桥梁下部施工-管柱基础

管柱基础一、基本情况武汉长江大桥适用范围可适用于各种上质的基底，尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其它类型基础时，均可采用。一、基本情况武汉长江大桥结构形式可采用单根或多根形式，使之穿过覆盖层或溶洞、孤石，支承于较密实的土壤或新鲜岩面。一、基本情况武汉长江大桥管柱基础的特点管柱基础施工是在水面上进行，不受季节性限制、能尽量使用机械操作，从而改善劳动条件，提高工程效率，加速工程进度，相应地降低工程成本。一、基本情况设置防水围堰管柱基础施工程序施工方法分类1.需要设置防水围堰的低承台或高承台基础2.不需要设置防水围堰的低承台或高承台基础一、基本情况设置防水围堰管柱基础施工程序导向结构导向结构的布置应便于下沉和接高管柱。对于围笼式导向结构，尚应考虑其顶面便于安设钻机并兼作钢板围堰支撑之用。一、基本情况设置防水围堰管柱基础施工程序管柱振动下沉管柱振动下沉时，应考虑附近地面的可能沉陷和振动力对附近建筑物和相邻管柱的影响，施工时应注意观测。一、基本情况设置防水围堰管柱基础施工程序水上施工的锚碇水上施工时，应对施工结构和施工船只的锚碇设备的受力状态随时加以注意检查和调整并锚系牢固，防止走动。二、管柱制造管柱可分为：钢筋混凝土管柱、预应力混凝土管柱及钢管柱三种。管节的连接：一般采用法兰盘栓结，管柱最底一节下口带有刃脚，以便管柱下沉时使之穿越覆盖层或切人基岩风化岩，故要求刃脚具有足够的刚度和强度。三、管柱制作要求与允许偏差钢筋混凝土和预应力混凝土管柱应根据施工具体条件，分节预制。可采用普通浇筑法或旋转浇筑法。1.管柱浇筑方法三、管柱制作要求与允许偏差2.法兰盘连接接头的允许偏差管柱节与节之间的连接通常用法兰盘接头，法兰盘制成后的允许偏差：(1)法兰盘顶面任意两点高差2mm(2)螺栓孔中心对法兰盘中心径向长度±0.5mm(3)顺圆周相邻两孔间长度0.5mm2.法兰盘连接接头的允许偏差三、管柱制作要求与允许偏差管柱节与节之间的连接通常用法兰盘接头，法兰盘制成后的允许偏差：(4)顺圆周任意不相邻两孔间长度±1mm(5)接头法兰盘不得突出管壁之外2.法兰盘连接接头的允许偏差三、管柱制作要求与允许偏差3.管柱钢筋骨架的安设(1)预应力混凝土管节的预应力主钢筋应采用整根钢筋;(2)预应力混凝土管节的预应力主钢筋与法兰盘焊接时，尽量减小各主钢筋间的初始应力差值;(3)主钢筋与法兰盘连接部分,必须保证足够的焊接长度，并不得引起法兰盘的变形;(4)不得在钢筋骨架上使用电弧焊。三、管柱制作要求与允许偏差4.管柱浇筑与养护(1)粗骨料以碎石为宜(2)竖立浇筑时，管壁顶部混凝上必须浇筑密实，并与法兰盘粘着良好(3)每节管柱必须一次浇成(4)注意按有关规定严格进行养护。为提高管壁的抗裂性能,须注意下列内容：三、管柱制作要求与允许偏差4.管柱浇筑与养护对需要钻岩嵌固的管柱，在钻头冲击升降范围内的管柱内壁周围应用钢板保护。钻岩嵌固的管柱：三、管柱制作要求与允许偏差5.管柱成品的质量要求(1)内径和外径±20mm(2)管壁厚度±10mn(3)长度:±20mm(4)法兰盘平面对垂直于管柱轴线面的倾斜度0.2%(5)管柱的纵向弯曲矢高0.2%管节长度1）钢筋混凝土和预应力混凝上管柱的允许偏差:三、管柱制作要求与允许偏差5.管柱成品的质量要求2）预应力混凝土管柱的管壁不得有裂纹；钢筋混凝士管柱的管壁允许有局部裂纹，但其深度不得大于20mm，宽度不大于管壁厚的2倍。三、管柱制作要求与允许偏差5.管柱成品的质量要求(1)钢管柱上下两相邻壁板的竖直拼接缝应予错开，其错开距离沿弧长不得小于1m；(2)成品管节的允许偏差：①圆周长度1%圆周长②同一横截面任意两直径差±6mm③长度、法兰盘平面倾斜度、管壁纵向弯曲矢高偏差同混凝土管柱。3）钢管柱的制作，除按钢桩制造有关规定外，还应符合下列要求：三、管柱制作要求与允许偏差组合配套与堆放（1）根据成品管节检验资料及设计所需每根管柱长度，组合配套，并做好标志，使整根管柱的曲折度满足设计要求。（2）管柱在横卧、多层堆放及运送时，必须采取防止管柱滚动的措施，多层堆放时，应验算管壁强度。大直径管柱竖立堆放时应验算其稳定性。三、管柱下沉施工及质量要求1.管柱下沉施工及允许偏差：管柱下沉施工应根据覆盖层土质和管柱下沉的深度，用振动、管柱内除土(吸泥)和管柱内射水等方法交替进行使管柱下沉。三、管柱下沉施工及质量要求2.振动设备选择与动摩擦力值振动沉桩机的额定振动力应大于振动体系(包括管柱除去浮力的重力、振动沉桩机重力和钢底座重力)重力的1.3~1.5倍；振动沉桩机的额定振动力应大于土的动摩擦力，即：P＞ftuHp—振动力(kN);ft—动摩擦力值(kPa);H一管柱人土深度(m);u—管柱周长(m)三、管柱下沉施工及质量要求3.双机并联使用要求两台振动沉桩机并联使用时，要求选用同型振动沉桩机及电机，并同步运转。4.振速限值管柱下沉应根据土质、下沉深度、结构特点、振动力大小及其对周围建筑设施的影响等具体情况，规定振动下沉速度的最低限值，按桥涵施工技术规范规定：每次连续振动时间不宜超过5min。5.发生故障立即停振管柱内除土后继续振动时仍不下沉,或振动时明显回跳倾斜加剧以及大量翻砂涌水时，应立即停止振动并查明原因进行处理。三、管柱下沉施工及质量要求6.下沉管柱的成套性管柱连接时,须注意按要求作好的标志，按标志接长，连接法兰盘的螺栓应以管柱轴线对称逐次旋紧，并将螺帽焊固。7.注意管柱群下沉顺序考虑悬挂围笼、下沉相互影响以及便于施工等因素确定下沉顺序。为避免相互干扰和保证顺利施工，须在施工组织设计文件中标明。三、管柱下沉施工及质量要求8.管内除土注意要点①随着管柱直径、土层种类及深度的不同，取土机械和吸泥设备要选用适宜，以免影响正常施工。②在砂土层采用吸泥机除土时，应尽量保持管柱内水位高于管柱外水位，防止管柱内发生大量翻砂，引起管壁受张破裂或产生较大倾斜和位移。③应均匀除土，防止管柱倾斜和位移。④采用抓斗除泥时，须随时防止抓斗碰损管壁。三、管柱下沉施工及质量要求9.管柱下沉的质量要求(1)需钻岩的1%(2)不需钻岩的2%(3)单排管柱无论钻岩与否,顺桥方向(各管柱倾斜度不宜同一方向)1%。1）倾斜度的允许偏差9.管柱下沉的质量要求(1)管柱群顶面中心，顺桥或横桥方向25cm(2)单排管柱项面中心，顺桥方向15cm横桥方向25cm(3)嵌岩管柱相邻两柱底平面中心间偏差，应满足相邻孔间设计最小嵌壁厚度的要求2）位移的允许偏差三、管柱下沉施工及质量要求10.射水控制摩擦支承管柱，在接近设计标高的最后下沉阶段，不得射水。挖土面应比设计柱底标高稍高，用振动下沉达到设计标高。四、管柱钻岩与清孔1.管柱钻岩施工要点钻岩前应掌握基础范围内的岩石性质、岩面标高及其倾斜度、风化层厚度等有关地质资料，以便选择合适的钻岩设备和相应的技术措施。1）管柱刃脚接近岩面时注意事项：管柱刃脚接近岩面时，应查明刃脚周围与岩面接触情况，并采取必要措施:①若为风化岩层，应尽量将管柱沉人风化岩层内，若岩面不平，对岩面与刃脚间可能引起翻砂的缝隙、空洞，应采取措施封堵，并适当加高管柱内水头。②若岩面局部高差或倾斜度较大时，应用水下混凝土或粘土片石填平后再行钻岩。四、管柱钻岩与清孔1.管柱钻岩施工要点钻岩前应掌握基础范围内的岩石性质、岩面标高及其倾斜度、风化层厚度等有关地质资料，以便选择合适的钻岩设备和相应的技术措施。2）管柱群钻岩顺序安排：管柱群钻岩时.为便于多机同时作业,互不干扰和防止破坏邻孔孔壁间岩层与影响邻孔已填充混凝土的质量,在安排钻岩顺序时应作合理部署并整体考虑确定四、管柱钻岩与清孔2.采用冲击式钻机钻岩时注意事项1）按岩石坚硬程度，尽量选用起重能力较大、冲击速度较快的钻机和较重的钻锥。2）钻锥刃脚底平面宜呈十字形，其端部应带有弧刃，刃脚尖宜用高硬度及耐磨的合金焊系堆焊或用高硬度合金钢镶嵌。3）钻岩时，钻头中心应对准管柱底中心。四、管柱钻岩与清孔2.采用冲击式钻机钻岩时注意事项4）钻进过程中，应经常检查钻头转向装置，使钻锥能顺畅旋转，以提高钻进效能及防止钻孔出现十字槽，如孔底出现十字槽时，可回填片石重钻。5）钻进过程中，应投人适量性能良好、能够浮悬钻渣的粘土，并应及时清出钻渣。6）严格防止打空锤，并在开钻时尤须注意。四、管柱钻岩与清孔采用旋转式牙轮钻机钻岩时注意事项1.倾斜管柱钻岩时，先测定柱顶与柱底中心位置，将钻锥中心对准柱底与柱项中心平分点处。2.采取减压钻进的方式施钻。开钻时先空转。后给进。钻压应小，待钻头全面接触岩面进人正常钻岩后，才将钻压逐步加大。但最大不应超过钻具扣除浮力后总重力的80%。四、管柱钻岩与清孔采用旋转式牙轮钻机钻岩时注意事项3.采用反循环排渣钻进时，应保持管柱内水位高出管柱外施工水位一定高度，防止翻砂。4.遇有严重翻砂时，除采取封堵缝隙、空洞、提高管柱内水位外，并应控制排渣系统的风压、风量，缓慢排出水渣。5.应定期提升钻锥检查成孔情况，防止卡钻。6.钻岩过程中，应严防铁件坠人孔内，严禁在孔底有铁件的情况下施钻。四、管柱钻岩与清孔钻孔完毕后的清孔：钻孔完毕后，应将附着于管柱孔壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物取出。清除岩面风化层：管柱下沉至岩面(不需钻岩)者，应对岩面风化层子以清除。清孔方法和用具：清孔可用吸泥机(空气或水力吸泥机)，必要时辅以高压射水、射风；为防止翻砂,管柱刃脚底上下各0.5m范围内不得吸泥、射水、射风，且管柱内水位必须保持高出管柱外水面1.5~2.0m；在有潮汐处施工时，必须采取稳定管柱内水头的措施