CN104831733A - 拱桥拱座隧洞式大角度斜桩施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拱桥拱座隧洞式大角度斜桩施工方法，具体步骤如下：斜桩分上、下两个台阶弱爆破法开挖施工，顶部半圆及直墙共2～3m作为上台阶先进行开挖施工，上台阶施工进尺3～5m后，同步开始下台阶开挖；斜桩桩渣采用往复循环式出渣机出渣，上台阶桩渣采用出渣机倒运至下台阶底部，再从下台阶底部运至孔外，最后人工配合清孔；各台阶每节开挖完毕，及时完成护壁支护，采用砂浆锚杆、钢筋网、工字钢钢拱架和喷射混凝土护壁锚喷支护形式；斜桩开挖完成后，对其进行成孔质量检测，满足设计及规范要求后，完成斜桩桩身钢筋、混凝土施工。本发明加快了工程进度、缩短了施工周期，提高了出渣工作效率，降低护壁混凝土施工难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用在高速公路拱桥施工中，大倾斜角度、大截面人工挖孔斜桩施工方法。
背景技术
贵州省三穗至黎平高速公路八舟大桥1-120m钢筋混凝土箱拱，全桥设有全桥设有两个双幅整体式拱座，每个拱座下斜面各接4根斜桩；斜桩截面尺寸为顶部直径2m半圆+下部2m×4m矩形的拱形斜桩，与地面夹角43°，相邻两根斜桩净间距为3.5m，斜桩桩长分别为15m、16m。
大角度斜桩在国内无成熟的施工工艺和设备，通常采用人工用卷扬机+手推车沿桩壁出渣方式+孔内模筑钢筋混凝土护壁的施工方法。因该斜桩截面尺寸大、倾斜角度大，采用全断面一次开挖，需要搭设临时施工脚手架，斜桩开挖、出渣、护壁支护难度大，安全风险高。
发明内容
本发明避免现有斜桩施工技术所存在的不足之处，提供一种结构稳定、安全、高效的大倾斜角度、大截面斜桩人工开挖的施工方法，以加快施工进度和节约成本投入。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
拱桥拱座隧洞式大角度斜桩施工方法，斜桩施工采取上、下两个台阶开挖施工，采用往复循环式出渣机出渣、护壁锚喷支护，各台阶每节开挖完毕，及时完成护壁支护，对于每步的具体施工步骤如下：
1、斜桩分上、下两个台阶弱爆破法开挖施工，顶部半圆及直墙共2～3m作为上台阶先进行开挖施工，上台阶施工进尺3～5m后，同步开始下台阶开挖；
2、斜桩桩渣采用往复循环式出渣机出渣，上台阶桩渣采用出渣机倒运至下台阶底部，再从下台阶底部运至孔外，最后人工配合清孔；
3、各台阶每节开挖完毕，及时完成护壁支护，采用砂浆锚杆、钢筋网、工 字钢钢拱架和喷射混凝土护壁锚喷支护形式；
4、斜桩开挖完成后，对其进行成孔质量检测，满足设计及规范要求后，完成斜桩桩身钢筋、混凝土施工。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、加快了工程进度、缩短了施工周期。大倾斜角度、大截面人工挖孔斜桩，通过采用两个台阶开挖，形成流水作业，避免桩孔内搭设临时施工支架，加快了施工进度，节约了施工成本。
2、提高了出渣工作效率。大角度斜桩出渣采用往复循环式出渣机代替传统人工用卷扬机+手推车沿桩壁出渣方式，保证了出渣施工安全，加快了出渣进度。
3、降低护壁混凝土施工难度。斜桩护壁施工采用砂浆锚杆+钢筋网+工字钢钢拱架+喷射混凝土支护，加强了护壁支护强度，缩短传统模筑混凝土护壁等强时间，提高开挖支护工效。
4、本发明方法在贵州省三黎高速公路八舟大桥拱座斜桩施工中进行了现场试验。由于采用二台阶法开挖、锚喷支护、往复循环式出渣机出渣施工方法，通过现场精心组织，顺利完成了所有斜桩施工，第三方桩基检测单位对8根斜桩超声波检测均为Ⅰ类桩。
附图说明
图1为斜桩斜桩平面布置图；
图2为本发明方法实施过程中斜桩开挖施工顺序示意图；
图3为本发明方法实施过程中往复循环式出渣机出渣示意图；
图4为本发明方法实施过程中护壁喷射混凝土示意图。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
拱桥拱座隧洞式大角度斜桩施工方法，斜桩施工采取上、下两个台阶开挖施工，采用往复循环式出渣机出渣、护壁锚喷支护，各台阶每节开挖完毕，及时完成护壁支护，对于每步的具体施工步骤如下：
1、斜桩分上、下两个台阶弱爆破法开挖施工，顶部半圆及直墙共2～3m作 为上台阶先进行开挖施工，上台阶施工进尺3～5m后，同步开始下台阶开挖；
2、斜桩桩渣采用往复循环式出渣机出渣，上台阶桩渣采用出渣机倒运至下台阶底部，再从下台阶底部运至孔外，最后人工配合清孔；
3、各台阶每节开挖完毕，及时完成护壁支护，采用砂浆锚杆、钢筋网、工字钢钢拱架和喷射混凝土护壁锚喷支护形式；
4、斜桩开挖完成后，对其进行成孔质量检测，满足设计及规范要求后，完成斜桩桩身钢筋、混凝土施工。
具体施工工艺如下：
一、斜桩二台阶法开挖
如图1，先开挖施工斜桩1、3，斜桩2、4开挖进尺滞后1、3斜桩不小于3m；如图2，斜桩采取上、下二个台阶开挖施工，顶部半圆及部分直墙共2～3m高作为上台阶5先进行开挖施工，下台阶6滞后上台阶5开挖距离控制在3～5m。
斜桩采用弱爆破法开挖，通过对爆破参数设计，提高爆破效果、控制超挖，上、下台阶每次开挖长度均不超过1.5m；在开挖断面上放样出斜桩半圆弧顶、圆弧与直墙交点(2个)、直墙底部角点(2个)五个施工控制点，斜桩桩位由平面位置和高程共同控制，在开挖面上将开挖轮廓线标记出来，炮眼钻杆角度利用制作的角度尺控制，使炮眼与斜桩角度一致；每循环桩渣清除干净后，对开挖轮廓进行复核，并调整下一循环开挖角度。
二、斜桩往复循环式出渣机出渣
如图3，采用往复循环式出渣机7进行出渣，最后人工配合出渣机将桩基内清理干净，往复循环式出渣机施工流程如下：
1、往复循环式出渣机安装:
1.1往复循环式出渣机安装前，对安装位置进行平整；
1.2采用吊车或挖掘机将出渣机吊装就位；
1.3安装时各连接处螺栓拧紧，出渣机机身正对斜桩孔口；
1.4出渣机定位后在其两侧下部打设钢筋锚固，利用钢丝绳固定机身，并安装好护绳保护装置，防止钢丝绳在操作过程中摆动伤人。
2、往复循环式出渣机出渣:
2.1往复循环式出渣机，利用水平卷扬机增加1个定滑轮10和2根斜向钢 丝绳8来回牵引耙斗9，将斜桩桩渣沿着斜桩底面运至出渣机槽形固定轨道11内；
2.2顺着槽形固定轨道将桩渣堆弃在出渣机固定轨道尾部下方，根据施工进度，及时调整孔底固定溜绳滑轮位置和清理出渣机下方堆弃桩渣，完成斜桩开挖；
2.3斜桩分上、下两个台阶开挖，上台阶桩渣先用出渣机倒运至下台阶底部，再用出渣机出渣。
三、斜桩锚喷支护护壁
1、锚网安设
1.1开挖完成一个进尺后，即施工φ28支护锚杆，单根长度2～2.5m,间距1～1.5m；
1.2锁脚锚杆施作完后对开挖面初喷3～5cm厚混凝土，初喷前，用空压机清除待喷岩面浮渣；
1.3当岩面有较大坑洼时，先喷凹处找平，然后挂设φ8～φ10钢筋网，在初喷混凝土后进行。网片间搭接长度不小于1个网眼；
1.4钢筋网在洞外加工成片，网片大小1.5～2m2，在洞内连接形成整体。
2、钢拱架施工
2.1钢拱架采用工字钢制作，设置间距为80～100cm，纵向采用钢筋连接筋，连接钢筋间距为100～150cm；
2.2钢拱架按设计图进行放样，冷弯成形，分拱部、两边墙脚三段加工。工字钢接头处均焊接对接钢板法兰，采用螺栓连接，每块连接钢板上设置6～8个螺栓孔。
2.3利用定位钢筋就位，将钢拱架设置断面半圆弧顶、圆弧与直墙交点、直墙中部、直墙底部角点放样并做好标记，在标记点位打设定位钢筋，钢筋一端与钢拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中50～100cm,并用砂浆锚固，钢拱架利用临时锚固的钢筋准确定位。
2.4在钢拱架基脚部位预留出15～20cm原地基，架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处设架立钢板以增加基底承载力。
3、喷射混凝土护壁
3.1护壁混凝土采用湿喷法施工，紧随开挖进度及时施做喷射混凝土；
3.2如图4，喷射混凝土12护壁厚20～30cm，喷射作业时分段、分层进行，顺序由下而上；初次喷射混凝土的厚度为4～5cm，圆弧部位一次喷射厚度可适当减薄；
3.3分层喷射施工，初喷混凝土终凝后进行下一层喷射施工，喷射完成后及时洒水养护，待护壁混凝土强度达到要求后再继续进行下一段开挖施工，完成喷射混凝土的表面应大面平整，符合桩基轮廓线；
3.4混凝土喷射时，喷嘴正对受喷面作均匀顺时针方向螺旋转动，螺旋直径20～30cm，以使混凝土喷射密实。喷嘴与受喷面尽量保持垂直，同时与受喷面保持80～100cm的距离；
3.5先喷射钢架与围岩之间的间隙，后喷射周围，再喷射钢拱架13与钢拱架之间的间隙，最终将钢拱架覆盖，斜桩底部喷射10～20cm厚混凝土，使护壁混凝土闭合成整体。
Claims (1)
1.拱桥拱座隧洞式大角度斜桩施工方法，其特征在于，斜桩施工采取上、下两个台阶开挖施工，采用往复循环式出渣机出渣、护壁锚喷支护，各台阶每节开挖完毕，及时完成护壁支护，对于每步的具体施工步骤如下：
1）、斜桩分上、下两个台阶弱爆破法开挖施工，顶部半圆及直墙共2～3m作为上台阶先进行开挖施工，上台阶施工进尺3～5m后，同步开始下台阶开挖；
2）、斜桩桩渣采用往复循环式出渣机出渣，上台阶桩渣采用出渣机倒运至下台阶底部，再从下台阶底部运至孔外，最后人工配合清孔；
3）、各台阶每节开挖完毕，及时完成护壁支护，采用砂浆锚杆、钢筋网、工字钢钢拱架和喷射混凝土护壁锚喷支护形式；
4）、斜桩开挖完成后，对其进行成孔质量检测，满足设计及规范要求后，完成斜桩桩身钢筋、混凝土施工。
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