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摘 要:结合某高速公路xx特大桥水中钻孔灌注桩施工,对施工过程中采用双护筒施工的监理控制和经济进行分析,对类似灌注桩施工和监理具有一定的指导意义。
关键词:钻孔灌注桩 水中施工 双护筒 监理控制 经济分析
1、工程概况
某公路工程xx特大桥为四跨变截面预应力钢筋混凝土连续梁结构,主桥中墩桩基采用€%O1500钻孔灌注桩(座落于河道中心,水深约11m),桩长为72.15米,主墩为14根/墩,共计28根,边主墩座落于河岸两侧的防汛通道上。
2、难点分析
该特大桥中主墩钻孔灌注桩位于河中,一旦出现断桩等质量问题则补桩比较困难,经济损失比较大,因此钻孔灌注桩质量控制是本工程的施工难点。为了保证钻孔灌注桩施工质量,同时尽量降低施工成本,采用双护筒施工。双护筒施工的主要难点为:
(1)钢护筒长度长、钢板薄,钢护筒的顺直度、刚度、变形较难控制。
(2)河道水深11m、水流急,钢护筒埋设的位置和垂直度较难控制。
(3)内护筒与钢筋笼的安放相互影响,钢筋笼和内护筒的安放质量较难控制。
3、双护筒施工的监理控制要点
(1)钢护筒制作控制要点
1)保证所用的钢板质量,严格控制钢护筒制作的直径和长度。内、外护筒均用Q235钢板在施工现场卷制而成,外护筒直径为1.8m,厚8mm,长20m保证
护筒的入土深度>6.5m;内护筒直径为1.5m,厚3mm,长17m。
护筒钢板料表
2)保证钢护筒的刚度,严格按方案进行加强。内、外护筒每隔2m外焊€%O20钢筋加强,在护筒的上下端部3m范围内每隔1m采取加强,增加护筒整体刚度。钢护筒竖向焊缝的质量必须符合规范要求,并在焊接过程中随时校正钢护筒的变形,保证钢护筒的顺直度。
(2)护筒的埋设(垂直度)的控制要点
钢护筒的埋设是钻孔灌注桩成孔的第一步,是确保桩位及桩身成孔垂直精度的重要环节,对成孔质量有着至关重要的作用。外护筒在钻孔前埋设到规定标高,供成孔过程护壁之用,内护筒在水下混凝土浇注前随最后一节钢筋笼吊放就位,供混凝土灌筑之用。
外护筒埋设首先在每个平台上,精确放出护筒位置,利用钻孔平台上纵横工字钢安设护筒导向架,导向架比护筒外径大10cm,导向架为四边形,平面尺寸190*190cm,由立柱、立柱间横向连接和斜撑组成。为有效定位钢护筒,在导向架四角设置四条斜向定位边。外护筒在平潮水停止流动的时候,由135t浮吊通过导向架缓慢下放直到其刃脚自然下沉到河床面为止。在校正护筒垂直度(小于0.5%)和护筒平面位置偏差(小于3cm)后,采用90KW振动锤振动下沉,并按需要焊接接长护筒,在现场焊接护筒时要采取有效措施保证钢护筒的轴线顺直度,振动锤振动下沉直至护筒底部到达设计标高。
导向架示意图
护筒埋设完成后,采用精密水准仪测量护筒顶面高程,经监理工程师复测后,将护筒顶标高记入有关原始记录表格。
(3)内护筒与钢筋笼安放的控制要点
内护筒套入钢筋笼,采用135吨浮吊将内护筒套入钢筋笼,固定主要靠钢筋笼外侧导向筋上的塑料保护块支撑在内护筒内壁。在下内护筒前,在内护筒外壁底部3m范围内裹上10cm厚的草绳,随着内护筒入土深度的增加,草绳在内、外护筒之间越来越紧密,有效阻止水泥浆的外渗。
由于首次采用双护筒施工,因此双护筒插入时间的控制是本次确保成功的关键。根据现场条件对内护筒的插入时机在方案中作了以下三种情况,我们要求施工单位进行了反复试验:
(1)先下内护筒再下钢筋笼。施工单位采用传统的先下内护筒再下钢筋笼的做法,发现钢筋笼卡住内护筒,导致钢筋笼安放困难。
(2)先下钢筋笼再套内护筒。在否定第一种施工安放方法后采用先下钢筋笼再套外护筒,发现在安放过程中,出现护筒卡在放好的钢筋笼上,护筒安放困难。
(3)内护筒套入钢筋笼,同时安放。钢筋笼由于采用外侧导向筋上的塑料保护块支撑在内护筒内壁,因此未出现钢筋笼卡住护筒的情况,同时内护筒起到良好的导向作用,也保证了后续接笼的顺利。
经过试验采用内护筒与钢筋笼同时安放的方法,确保了双护筒施工钻孔灌注桩的成功,未发生钢筋笼卡住而无法深入孔内的情况,所有桩基钢筋笼下放顺利。
4、经济性分析
一般水下钻孔灌注桩施工时护筒为永久性投入,施工完成后不再拔出,因此其具有投入大,经济效益低的特点。
通过采用双护筒的施工,有效的减少了施工成本,为企业争取了效益。经济分析如下
1、常规性施工方法,28只8mm钢护筒一次性投入:
(1)单根钢护筒材料量:
7.85€?.14€?.8€?0€?.008=7.099t
钢护筒总量:28€?.099=198.772t
实际用量:198.772€?1+0.02)=202.747t
造价估算(含加工费用):
202.747€?500=132万元
2、双护筒施工方法,28只3mm钢护筒一次性投入:
单根钢护筒材料量:
7.85€?.14€?.5€?7€?.0031.886t
钢护筒总量:28€?.886=52.808t
实际用量:52.808€?1+0.02)53.864t
造价估算(含加工费用)53.864€?500=35万元
综合方案一、二,改进后节约工程施工成本约97万元。
5、施工质量检查
该特大桥水中钻孔灌注桩施工已全面结束,经超声波和高应变桩基检测所有桩基均满足设计和规范要求,桩基合格率达到100%。
6、结语
随着科技的进步以及施工单位施工能力的提高,水中钻孔灌注桩施工已越来越趋于常规化,如何在常规施工中进一步发挥施工人员的能动性,对常规施工方法进行改良,从而达到提高企业经济效益的目的,已经成为愈加迫切的施工要求。
我公司监理的该特大桥水下钻孔灌注桩时创造性的采用双护筒施工的方法,即钻孔时采用外护筒,钻孔完成后下钢筋笼同时安放内护筒,后将外护筒拔出,混凝土浇筑时内护筒作为永久投入,有效的减少了钢材的投入量,提高了经济效益。目前xx特大桥钻孔灌注桩施工已全面结束,采用双护筒施工的水中桩成桩质量良好。
作者简介:徐卫峰(1979年1月),男,大学本科,工程师,国家注册监理工程师,交通部注册监理工程师,交通部试验检测工程师。
关键词:钻孔灌注桩 水中施工 双护筒 监理控制 经济分析
1、工程概况
某公路工程xx特大桥为四跨变截面预应力钢筋混凝土连续梁结构,主桥中墩桩基采用€%O1500钻孔灌注桩(座落于河道中心,水深约11m),桩长为72.15米,主墩为14根/墩,共计28根,边主墩座落于河岸两侧的防汛通道上。
2、难点分析
该特大桥中主墩钻孔灌注桩位于河中,一旦出现断桩等质量问题则补桩比较困难,经济损失比较大,因此钻孔灌注桩质量控制是本工程的施工难点。为了保证钻孔灌注桩施工质量,同时尽量降低施工成本,采用双护筒施工。双护筒施工的主要难点为:
(1)钢护筒长度长、钢板薄,钢护筒的顺直度、刚度、变形较难控制。
(2)河道水深11m、水流急,钢护筒埋设的位置和垂直度较难控制。
(3)内护筒与钢筋笼的安放相互影响,钢筋笼和内护筒的安放质量较难控制。
3、双护筒施工的监理控制要点
(1)钢护筒制作控制要点
1)保证所用的钢板质量,严格控制钢护筒制作的直径和长度。内、外护筒均用Q235钢板在施工现场卷制而成,外护筒直径为1.8m,厚8mm,长20m保证
护筒的入土深度>6.5m;内护筒直径为1.5m,厚3mm,长17m。
护筒钢板料表
2)保证钢护筒的刚度,严格按方案进行加强。内、外护筒每隔2m外焊€%O20钢筋加强,在护筒的上下端部3m范围内每隔1m采取加强,增加护筒整体刚度。钢护筒竖向焊缝的质量必须符合规范要求,并在焊接过程中随时校正钢护筒的变形,保证钢护筒的顺直度。
(2)护筒的埋设(垂直度)的控制要点
钢护筒的埋设是钻孔灌注桩成孔的第一步,是确保桩位及桩身成孔垂直精度的重要环节,对成孔质量有着至关重要的作用。外护筒在钻孔前埋设到规定标高,供成孔过程护壁之用,内护筒在水下混凝土浇注前随最后一节钢筋笼吊放就位,供混凝土灌筑之用。
外护筒埋设首先在每个平台上,精确放出护筒位置,利用钻孔平台上纵横工字钢安设护筒导向架,导向架比护筒外径大10cm,导向架为四边形,平面尺寸190*190cm,由立柱、立柱间横向连接和斜撑组成。为有效定位钢护筒,在导向架四角设置四条斜向定位边。外护筒在平潮水停止流动的时候,由135t浮吊通过导向架缓慢下放直到其刃脚自然下沉到河床面为止。在校正护筒垂直度(小于0.5%)和护筒平面位置偏差(小于3cm)后,采用90KW振动锤振动下沉,并按需要焊接接长护筒,在现场焊接护筒时要采取有效措施保证钢护筒的轴线顺直度,振动锤振动下沉直至护筒底部到达设计标高。
导向架示意图
护筒埋设完成后,采用精密水准仪测量护筒顶面高程,经监理工程师复测后,将护筒顶标高记入有关原始记录表格。
(3)内护筒与钢筋笼安放的控制要点
内护筒套入钢筋笼,采用135吨浮吊将内护筒套入钢筋笼,固定主要靠钢筋笼外侧导向筋上的塑料保护块支撑在内护筒内壁。在下内护筒前,在内护筒外壁底部3m范围内裹上10cm厚的草绳,随着内护筒入土深度的增加,草绳在内、外护筒之间越来越紧密,有效阻止水泥浆的外渗。
由于首次采用双护筒施工,因此双护筒插入时间的控制是本次确保成功的关键。根据现场条件对内护筒的插入时机在方案中作了以下三种情况,我们要求施工单位进行了反复试验:
(1)先下内护筒再下钢筋笼。施工单位采用传统的先下内护筒再下钢筋笼的做法,发现钢筋笼卡住内护筒,导致钢筋笼安放困难。
(2)先下钢筋笼再套内护筒。在否定第一种施工安放方法后采用先下钢筋笼再套外护筒,发现在安放过程中,出现护筒卡在放好的钢筋笼上,护筒安放困难。
(3)内护筒套入钢筋笼,同时安放。钢筋笼由于采用外侧导向筋上的塑料保护块支撑在内护筒内壁,因此未出现钢筋笼卡住护筒的情况,同时内护筒起到良好的导向作用,也保证了后续接笼的顺利。
经过试验采用内护筒与钢筋笼同时安放的方法,确保了双护筒施工钻孔灌注桩的成功,未发生钢筋笼卡住而无法深入孔内的情况,所有桩基钢筋笼下放顺利。
4、经济性分析
一般水下钻孔灌注桩施工时护筒为永久性投入,施工完成后不再拔出,因此其具有投入大,经济效益低的特点。
通过采用双护筒的施工,有效的减少了施工成本,为企业争取了效益。经济分析如下
1、常规性施工方法,28只8mm钢护筒一次性投入:
(1)单根钢护筒材料量:
7.85€?.14€?.8€?0€?.008=7.099t
钢护筒总量:28€?.099=198.772t
实际用量:198.772€?1+0.02)=202.747t
造价估算(含加工费用):
202.747€?500=132万元
2、双护筒施工方法,28只3mm钢护筒一次性投入:
单根钢护筒材料量:
7.85€?.14€?.5€?7€?.0031.886t
钢护筒总量:28€?.886=52.808t
实际用量:52.808€?1+0.02)53.864t
造价估算(含加工费用)53.864€?500=35万元
综合方案一、二,改进后节约工程施工成本约97万元。
5、施工质量检查
该特大桥水中钻孔灌注桩施工已全面结束,经超声波和高应变桩基检测所有桩基均满足设计和规范要求,桩基合格率达到100%。
6、结语
随着科技的进步以及施工单位施工能力的提高,水中钻孔灌注桩施工已越来越趋于常规化,如何在常规施工中进一步发挥施工人员的能动性,对常规施工方法进行改良,从而达到提高企业经济效益的目的,已经成为愈加迫切的施工要求。
我公司监理的该特大桥水下钻孔灌注桩时创造性的采用双护筒施工的方法,即钻孔时采用外护筒,钻孔完成后下钢筋笼同时安放内护筒,后将外护筒拔出,混凝土浇筑时内护筒作为永久投入,有效的减少了钢材的投入量,提高了经济效益。目前xx特大桥钻孔灌注桩施工已全面结束,采用双护筒施工的水中桩成桩质量良好。
作者简介:徐卫峰(1979年1月),男,大学本科,工程师,国家注册监理工程师,交通部注册监理工程师,交通部试验检测工程师。