度减少了土地占用率。施工时通过装配化施工提高了施工效率,而且不需要对路基进行取回填与复垦,有效避免了施工污染和地方干扰。
参考文献:
[1]JTG/T 3650-2020,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]JTG F80/1-2017,公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程[S].
[3]GB 50204-2015,混凝土结构工程质量验收规范[S].
[4]JTG/T F30-2014,公路水泥混凝土路面施工技术细则[S].
[5]DB34/5005-2014,先张法预应力混凝土管桩基础技术规程[S].
关键词:装配化;桩板式路基;施工技术
0 前言
目前我国公路建设事业正快速发展,高速公路改扩建工程也陆续成为公路工程建设的一大亮点。近年来地方区域经济的快速发展,高速公路逐渐存在交通流量增长迅速,服务水平下降明显,交通事故有所增加等问题,现有的双向4车道已不能适应交通量继续增长的需要,不得不进行拓宽改造。在现阶段国家土地资源相对缺乏的大环境下,传统的加宽旧路路基的方式虽然能利用原有路基,但存在建设周期长,质量差,增加用地成本与养护成本等问题。作为一种新型施工工艺,装配化桩板式路基能够有效解决传统筑路存在的成本高、质量差、工期长、养护频繁等问题,既满足高速公路改扩建道路施工需求,又能保证路基结构的整体稳定性与安全性。
1 工程概况
G40沪陕高速公路合肥至大顾店段改扩建工程桩板式路基位于里程K649+216.28~K650+055.433、K702+761.032~K703
+263.968、K731+262.954~K732+358.5左右幅加宽部分,共计四段,单幅全长1 993.09 m。桩板式路基设计6 m一跨,标准段7跨一联,标准联长42 m,联端设无缝伸缩缝,缝宽4 cm。
桩板式路基总宽8.75 m,分为预制及现浇两部分,预制部分宽度7.3 m,现浇部分1.45 m,预制板预留横向钢筋,与现浇部分连接成整体。预制板内侧边与原路基顶边缘以现浇或一体化枕梁进行连接,形成具有侧边连续铰限位的结构。桩板式路基下部横向设一排预制高强预应力管桩,设计管桩共两节,上一节为PRC管桩(PRC-I500C100),桩径φ500 mm,壁厚为100 mm,桩身混凝土强度不低于C80,设计桩长12 m~17 m;下一节为PHC(PHC-500-AB(100))管桩,桩身混凝土强度不低于C80,设计桩长9 m。
2 施工工序
2.1 施工工艺流程
桩板式路基施工流程为:施工准备→PHC/PRC预制管桩施工→老路肩挖除及老路床病害处理→桩板安装→附属施工。
2.2 施工准备
施工前应对管桩平面位置、预制件的尺寸与类型、桩板式路基结构与原有路基的连接、管桩与桩板式路基之间的连接部位进行仔细地校核,确保设计图纸与施工现场基本一致。施工前还应对运输便道进行修筑,并对管桩工作平台进行填筑,确保其压实度与平整度满足沉桩施工要求,且排水通畅。
2.3 PHC/PRC预制管桩施工
(1)施工方法。施工采用“锤击法”,打桩机的选择应满足施工要求,并具有足够的刚度、强度和稳定性;锤重可根据设计要求、岩土性质或根据试桩资料选择,采用90型柴油打桩机,配备10.5 t/8 t桩锤。
(2)管桩吊装定位。吊装前对桩位进行精确测量,并做好标识。管桩吊装宜采用两支点法,也可采用两头勾吊法,吊钩钩于管桩二端板处,绳索与桩身水平所交角应大于45度。管桩吊装至打桩机指定位置后,打桩机移动至标记桩位就位,并进行插桩,插桩初始深度一般情况在50 cm~100 cm
左右,并进行校核。校核管桩时,其垂直度偏差控制在±0.5%以内,桩锤、桩帽应与桩身在同一中心线上。
(3)管桩插打。管桩插打采取“重锤低打”法施工。在整个打桩过程中,桩锤、桩帽、桩身要保持在同一轴线上,必要时将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整,不使管桩受到偏心锤打。打桩较难下沉时,检查落锤有无倾斜偏心,特别检查桩垫桩帽是否合适,并及时更换或补充软垫。每根桩连续一次打完,不中断,以免二次插打难以打入。
(4)接桩与焊接。管桩的连接采用二氧化碳保护焊,焊条应采用E4303,二氧化碳气体保护焊焊丝采用ER50-6。管桩焊接前应先将上下节桩端板表面清理干净,坡口处清除油污和铁锈,并刷至露出金属光泽。焊接时宜先在坡口周边对称点焊4-6点,焊接内层焊完后应将焊渣清理干净后,方可施焊外层。焊缝冷却时间不宜少于8 min,严禁用水冷却或焊好后立即沉桩。
2.4 老路肩挖除及老路床病害处理
老路床开挖至垫层底面后须对病害进行夯实和灌浆处理,确保处理后的路床顶面综合回弹模量不小于80 MPa。
2.5 桩板与老路基的连接
老路基挖除与病害处理后,处理后的路基顶面上浇筑10 cm厚C20素混凝土不透水垫层,不透水垫层顶面应设置膜厚不小于1 mm乳化沥青防水层。不透水垫层上浇筑20 cm厚C20透水混凝土垫层,透水混凝土要求透水性不小于1 mm/s,以形成良好的横向路面层间水排水通道。
桩板与混凝土垫层之间采取C20混凝土垫块连接,横向浇筑C40混凝土搭板,现浇板横向与水泥稳定碎石间设1 cm伸缩缝,用高弹聚氨酯灌缝。高弹聚氨酯灌缝内侧铺设2 cm厚三维排水土工网。
2.6 桩板安装
桩板安装通常采用吊车安装(通过预留吊环),分联进行安装,先安装A板,并通过其预留孔与桩基端部连接在一起,预留孔采用C50灌缝料填充;完成两片邻近A板的安装后,通过在A板上架设起吊纵梁,将B板起吊固定,并完成B板与相邻A板的湿接缝;同理安装C板后,再通过架设起吊纵梁将C'板起吊固定,并完成湿接縫;待湿接缝强度达到90%,拆除纵梁,进行本联的附属结构施工,可同时进行下一联的梁板安装工作。
2.7 附属施工
桩板在完成一联的安装后,可进行附属工程施工。护栏等附属工程的施工工艺与桥梁工程附属工程施工工艺相同,唯有伸缩缝存在较大差异。桩板式路基区域标准联长为42 m,伸缩缝为无缝伸缩缝,采用高弹性混凝土作为填充料,既满足无缝填充,又可满足混凝土温度变形的需要。
3 施工控制要点
(1)桩板预制时,应注意预留临时吊环,并注意预埋桥面系、附属设施的预埋件。吊环应采用嵌入式设计,顶面不凸出于板的顶面,除不需要封填的预留孔外,其余预留孔均用 C40 微膨胀混凝土封填,所有施工预埋件施工完成后应予割除,恢复原状,并注意防锈和美观。
(2)打桩时,桩身垂直度允许偏差不得大于H/1 000,同时桩身中线平面位置与设计位置偏差不得超过15 mm。桩顶顶面必须保证平整,预留孔的水平位置偏差不大于15 mm,桩顶高程精度与设计位置偏差不得超过5 mm。
(3)接桩时下节桩的桩头,宜高出地面1.0 m~1.3 m,下节桩的桩头处设置导向箍,以便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直,中心线允许偏差为2 mm,接桩就位偏差时,不得用大锤横向敲打。
4 结语
作为近年来一种新型路基形式,桩板式路基通过在安徽省合安高速、合宁高速改扩建项目的首批应用,结合省内多批项目的实践推广,相比传统路基而言,其具有较大的刚度、较少的工后沉降以及较低的成本,并通过减少放坡宽度,大幅度减少了土地占用率。施工时通过装配化施工提高了施工效率,而且不需要对路基进行取回填与复垦,有效避免了施工污染和地方干扰。
参考文献:
[1]JTG/T 3650-2020,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]JTG F80/1-2017,公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程[S].
[3]GB 50204-2015,混凝土结构工程质量验收规范[S].
[4]JTG/T F30-2014,公路水泥混凝土路面施工技术细则[S].
[5]DB34/5005-2014,先张法预应力混凝土管桩基础技术规程[S].