橡胶抽拔棒在公路桥梁施工中的运用

王 科

橡胶抽拔棒在公路桥梁施工中的运用

王 科

结合具体工程实例,针对利用特殊橡胶抽拔棒取代波纹管及其检测管方案进行了介绍,从工作原理入手分析其可行性,从经济、实用、安全等方面阐述了其优点,对实际施工有一定指导作用。

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1 波纹管及检测管使用现状

常规桥梁施工过程中,目前桩基检测大多采用超声波无损检测方法,需要在钢筋笼安装的同时安装检测管,预留下超声波发射器、接收器上下行走空洞,一般设计上采用对焊接、套管焊接3mm厚φ57钢管,每米重 4 kg,约 18元,在施工过程中成本很高,同时由于管材很笨重,工人操作不便,加上焊接工艺完全取决于工人的技术水平。近期各厂家生产出专门用于桩基检测的检测管,比较薄,每米重 1.1 kg左右,设置了专门的接头、封底等配件。但是由于其管壁薄,刚性差,不便与钢筋笼固定,在混凝土灌注过程中接头也经常破损。所以安装检测管容易导致漏浆、堵管,给检测带来极大不便。后张法预应力梁施工时,为了预留预应力筋的孔道,常规方法采用埋设波纹管。波纹管可以根据需求量大小决定现场定做或者购买成品,因其由薄钢带通过特型机械轧制而成,波纹管的加工、安装工序都比较繁琐、耗费时间、成本较高,而且容易出现连接不密贴、拐弯线形不达标、接头破损、漏浆堵管等后果,以至于在穿钢绞线时需要在堵塞处凿开梁体,修补后就影响梁体外观、受力,堵塞严重情况将导致梁体报废。

2 橡胶抽拔棒的运用

晋济高速公路二标段华岭坡大桥位于山西晋城市大箕镇苇元村,地质情况为地面以下 0m～3m为褐黄色砂土,3m～11m为强风化泥灰岩,11m以下为弱风化灰岩。桩基类型为嵌岩桩,直径为 1.5m,长度在 16m～28m之间。施工图设计桩基检测管为 3根 3mm厚φ57钢管,该桥施工适逢钢材价格较高,另外进场道路不好,材料运输极为不便。后采用陕西省奉天橡胶工业公司生产的“奉天”φ60抽拔棒,分别在各种混凝土温度、桩基长度、人工与机械抽拔措施等情况下比对与探索,摸索出利用橡胶抽拔棒替代桩基检测管的成功方法。实施后成孔孔道顺直,完全符合声测要求,取得很好效果。大桥于 2008年 12月完工验收。

1)原理分析。抽拔棒的工作原理就是由于塑料具有不可压缩性、不吸(渗)水及不粘结混凝土等特性,使得在混凝土浇筑过程中,混凝土能够在抽拔棒周围经过强力振捣后凝固密实同时保留出抽拔棒所在的圆孔空间;塑料同时具有一定程度的弹塑性,混凝土凝固后,抽拔棒在轴向受力时径向截面尺寸将略微变小,并使得塑料与混凝土的界面剥离开,比较容易的从已经形成的混凝土孔洞中拔出。从其受力过程分析可以得出定论：用于抽拔棒上的力是使抽拔棒发生径向变小的力加上其与混凝土弯曲孔道之间的摩擦力(如果有),而不是抽拔棒与混凝土的粘结力和全管道的摩擦力,因此抽拔所需力量是较小的,施工较为方便。

2)运用过程。a.抽拔棒取代桩基检测管。钢筋笼的安装制作与普通钢筋笼相同,钢筋笼制作完成后按照设计(或者检测需要)位置安装抽拔棒,抽拔棒的固定采用φ8钢筋加工成的定位器点焊固定在钢筋加强箍筋上,固定程度以压入抽拔棒体 1mm～2mm为准,太松则在钢筋笼下放或者混凝土浇筑过程中,抽拔棒容易扭曲导致检测孔洞不顺直,太紧则不易抽拔出来。抽拔棒的长度要比最长桩基长 3m(还要考虑今后用于梁板预制使用的长度),便于操作。由于抽拔棒是中空的,下端在钢筋笼就位前必须堵塞,堵塞采用吸水性较弱、膨胀率低的材料,以免抽拔时形成“倒楔”现象。钢筋笼与抽拔棒就位后按照常规方法浇筑、振捣混凝土,保证连续浇筑,以免影响桩基的质量,桩基浇筑时需要测量并记录混凝土的温度,以备抽拔参考。混凝土浇筑完成后拆换桩基灌注设备,搭设抽拔所需立架及卷扬机或倒链等设备,达到了混凝土终凝后就可以抽拔,抽拔棒拔出后立即向孔内灌注养护水,从桩基内部纵深养护混凝土,进一步保证桩基强度的生成。经过现场反复试验比较,人工倒链要比卷扬机抽拔方便、经济、操作性强。b.抽拔管取代梁板波纹管。梁板钢筋加工安装完成后,即可按照设计位置安装抽拔棒,安装抽拔棒方法与波纹管方法相同,采用定位筋固定,不同的是抽拔棒是两段在梁中间拼接好并用胶带固定好(便于从两段抽拔时中间自然断开),再一次全面检查抽拔棒的位置及固定情况就可以按照设计拼装模板,固定好后就开始浇筑混凝土,混凝土浇筑与平常梁板混凝土浇筑程序一样,施工时可加强振捣,保证混凝土密实,不必担心抽拔棒破裂或者漏浆。在最后一层混凝土终凝后,采用提前固定于预制场地板上小型卷扬机将抽拔棒抽拔出,并及时灌注混凝土养生水,使梁体得到养护。其后的穿束、张拉、压浆、封锚等工序照常进行。

3 安全、质量、经济、可操作性比较

1)抽拔棒固定在钢筋骨架上,施工过程中简单采用卷扬机抽拔,抽拔棒回弹力几乎为零,对人员设备不形成安全隐患。检测管的安装、拼接及梁体波纹管的制作安装过程都会有一定安全隐患,因此抽拔棒的使用比传统的检测管与波纹管安全。2)抽拔棒抽出后可以直接向孔内灌水降低水泥水化热并从内部养护混凝土,对混凝土强度养成极为有利;采用检测管及波纹管极易漏浆堵管,使得重新钻孔或者开窗,从而留下质量隐患。3)抽拔棒目前市场价约85元/m,可以循环使用 100次,则每次折合 0.85元/m,但目前检测管市场价格为 18元/m,波纹管市场价格为 8元/m,经济效益一目了然。4)抽拔棒工艺简单,不需特别的脱离剂,且人工或小型卷扬机均能操作,但检测管及波纹管的拼接与安装则费时费力,且经常容易出现意外导致工程进度受阻。预防及问题处理：笔者在长期施工过程中从未出现抽拔断裂现象,但任何工艺均需有应急预案。如果在抽拔过程中,发生抽拔棒断裂,则只需用足够长 φ16钢筋连接上φ22麻花钻孔,直接按照螺旋原理钻进断留在混凝土里面的抽拔棒约30 cm,直接提出混凝土即可。

4 结语

1)使用条件：凡是在环境温度 0℃～55℃、能够重复使用(孔径相同、能形成流水作业)、预留孔洞在φ50mm～φ135mm之间、深度不超过 35m的工序上,均可使用。2)使用参数：抽拔时间、温度的乘积接近 200,比较省力又经济。由于抽拔棒的生产流水线最大长度为 34m,考虑传力损失长度等因素,抽拔棒长度不能超过 30m。施工前不需要涂刷任何脱离剂。3)为其他需要多处、多次预留孔洞及橡胶制品用于工程上提供一种新兴思维方向。

App lication of rubber stirring stick in highway bridge construction

WANG Ke

Integrating with specific project case,it introduces the special rubber stirring stick for replacing bellows and detector tube,analyzes its feasibility from working p rinciple,discusses its advantages from angles of economy,practice,and security and so on,which has certain guidance for actual construction.

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U 445

A

1009-6825(2011)09-0187-02

2010-11-29

王 科(1971-),男,工程师,中铁隧道集团二处有限公司,河北三河 065200