水利水电施工(2017年第2辑)
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4 施工技术

4.1 支护桩施工

支护桩附近上空有高压电线经过,采用冲击成孔。

(1)支护桩施工前,斜坡坡度较大的采用砂土填平夯实形成工作平台,坡度较缓的可在原地适当平整夯实形成工作平台,见图3。

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图3 斜坡面填土夯实示意图

(2)支护桩采用跳孔施工,相邻两孔不得同时开钻,后开孔桩待在前一根桩强度达到设计强度后再施工。

(3)场地准备。地下管线调查,修筑施工便道、施工平台,接通水、电,挖好泥浆池并防护。

(4)护筒埋设[1]。放出桩位的中心点,并做好四个护桩(护桩采用ϕ16的螺纹钢,打入硬土层30cm,并高出护筒顶20cm,钢筋周围用混凝土浇筑并做上醒目的标记,确保护桩的牢固可靠且不影响施工),见图4。

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图4 桩位放样

护筒内径应大于钻头直径200~400mm,采用挖埋法,周围采用黏性土分层回填夯实,确保泥浆不外露。埋置深度要求:黏性土、粉土不宜小于1m,砂类土不宜小于2m,当表层土松软时,宜将护筒埋置在较坚硬密实的土层中至少0.5m。

(5)钻机底部做好加固措施,防止机械在施工过程中出现下沉、倾斜、位移等情况。

(6)泥浆制配[2]。泥浆的性能指标,要根据现场土质情况,泥浆稠度要根据地层变化和操作要求机动掌握,不能太稀,也不能太稠。制浆时先将黏土打碎,然后将黏土投入护筒内,用冲击锥冲击,当黏土成泥浆后进行钻孔。如果现场土质是比较好的黏性土,可直接钻进。

(7)成孔后对孔深、孔底沉渣、孔径、倾斜率进行检测。

(8)清孔。清孔采用换浆法清孔,清孔要及时、快速,直至孔内泥浆指标满足要求。

(9)钢筋笼。采用吊车对钢筋笼进行吊装。先吊装底笼,吊车吊钩下设置扁担梁,扁担梁的两个吊环分别拴系在同一加强筋直径相对的与主筋焊接的交叉点上,缓慢起吊保证钢筋笼不变形,将钢筋笼放入孔中。

(10)水下混凝土灌注。灌注前进行二次清孔,采用泥浆三件套测试仪(泥浆含沙量、泥浆黏度计、泥浆比重计)进行泥浆指标检验。

采用直升导管法进行水下混凝土的灌注。先灌入的首批混凝土数量经过计算,保证有一定的冲击能量把底部泥浆冲开,并保持导管下口埋入混凝土的深度不少于2m,必要时采用储料斗。首封混凝土[3]计算示意见图5。

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图5 首封混凝土计算示意图

首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(不小于1.0m)和填充导管底部的需要,所需混凝土数量可参照式(1)计算。

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式中 V——灌注首批混凝土所需数量,m3

D——桩孔直径,m;

H1——桩孔底至导管底端间距,m,一般为0.4m;

H2——导管初次埋置深度,m;

d——导管内径,m;

h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度,m。

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式中 Hw——桩孔内水或泥浆的深度,m;

γw——桩孔内水或泥浆的重度,kN/m3

γc——混凝土的重度,取24kN/m3

灌注应紧凑、连续地进行,严禁中途停工。在整个灌注过程中,导管埋入混凝土的深度不少于2.0m,一般控制在4m以内。

4.2 挡土板施工

(1)冠梁施工。由于冠梁基槽支护桩较为密集,基槽采用人工开挖。开挖完成后采用风镐凿除支护桩桩顶混凝土的浮浆。

钢筋绑扎符合设计及规范要求,模板支立保护层厚度应满足设计要求。

锚具工作台与冠梁同时浇筑成整体,不采用预制件,外锚板应连同OVM锚垫板、孔口定位铁管和钢垫板、排气铁管灌注在一起。承压面与锚孔轴线应保持垂直,垫板孔道中心线与锚孔轴线应重合。

(2)腰梁施工。待冠梁锚固后,从上挖下分层开挖至第二道锚索处,开挖采用人工配合机械开挖,支护桩周边20cm范围内采用挖掘机开挖,20cm范围内采用人工开挖。开挖自上而下分层开挖,见图6。

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图6 开挖示意图

腰梁基槽开挖完成后,采用电钻钻孔,植入腰梁与支护桩的连接钢筋,见图7。植入筋采用改性环氧树脂作为固定胶黏剂。

(3)挡土板施工。挡土板植筋是挡土板与排桩连接采用的钻孔植筋,用重型电锤在支护桩上钻孔,再用压缩空气吹出灰尘。

挡土板钢筋钢筋绑扎符合设计及规范要求,模板支立保护层厚度应满足设计要求。

模板采用加工木模或定型钢模,模板在安装过程中必须设置防倾覆设施。

泄水孔预埋:挡土板应设置泄水孔,采用ϕ100PVC排水管,开10mm孔,孔率25%,外包2层滤网,泄水孔倾斜率5%。

待挡土板达到设计强度后,由下往上回填C25早强混凝土,混凝土宜采用细石1~2级配,泵送或自卸入仓,确保施工质量。由于回填空间较小,混凝土坍落高度可适当增大。

4.3 锚索施工[4]

锚索施工工艺流程为:钻孔→锚索编束、穿插→锚固段孔内注浆→张拉锁定→张拉段补浆及封锚。

锚索施工注意事项:

(1)钻孔前应对锚固桩面进行保护,防止钻孔注浆时污染桩面。

(2)钻孔过程中应记好钻入孔内的钻杆节数,以便核准钻孔深度。

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图7 腰梁与支护桩连接示意图(单位:mm)

(3)钢绞线下料长度为锚索设计长度、锚头高度(增加1.5m)、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。钢绞线应采用砂轮机切割。

(4)锚孔注浆采用孔底返浆法把浆液送入孔底,其注浆压力不宜小于0.6MPa,灌注砂浆必须饱满密实。当实际注浆量略大于理论计算量时停止注浆。注浆完毕待砂浆收缩后孔口采用M30水泥砂浆补浆。

(5)当遇地层岩性特别差(如炭质页岩、断层破碎带或地下水发育的边坡等),为提高底层锚固力,宜采用二次注浆。即第一次注浆材料和注浆压力与一般地层相同,二次注浆为高压劈裂注浆,待第一次注浆4h后,即采用M30纯水泥浆沿预先安设好的ϕ22注浆管对锚固段进行劈裂注浆,注浆压力不宜小于2.0MPa,并保证在6h内注完,二次注浆量尽量保证不小于一次注浆量的1/3。

(6)锚索张拉分五级进行,即按设计张拉力的25%、50%、75%、100%及110%级施加预应力。为了克服因锚索滑移、钢绞线松弛、土体蠕变、锚固桩变形及因温度变化而引起的预应力损失,以及为保证每一根桩上的多排锚索均匀受力,当同一根桩上的最后一排锚索张拉6~10d后,再用较大吨位千斤顶对各排锚索进行一次整体补张拉。

(7)补浆封口后应用砂轮切割机从锚具外3~5cm处切断钢绞线,在钢垫板及锚具外覆盖C30混凝土封锚。