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背景资料
某特大桥主桥为连续刚构桥,桥跨布置为(75+6×120+75)m,桥址区地层从上往下依次为洪积土、第四系河流相的黏土、亚黏土及亚砂土、砂卵石土、软岩。主桥均采用钻孔灌注桩基础,每墩位8根桩,对称布置。其中1#、9#墩桩径均为Φ1.5m,其余各墩桩径为Φ1.8m,所有桩长均为72m。
施工中发生如下事件:
事件一:该桥位处主河槽宽度270m,4#~6#桥墩位于主河槽内,主桥下部结构施工在枯水季节完成,最大水深4.5m。考虑到季节水位与工期安排,主墩搭设栈桥和钻孔平台施工,栈桥为贝雷桥,分别位于河东岸和河西岸,自岸边无水区分别架设至主河槽各墩施工平台,栈桥设计宽度6m,跨径均为12m,钢管桩基础,纵梁采用贝雷桁架、横梁采用工字钢,桥面采用8mm厚钢板,栈桥设计承载能力为60t,施工单位配备有运输汽车、装载机、切割机等设备用于栈桥施工。
事件二:主桥共计16根Φ1.5m与56根Φ1.8m钻孔灌注桩,均采用同一型号回旋钻机24小时不间断施工,钻机钻进速度均为1.0m/小时。钢护筒测量定位与打设下沉到位另由专门施工小组负责,钻孔完成后,每根桩的清孔、下放钢筋笼、安放灌注混凝土导管、水下混凝土灌注、钻机移位及钻孔准备共需2d时间(48h),为满足施工要求,施工单位调集6台回旋钻机,为保证工期和钻孔施工安全,考虑两个钻孔方案,方案一:每个墩位安排2台钻机同时施工;方案二:每个墩位只安排1台钻机施工。
事件三:钻孔施工的钻孔及泥浆循环系统示意图如图5-1所示,其中D为钻头、E为钻杆、F为钻机回转装置,G为输送管,泥浆循环如图中箭头所示方向。
事件四:3#墩的1#桩基钻孔及清孔完成后,用测深锤测得孔底至钢护筒顶面距离为74m。水下混凝土灌注采用直径为280mm的钢导管,安放导管时,使导管底口距离孔底30cm,此时导管总长为76m,由1.5m、2m、3m三种型号的节段连接而成。根据《公路桥涵施工技术规范》要求,必须保证首批混凝土导管埋置深度为1.0m,如图5-2所示,其中H1为桩孔底至导管底端距离,H2为首批混凝土导管埋置深度,H3为水头(泥浆)顶面至孔内混凝土顶面的距离,h1为导管内混凝土高出孔内泥浆面的距离,且孔内泥浆顶面与护筒顶面标高持平。混凝土密度为2.4g/cm3,泥浆密度为1.2g/cm3。
事件五:3#墩的1#桩持续灌注3个小时后,用测深锤测得混凝土顶面至钢筒顶面距离为47.4m,此时已拆除3m导管4节、2m导管5节。
事件六: 某桩基施工过程中,施工单位采取了如下做法:
(1)钻孔过程中,采用空心钢制钻杆。
(2) 水下混凝土灌注前,对导管进行压气试压试验。
(3)泵送混凝土中掺入泵送剂或减水剂、缓凝剂。
(4)灌注混凝土过程中注意测量混凝土顶面高程,灌注至桩顶设计标高时即停止施工。
(5) 用于桩身混凝土强度评定的混凝土试件置于桩位处现场, 与工程桩同条件养护。
【问题】
1.事件一中,补充栈桥施工必须配置的主要施工机械设备。结合地质水文情况,本栈桥施工适合采用哪两种架设方法?
2.针对事件二,不考虑各桩基施工工序搭接,分别计算两种方案主桥桩基础施工的总工期,应选择哪一种方案施工?
3.写出图5-1中设备或设施A、B、C的名称与该回旋钻机的类型。
4.事件四中,计算h1(单位:m)与首批混凝土数量(单位:m³)(计算结果保留2位小数,π取3.14)
5.计算并说明事件五中导管埋置深度是否符合《公路桥涵施工技术规范》规定?
6.事件六中,逐条判断施工单位的做法是否正确,并改正错误。
参考答案:见解析
解析:
1.(1)必须配置的主要施工机械设备有起重吊机、电焊机。
(2)本栈桥施工可采用悬臂推出法和履带吊机架设法。
2.一共9个墩,单机作业一根桩钻孔时间为3天(72÷1=72小时),从清孔到成桩时间为2天(48小时),所以一根桩从钻孔到成桩共耗时5天。
方案一:每个墩位安排两台钻机同时施工,共用时为5×8÷2×3=60天。
方案二:每个墩位安排一台钻机施工,共用时为5×8×2=80天,有3台机械闲置。
应选用方案一。
3.A为泥浆泵;B为泥浆槽(池);C为沉淀池。
该回旋钻机为正循环回旋钻。
4.H3=74-1-0.3=72.7m,h1=H3×γ泥/γ混凝土=(72.7×1.2)/2.4=36.35m
首批灌注混凝土量为:
V=πD2(H1+H2)/4+ πd2h1/4=(3.14×1.8×1.8×1.3)/4+(3.14×0.28×0.28×36.35)/4=5.54m3
5.导管此时的埋深为74-0.3-3×4-2×5-47.4=4.3m
因为规范规定混凝土应连续灌注,导管的埋置深度宜控制在2~6m,4.3m在规定范围内,因此符合《公路桥涵施工技术规范》规定。
6.(1)正确。
(2)不正确。改正:导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用压气试压。
(3)正确。
(4)不正确。改正:灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度,一般为0.5m,以保证混凝土强度,多余部分接桩前必须凿除,桩头应无松散层。
(5)不正确。改正:混凝土抗压强度应为标准方式成型的试件,置于标准养护条件下(温度为20±2℃及相对湿度不低于95%) 养护28d 所测得的抗压强度值(MPa) 进行评定。
【名师点拨】此题考查内容很灵活,需要与背景资料紧密结合答题。成孔方案的选择需要根据机械数量及墩位数量列式计算,选出合理的方案。首批混凝土数量计算同样需要思路清晰,理解图片相关信息与背景资料中提供的相关数据,列式计算。其它考查内容都是基本常识问题,不难,细心即可。