道路工程墩柱專項(xiàng)施工技術(shù)方案

道路工程墩柱專項(xiàng)施工技術(shù)方案本標(biāo)段墩柱最高度為10.556m，為了提高施工進(jìn)度，且墩柱高度小于12m，可進(jìn)行整體施工，一次性澆注。1.1、墩柱施工工藝流程...

施工放樣搭設(shè)腳手架鋼筋加工、安裝監(jiān)理檢查立模監(jiān)理檢查混凝土試件制作 混凝土澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)模板拆除 合格合格1.2、施工方法1.2.1測(cè)量放線墩柱施工前應(yīng)按圖紙測(cè)量定線，檢查基礎(chǔ)平面位置、高程及墩臺(tái)預(yù)埋鋼筋位置。放線時(shí)依據(jù)基準(zhǔn)控制樁放出墩臺(tái)中心點(diǎn)或縱橫軸線及高程控制點(diǎn)，并用墨線彈出墩臺(tái)結(jié)構(gòu)線、平面位置控制線。測(cè)放的各種樁都應(yīng)標(biāo)注編號(hào)，涂上各色油漆，醒目、牢固，經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)合無誤后進(jìn)行下道工序施工。1.2.2搭設(shè)腳手架1）腳手架安裝前應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行處理，立桿的基礎(chǔ)應(yīng)平整夯實(shí)，密實(shí)度達(dá)到90%以上，基礎(chǔ)高出地面15cm，具有足夠的承載力和穩(wěn)定性。2）立桿設(shè)于坑邊或臺(tái)上時(shí)，立桿距坑、臺(tái)的上邊緣不得小于1m，且邊坡的坡度不得大于土的穩(wěn)定邊坡坡度，否則，應(yīng)作邊坡的保護(hù)和加固處理。3）腳手架應(yīng)搭設(shè)在墩臺(tái)四周環(huán)形閉合，以增加穩(wěn)定性。腳手架立桿之下必須設(shè)置墊座和墊板，基礎(chǔ)四周做好排水設(shè)施?；A(chǔ)要滿鋪模板，立桿要立在木板上。4）腳手架除應(yīng)滿足使用功能外，還應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。5）采用雙排鋼管腳手架，排拒0.9m，步距1.2m，立桿間距1.2m，距地面0.2m高設(shè)掃地干，沿架子高度方向每隔4m左右設(shè)剪力層一道，剪力層與地面的夾角45°至60°之間，腳手架與墩身鋼模間凈距不少于0.5m，于腳手架一側(cè)設(shè)置供人員上下用的爬梯，爬梯每階0.3m高。6）腳手架采用外徑φ48、t=1.5mm的鋼管，扣件為直角和旋轉(zhuǎn)扣件（抗滑）。墩柱腳手架示意圖1墩柱腳手架示意圖21.2.3鋼筋加工及綁扎1）墩柱鋼筋均在鋼筋棚內(nèi)進(jìn)行加工，現(xiàn)場(chǎng)綁扎成型。2）承臺(tái)施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)墩身高度預(yù)留插筋。若墩身不高，高度12m以內(nèi)時(shí)，基礎(chǔ)施工時(shí)可將墩身鋼筋按全高一次預(yù)埋到位或?yàn)榱耸┕みM(jìn)度墩柱鋼筋外部綁扎整體吊裝，墩柱混凝土一次性澆筑完成；若墩身太高，高度12m以上時(shí)，鋼筋可分段施工，預(yù)埋鋼筋長度宜高出基礎(chǔ)頂面1.5m左右，按50%截面錯(cuò)開配置，錯(cuò)開長度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定和設(shè)計(jì)要求，一般不小于鋼筋直徑的35倍且不小于600mm，連接時(shí)采用直螺紋連接技術(shù)。預(yù)埋位置應(yīng)準(zhǔn)確，滿足鋼筋保護(hù)層要求（主筋最小混凝土保護(hù)層厚度不小于40mm，箍筋最小混凝土保護(hù)層厚度不小于25mm）。3）鋼筋安裝前，應(yīng)用鋼絲刷對(duì)預(yù)埋鋼筋進(jìn)行除銹除污處理，對(duì)基礎(chǔ)混凝土頂面應(yīng)鑿去浮漿，清洗干凈。4）鋼筋需接長且采用直螺紋連接時(shí)，將鋼筋連接后再與腳手架臨時(shí)固定。在箍筋綁扎完畢即鋼筋已形成整體骨架后，即可解除腳手架對(duì)鋼筋的約束。5）墩身鋼筋的綁扎除豎向鋼筋直螺紋連接外，水平鋼筋的接頭應(yīng)內(nèi)外、上下互相錯(cuò)開綁扎。6）所有的鋼筋交叉點(diǎn)均應(yīng)進(jìn)行綁扎，綁絲扣應(yīng)朝向混凝土內(nèi)側(cè)。7）鋼筋骨架在不同高度處綁扎適量的墊塊，以保持鋼筋在模板中的準(zhǔn)確位置和保護(hù)層厚度。保護(hù)層墊塊應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛度，使用混凝土預(yù)制墊塊時(shí)，必須嚴(yán)格控制其配合比，保證墊塊強(qiáng)度，墊塊設(shè)置宜按照梅花形均勻布置，相鄰墊塊距離以750mm左右為宜，矩形柱的四面應(yīng)設(shè)置墊塊。8）墩柱鋼筋直螺紋連接參加接頭施工的操作人員已經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，持證上崗。9）直螺紋套絲機(jī)等機(jī)械設(shè)備經(jīng)維修試用，測(cè)力扳手經(jīng)校驗(yàn)，滿足施工要求。10）螺紋套及鋼筋端頭已清理、除銹、去污，按規(guī)格尺寸加工，存放備用。11）鋼筋應(yīng)先調(diào)直再加工，切口斷面宜于鋼筋軸線垂直，端頭彎曲、馬蹄嚴(yán)重的應(yīng)切去，不得用切割下料。12）檢驗(yàn)合格的絲頭應(yīng)加以保護(hù)，在其端頭加帶保護(hù)帽或用套筒擰緊，按規(guī)格分類堆放整齊。13）直螺紋連接鋼筋時(shí)，鋼筋規(guī)格和套筒的規(guī)格必須一致，鋼筋和套筒的絲扣應(yīng)干凈，完好無損。14）滾壓直螺紋接頭應(yīng)使用管鉗和力矩扳手進(jìn)行施工，將兩個(gè)鋼筋絲頭在套筒中間位置相互頂緊，接頭擰緊力矩應(yīng)符合以下表格規(guī)定，力矩扳手的精度為±5%。鋼筋直徑16～20～25283236～40(mm)1822擰緊力矩100200250280320350(N.m)15)經(jīng)擰緊后的滾壓直螺紋接頭應(yīng)作出標(biāo)記，單邊外露絲扣長度不應(yīng)超過2絲。16）直螺紋接頭施工應(yīng)由具有資質(zhì)證明的專門施工隊(duì)伍施工。1.2.4模板安裝1）模板支立前精確放出結(jié)構(gòu)外輪廓線并將基底精確找平，找平誤差控制在2mm以內(nèi)，保證模板拼裝后的垂直度符合規(guī)范要求。墩身四周搭設(shè)鋼管腳手架，墩柱模板采用人工配合吊車拼裝。在模板設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到機(jī)械吊裝，并為吊裝需用設(shè)計(jì)吊點(diǎn)，以防吊裝時(shí)模板變形。安裝鋼模螺旋時(shí)，應(yīng)一正一反進(jìn)行安裝，并擰緊，每個(gè)螺旋均不得漏裝，安裝好的鋼模必須穩(wěn)固牢靠。安裝允許偏差限制為：軸線位置5mm；表面平整度3mm；高程±5mm；模板的側(cè)向彎曲h/1000（mm）；內(nèi)側(cè)寬度+10、-5mm；相鄰兩模板表面高低差2mm。在接縫處平齊鋼模內(nèi)粘貼雙面止?jié){帶以保證鋼模接縫密貼不漏漿。鋼模板在地面一次拼裝成型，使用吊車整體吊裝；墩柱高度超12m，鋼模板分兩次拼裝，第一次拼裝完成之后，澆注砼，待砼達(dá)到一定強(qiáng)度，進(jìn)行第二次模板施工。2）模板安裝好后，由測(cè)量人員對(duì)模板位置偏差和頂面水平進(jìn)行檢查，經(jīng)調(diào)整滿足施工規(guī)范要求后對(duì)鋼模加固，保證在混凝土澆筑過程中模板不變形、不位移。定型鋼模板大樣圖定型鋼模板材料表：3）模板加固模板吊裝完畢后，用纜風(fēng)繩對(duì)模板進(jìn)行加固，并調(diào)整模板的垂直度。對(duì)12m以下的整體鋼模，設(shè)置4道纜風(fēng)繩，與地面夾角不大于55°。模板高度超過12m的設(shè)置8道纜風(fēng)繩.纜風(fēng)繩的抗拉、抗風(fēng)及地錨的抗拔受力滿足模板穩(wěn)定的要求。纜風(fēng)繩在混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后方可進(jìn)行拆除。纜風(fēng)繩設(shè)置情況見如下示意圖。墩柱模板加固4）鋼模驗(yàn)算根據(jù)該工程墩柱施工特點(diǎn)，以最高的墩柱混凝土一次澆筑為例進(jìn)行墩柱鋼模板承受混凝土側(cè)壓力的計(jì)算。①、工程概況本方案為克拉瑪依路高架道路工程施工Ⅰ標(biāo)段墩柱鋼模板施工用，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工要求對(duì)鋼模板的平面及高度組合設(shè)計(jì)、對(duì)模板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型及支撐固定設(shè)計(jì)，保證鋼模板施工時(shí)有足夠的整體剛度和強(qiáng)度。②、墩身形式橋墩為方形圓角，直墩身，墩身截面尺寸為：1.5m*1.5m、1.5m*1.2m，最大截面為1.5m*1.5m。③、模板所承受的載荷計(jì)算模板承受的載荷主要是新澆筑的混凝土的側(cè)壓力、傾倒和振搗混凝土?xí)r對(duì)模板的水平力。砼灌注速度：V=9m/h(泵送砼)砼容重取值:γ=25KN/m3β:外加劑影響修正系數(shù),不摻外加劑時(shí)取1.0；摻具有緩1凝作用的外加劑時(shí)取1.2；β:混凝土坍落度影響修正系數(shù),當(dāng)坍落度小于30mm時(shí),2取0.85；50～90mm時(shí),取1.0；110～150mm時(shí),取1.15。t:新澆注混凝土的初凝時(shí)間(H),可按實(shí)測(cè)確定.當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí),可采用t200/(T+15)計(jì)算(T為混凝土溫度25°)=面板：δ=6，材均采用Q235橫肋：側(cè)面用[16#、[14#、[12#，布置間距為750mm,正面用桁架,布置最大間距1000mm；豎肋：[80，間距300mm,法蘭：12mm*80，材料均采用Q235（1）混凝土側(cè)壓力為以下公式計(jì)算取小值F=0.22γtββV1/2（F=γH）1 2(故強(qiáng)度滿足施工)撓度為：fmax=5ql4/384EI,E=2.06×105N/㎜2fmax=5×36.56×3004/384×2.06×105×26.97×104=0.07mm＜1.5mm(故滿足施工)（2）豎肋計(jì)算豎肋之間的間距為300㎜，采用[8#，[8#的慣性矩I=1.013×106mm4、Wx=16194㎜3，1.5米高度內(nèi)有2道橫筋支撐在豎肋上，在0.5m和1m節(jié)段1道橫肋對(duì)整塊模板進(jìn)行支撐。豎肋承受的載荷為：q=0.3*121.85=36.6KN/m應(yīng)力為：σ=MY/I=4.2×105×500÷1.013×106=207MPa＜215MPa撓度為：f=1mmf/L=1÷750=1/750＜1/450(3)橫筋桁架（及背杠）計(jì)算此背杠為兩根[16#(2.0*1.5m規(guī)格適用、1.5*1.5m規(guī)格為[14#、1.2m方向上為[12#)，垂直向間距為750mm（2米高度節(jié)為1米間距），水平向?yàn)榻巧蠈?duì)拉，間距最大為1710mm設(shè)置對(duì)拉桿。橫筋受力可按以對(duì)拉螺栓為支座的聯(lián)系梁計(jì)算其強(qiáng)度和鋼度。a.橫筋強(qiáng)度計(jì)算ｑ＝Ｆ×Ｌ＝121.85＊1.71＝208.36KN/m２ ２16#槽鋼的凈截面抵抗矩i=108.3×10３mm３、14#槽鋼為80.5*10３mm３12#槽鋼為57.710３mm３用彎矩分配法和疊加法M≤９×１０６Nmmmax橫筋最大應(yīng)力σ=M/ｉ=156MPa＜２１５Mpa(故max強(qiáng)度滿足施工)b.橫筋撓度計(jì)算懸臂部分?。蹋?55ｍｍ．Ｉ＝866.2×１０㎜４４３ｘWmax＝ｑ×Ｌ4／８ＥＩ＝208.36×575２3ｘ÷（８×2.06*10×866.2×１０）＝1.60mm>0.9mm小于４5４2mm(剛好滿足施工)⑤、對(duì)拉螺桿計(jì)算模板通過對(duì)拉螺桿連成一體,最大間距1710，四角都有φ的圓鋼進(jìn)行固定，由以上計(jì)算可知道，螺桿承受的最大拉力F=1/2*121.85*1.71=104.2KN螺桿所須截面積A=F/2A=104.2*1000/215=484.62㎜2而30圓鋼截面積為706.5㎜2(故滿足施工)5）纜風(fēng)繩及地錨驗(yàn)算（1）纜風(fēng)繩驗(yàn)算作用于墩身模板的風(fēng)荷載由纜風(fēng)繩抵抗。（本標(biāo)段墩身高度20m）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=βzμsμzw0w0----基本風(fēng)壓（KN/㎡），取0.4(10年一遇風(fēng)壓)μz----風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.0μs----風(fēng)荷載體型系數(shù)，取1.3βz----z高度處的風(fēng)振系數(shù)，取1.65Wk=1.65×1.3×1.0×0.4=0.86KN/㎡墩模幾何尺寸1500×1500mm、墩身最大高度H=10.60m，1500×1200mm墩身最大高度H=10.15m，模板受最大風(fēng)壓情況分別（1.52+1.52）1/2=2.12m、（1.22+1.52）1/2=1.92m；風(fēng)荷載W=10.6×2.12×0.86=19.326KNW=10.15×1.92×0.86=16.76KN根據(jù)《重要用途鋼絲繩》GB8918-2006，選用直徑為8mm，結(jié)構(gòu)為6×7+FC的鋼絲繩（抗拉強(qiáng)度1670Mpa），最小破斷力35.5KN＞19.326KN，滿足要求。（2）地錨驗(yàn)算采用直徑20mm的螺紋鋼錨入C25混凝土0.7m作為地錨，鋼筋制作成倒U形狀，鋼筋上焊接300×200mm鋼板，鋼板厚度15mm。纜風(fēng)繩上端與墩柱鋼模板連接，下端通過緊線器與地錨鋼筋連接。本施工段根據(jù)地基勘察報(bào)告地層大部分均勻分布為素填土（層后2.1m）灰色、灰黑色、灰黃色，其地基承載力бo=130Kpa。地錨的布置如下圖2-1所示。地腳螺栓壓板圖2-1地錨布置示意圖從圖2-1可知，地錨的計(jì)算分兩部分計(jì)算，首先是地腳螺栓的計(jì)算和混凝土整體計(jì)算。A、錨固螺栓的計(jì)算考慮到攬風(fēng)繩連接水平夾角為60°。則地錨固力學(xué)計(jì)算模型如下圖2-2所示。p10°地腳螺栓C25混凝土圖2-2地錨計(jì)算簡圖首先是將P分解為Pv和Ph，根據(jù)《垂直錨桿式地錨的設(shè)計(jì)與應(yīng)用》地腳螺栓抗拉計(jì)算如下式2-1所示。KPnA(2-1)1式中：1——錨固鋼材抗拉工作條件系數(shù)，永久性錨固取0.69，臨時(shí)性錨固取0.92；KA

——安全工作系數(shù)，一般取2.0~1.0；——錨固鋼材的截面面積，mm2；——鋼材的允許拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值，N/mm2；——鋼筋的根數(shù)，取N＝1。通過公式5-1，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表1.4.1-1查Q235鋼筋直徑為20～32mm之間時(shí)，鋼筋抗拉強(qiáng)度f205MPa，抗剪強(qiáng)度fV120MPa地腳螺栓的抗拉檢算如下所示。墩模幾何尺寸1500×1500mm、墩身最大高度H=10.6m時(shí)選用直徑28mm的螺紋鋼筋來作為地錨：PKPsin60336.5sin6094.83KNVnA0.692252205103138.8KN14則KP94.83kNnA138.8kN，則地錨的螺栓的抗拉強(qiáng)V1度滿足施工使用的要求。根據(jù)《垂直錨桿式地錨的設(shè)計(jì)與應(yīng)用》地腳螺栓抗剪力計(jì)算如下式5-2所示。KP nAh v(2-2)式中：v——錨固鋼材容許抗剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值。通過公式5-2，地錨地腳螺栓的抗剪計(jì)算如下所示。墩模幾何尺寸1500×1500mm、墩身最大高度H=10.6m時(shí)選用直徑28mm的螺紋鋼筋來作為地錨：PKPcos60336.5cos6054.75kNh2252117.8kNnAv4120103則

K

Ph

54.75kN

n

A v

117.8kN

，則地錨的螺栓的抗剪強(qiáng)度滿足施工使用的要求。根據(jù)《垂直錨桿式地錨的設(shè)計(jì)與應(yīng)用》錨固鋼材與砂漿黏結(jié)力的計(jì)算如公式5-3所示。KPnS(2-3)V21a式中：S1——錨固鋼材與砂漿接觸面積，如果使用鋼筋dH；1——鋼材的有效錨固深度，因砂漿表層有不穩(wěn)定現(xiàn)象，一般以砂漿表層100mm以下至錨固鋼材底端為計(jì)算錨固深度；——錨固鋼筋直徑；2——鋼材與砂漿黏結(jié)強(qiáng)度工作條件，對(duì)于永久性錨固取0.6，對(duì)于臨時(shí)性錨固取0.72；2——錨固鋼材與砂漿之間的極限黏結(jié)強(qiáng)度N/mm2，與砂漿強(qiáng)度和錨固鋼材的表面情況有關(guān)，所以在使用鋼筋作為錨固鋼材時(shí)，最好選用螺紋鋼，詳細(xì)情況見表2-1所示。表2-1錨固黏結(jié)強(qiáng)度與砂漿和鋼材表面情況關(guān)系錨固鋼材水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)（N/mm）2類型M25M30M35螺紋鋼2.12.42.7表面光圓1.51.72.0鋼通過公式2-3，錨固鋼材與砂漿黏結(jié)力的計(jì)算如下所示。KP KPsin60329.46sin6076.54kNVnS0.62200.62.195kN2 1 a則KP76.54nS95kN，則錨固鋼材與砂漿黏結(jié)力滿V21a足施工使用的要求。B、地錨混凝土的計(jì)算按照重力式地錨設(shè)計(jì)根據(jù)上面的計(jì)算可知道，錨固鋼筋埋入深度為70cm并且在鋼筋上焊接30×20cm的鋼板。則地錨的尺寸如圖2-3所示。圖2-3重力式錨固示意圖單位：cm地錨重量：GV251h(SSSS）3上下上下2511(3.241.443.241.44）57kN3由于地錨將按照邊緣轉(zhuǎn)動(dòng)，因此地錨對(duì)邊緣轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算如下所示。M＝G×L/2＝57×1.8/2＝51.3kN/m抗鋼管樁往既有線傾倒。則轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩計(jì)算如下所示。My＝P×h/cosθ＝29.46×1.0/sin60°＝34.02kN/m由于My＝34.02kN/m<M抗＝51.3kN/m，則重力式地錨滿足施工使用的要求。錨固地基強(qiáng)度計(jì)算如下所示。當(dāng)?shù)劐^固未工作狀態(tài)下地基應(yīng)力計(jì)算。σ＝1.2×P/A＝1.2×57/（1.8×1.8）＝21.11kPa當(dāng)?shù)劐^固工作狀態(tài)下的地基應(yīng)力計(jì)算。σ＝1.2×P/A+（M抗－My）/W＝1.2×57/（1.8×1.8）+（51..3－34.02）/(1.2×1.2/6)＝91.11MPa則最大應(yīng)力σ＝91.11kPa<[σ]＝130kPa，其中130MPa是根據(jù)實(shí)驗(yàn)側(cè)錨固所在地的地基承載力為130MPa1.2.5混凝土澆筑墩身混凝土一次澆筑到位；澆筑完成后墩頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高預(yù)加3~4cm（蓋梁主筋保護(hù)層厚度）。1）混凝土澆筑前，將基礎(chǔ)與墩、臺(tái)身接頭處混凝土鑿毛，清除浮漿及松動(dòng)部分，沖洗干凈，并整修連接鋼筋。2）灌注墩柱混凝土前應(yīng)檢查模板、鋼筋及預(yù)埋件的位置、尺寸和保護(hù)層厚度，確保其位置準(zhǔn)確、保護(hù)層足夠。墩柱主筋最小混凝土保護(hù)層厚度不小于40mm，箍筋最小混凝土保護(hù)層厚度不小于25mm。3）模板安裝并檢查合格后，開始澆筑混凝土，混凝土采用商品混凝土、混凝土輸送泵運(yùn)送、插入式振搗器振搗的施工方法?；炷翝仓r(shí)不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，墩柱混凝土澆筑時(shí)混凝土泵車的膠皮管接長，從墩柱箍筋中穿到墩柱底澆筑，以皮管離澆注砼頂面不超過2m為標(biāo)準(zhǔn)控制好砼離地高度。為保證混凝土的振搗質(zhì)量，振搗時(shí)要滿足下列要求：a、混凝土采用水平分層灌注，每層厚度30～40cm，用插入式振搗器振搗，不要漏搗和過度振搗。振搗前振搗棒應(yīng)垂直或略有傾斜地插入混凝土中，傾斜適度，否則會(huì)減小插入深度而影響振搗效果。插入振搗棒時(shí)稍快，提出時(shí)略慢，并邊提邊振，以免在混凝土中留下空洞。b、振搗棒的移動(dòng)距離不超