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水中大直徑鉆孔樁施工工藝
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2016-11-26 10:38:29

【摘要】本文就博瑞沿江橋水中鉆孔灌注樁的施工方法進行了探討實施,并在實際的施工過程中取得了良好的效果,對工程技術人員有一定的參考價值。

       【關鍵詞】水中鉆孔灌注樁施工
 
       目前,大部分橋梁基礎或者是房建基礎均采用鉆孔灌注樁形式,并且向大直徑方向發展,樁基的檢測手段參與超聲波無破損檢測,所以保證樁基施工的質量尤為重要。
 
       1工程概況
       金麗溫高速公路三期工程20合同項目部施工的溫溪沿江橋位于青田縣溫溪鎮甌江溫溪段。設計為鉆孔樁基礎,雙柱式墩,肋式橋臺,上部結構為35m后張法預應力箱梁,結構受力形式位為先簡支后連續。設計為分離式,左線橋長973.5m(K190+055~K191+028.5),右線橋長983.5m(K190+055~K191+038.5),左右線共有鉆孔灌注樁112根,直徑2000mm,全部位于甌江中。鉆孔樁100%采用超聲波進行檢測。
       甌江出口為東海,由于受潮汐影響,一般高潮水位標高為4.0左右,一般低潮水位為-1.0m左右,落差高達5m左右。
       地形情況:本合同段的橋梁沿溫溪鎮甌江而行,跨越330國道后接溫溪隧道。河床起伏較大,局部沖刷明顯。
       地質情況:河床覆蓋層為2~10m的圓礫,其下方為淤泥、卵石、風化凝灰巖。地下水豐富,含有流砂層。由于采砂船的影響,地層松散不穩定。
       由于本橋樁基設計為大直徑鉆孔灌注樁,并且全部位于水中,受漲落潮的影響,所以樁基的施工作為本橋的施工重點和難點進行控制。經過工程技術人員的探討和實踐,本橋的樁基施工采用如下施工工藝,并取得良好的效果,僅超聲波檢測全部為Ⅰ類樁。
 
       2施工工藝及技術措施
       2.1施工工序
       主要施工工序:平臺施工埋設單護筒鉆機就位鉆孔
       成孔一清安裝鋼筋籠和導管二清澆注砼鑿樁頭
       2.2施工過程
       2.2.1平臺施工
       根據本工程的特點,平臺主要采用鋼管樁平臺和筑島形式。如果采用鋼管樁平臺,必須經過受力檢算(檢算靜、動荷載)方可施工。主要要求:
       1)鋼管樁傾斜率在1%以內;
       2)平臺高出最高潮水位至少1m。
       3)平臺所鋪方木要連接緊密,縫隙不得超過10cm。
       4)平臺必須平整,各聯接處要牢固,各鋼管之間需用剪刀撐聯接,增強整體性。
       5)平臺的四周要設高1.2m左右的護攔,并留有踢角板。
       如果采用筑島平臺,筑島的高度必須要高于最高潮水位1m以上,
       寬度要滿足施工要求。
       2.2.2埋設單護筒
       若采用鋼管樁平臺,埋設護筒時必須采用雙層導向架進行導向定位,大型振動錘振動下沉,要求護筒必須穿過淤泥層,如果一次無法下沉到位,采用二次跟進下沉。
       若采用筑島平臺,在埋設護筒前先用挖掘機將樁位開挖,然后埋設護筒,護筒的四周必須夯填密實(可在護筒四周打入鋼管),保證在鉆進過程中不要發生大的位移。
       主要要求:
       1)鋼護筒直徑采用220mm,壁厚10mm。
       2)護筒中心與樁中心重合,允許誤差為50mm,豎直線傾斜不大于1%。
       3)護筒安裝不變形。護筒長度不夠時,分節接長,連接處要求筒內無突出物,并且要耐拉、壓,不漏水。
       4)護筒高度要高出地面0.3m以上,高于最高施工水位1.5~2.0m,并采用穩定護筒內水頭的措施。
       2.2.3鉆機就位
       采用JK型沖擊鉆機進行沖孔,鉆機性能良好,鉆錘重量不得輕于5.5噸,鉆錘直徑不得小于設計樁徑。鉆機安裝后的底座和頂端要平穩,在鉆進中不得產生位移,在鉆進過程中不得移位,鋼絲繩于樁中心線要重合(允許誤差2cm)。
       2.2.4鉆進
       成孔質量是保證樁基質量的基本條件,在開鉆前所有的準備工作要完善,要有完善的泥漿循環系統,經報檢合格后,方可允許開鉆。開鉆時的孔位要準確。開孔前應先往護筒內多加些粘土,如地表土層疏松,還應加入一定數量的片石,然后注入泥漿或清水,借鉆頭的沖擊把泥膏、片石擠向孔壁,以加固護筒腳。在開鉆時,要慢速鉆進,待導向部位或鉆頭全部進入地層后,方可加速鉆進。在鉆進的過程中必須要加強泥漿護壁,對于特殊的地質要采取針對性的處理措施:
       在砂、卵石地層中鉆進時,應多加入粘土,增大泥漿比重。沖程可大些。
       在淤泥層中鉆進時,適量投入片石,用小沖程將片石擠進孔壁加固,防止坍孔或縮孔。
       在通過漂石層或遇探頭石時,應先回填片石、粘土,再用鉆錘大、小沖程交替沖擊,以將漂石沖碎成鉆渣或擠進孔壁,在此過程中,應防止斜孔和坍孔。
       在鉆進過程中,如發現泥漿面冒出大量細小氣泡,進尺突然變慢,孔底標高回升等現象,說明是坍孔。首先應仔細分析,查明原因和位置,然后進行處理。輕者,可多投入粘土,加大泥漿比重,提高孔內水位,繼續鉆進;重者,須用粘土加片石回填至坍塌部位以上0.5m重鉆。
       當遇有鉆孔漏漿時,如護筒內水頭不能保持,應增加護筒埋深,適當減少水頭高度,或采取加稠泥漿,也可填入水泥、鋸末、片石、碎卵石土,反復沖擊,以增強護壁。
       主要要求:
       1)開孔時位置要準確,在整個鉆孔過程中保證鋼絲繩與樁位重合(要求每次交接班時對鋼絲繩進行對中校核,誤差2cm)。
       2)鉆進作業要連續進行,鉆孔記錄要及時填寫(正常鉆進時時間間隔最多不超過4小時),還要隨時控制泥漿稠度。要注意地層變化,在地層變化處均要撈取渣樣(撈取渣樣要求:地質變化處必須取樣;正常鉆進每2m取一次;對于嵌巖樁,接近微分化層時每0.5m取一次。嵌巖樁進入中分化層必須報檢確認方可繼續鉆進。渣樣提取后存放在小塑料袋中,并標明取渣時間、標高和渣樣名稱,以便查看),判明后記入記錄表中并繪制地質柱狀圖。
       3)鉆孔深度達到設計孔深后(對于摩檫樁,孔深不得小于設計孔深;對于嵌巖樁,孔深至少超深設計孔深5cm,并要嵌入巖層設計深度),采用檢孔器(直徑2m,要求箍筋在外,豎筋在內,長度大于8m)對孔深、孔位進行檢查,要滿足以下規范要求:孔位允許偏差50mm;孔徑不小于設計值;傾斜度小于1%,符合要求后方可成孔。
       2.2.5一清
       成孔后立即進行第一次清孔,在清孔排渣時,必須保持孔內水頭,防止塌孔。由于造漿粘土含砂率高,建議采用泥漿旋流器進行清孔。
       2.2.6安裝鋼筋籠和導管
       鋼筋籠的制作尺寸按照設計圖紙進行,摩檫樁的鋼筋籠長度按照設計圖紙制作,嵌巖樁的鋼筋籠長度按照實際孔深制作。由于鋼筋籠較長,采用分段加工,鋼筋籠經檢查合格后方可允許安裝,鋼筋籠的接頭采用單面搭接焊。
       主要要求:
       1)安裝鋼筋籠時含砂率不得大于10%,沉渣厚度不得大于20cm。
       2)在骨架外側設置控制保護層厚度的墊塊,其間距豎向為2m,橫向圓周不得少于4處。
       3)焊接質量:焊接長度不小于10d,寬度不小于0.7d,厚度不小于0.3d,焊縫要飽滿,焊渣清理干凈,不得燒傷母材。同一截面的焊接接頭數量不得超過接頭總數的50%。焊條必須采用5字頭。
       4)鋼筋籠在吊裝的過程中不變形。
       5)接頭焊好經報檢檢查合格后方可入孔。
       6)焊工必須持證上崗。
       7)鋼筋籠的定位:控制頂面高程采用吊筋焊接在護筒四周(吊筋長度=護筒頂標高-樁頂標高),控制平面位置采用將泥漿抽至系梁底進行定位,定位準確后焊接保護筋并割掉十字加強筋。
       8)聲測管要求高出系梁底50cm,并注滿清水,接頭出密封不漏水。
       鋼筋籠安裝完畢后安裝導管,導管事先必須要做水密試驗,保證導管的水密性良好,在安裝導管時注意:絲扣處要刷洗干凈并涂抹黃油,檢查墊圈完好后擰緊,保證不漏水。安裝導管的過程中要記錄號安裝順序和長度,作為灌樁拆管的依據。
       2.2.7二清
       導管安裝完成后,即可利用導管進行二次清孔,在灌注砼前,泥漿的性能指標必須滿足規范要求,即含砂率<2%,比重1.03~1.1,粘度17~20s。
       2.2.8灌注砼
       本橋樁基砼設計為C25。灌注砼采用強制式攪拌機生產,輸送泵送料,加設儲料斗集中下料。
       灌注砼前所有的準備工作必須完善,主要包括:人員、設備全部到位,首批砼滿足規范要求(不小于6m3),由試驗室開出施工配合比,具備應急措施,原材料數量足夠并檢驗合格等。以上的準備工作完善和泥漿的性能指標以及沉渣厚度(摩檫樁為40cm,嵌巖樁為5cm)達到規范和設計要求后方可開盤。
       首批砼拌和物下落后,砼必須連續灌注。導管埋設控制在4~8m,拆除導管時必須先測孔深,與實灌數量進行對比,確認無誤后,現場根據技術人員的要求進行拆除。灌注砼要作好原始記錄。
       主要要求:
       1)首批灌注砼的數量要滿足導管首次埋置深度和填充導管底部的需要。導管提離底面0.2~0.4m,埋深1m,首次灌注砼的數量不少于6m3。
       2)砼的坍落度控制在18~22cm之間。
       3)計量設備準確,嚴格按照施工配合比進行計量。
       4)在灌注砼的過程中,禁止隨意上下拉動導管,拆除導管時,要慢慢提動導管,導管的接頭處不得用水沖洗。
       5)整個樁的灌注要在砼的初凝時間前完成。
       6)為了保證樁頭質量,超灌50~100cm。
       2.2.9鑿樁頭
       待砼灌注完成2小時后方可鑿除樁頭松散砼,鑿到離系梁底5cm左右加水進行養護,待28天后進行聲波檢測。
 
       3質量措施
       1)測量必須采用工程部下發的導線點和水準點進行,在測量的過程中隨時檢查點位穩定情況,發現問題及時上報。在鉆進的過程中,要隨時復核樁位。
       2)投入本工程所有的原材料必須合格。
       3)計量設備必須經過標定,計量準確。
       4)嚴格按照試驗室下達的配料單進行拌和,確保砼的質量。
       5)砼拌和物運至灌注地點時,要檢查其均勻性和坍落度,如不符合要求,要進行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求時,不得使用。
       6)要配備發電機,隨時可以啟用,停電時要保持砼灌注的連續性。
       7)灌注砼時,要控制好導管的埋深,防止發生斷樁。
       8)在灌注過程中,當導管內砼不滿,含有空氣時,后續砼灌注應徐徐灌入,以免在導管內形成高壓氣栓塞,導致導管漏水,造成砼出現夾層或離析。

 

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