鉆孔樁基礎(chǔ)施工及質(zhì)量控制
2017-07-31
1工程概況
鉆孔樁基礎(chǔ)施工采用架設(shè)浮橋作為施工機(jī)具及材料的運(yùn)輸通道。在墩位處打設(shè)鋼管樁平臺(tái)作為臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)；在作業(yè)平臺(tái)上安裝導(dǎo)向架，利用水上浮吊振動(dòng)下沉鋼護(hù)筒，對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行平聯(lián)后，架設(shè)大梁，安裝鋼鋪面板，構(gòu)成鉆孔作業(yè)平臺(tái)。鉆孔作業(yè)平臺(tái)上安裝鉆孔機(jī)械、布設(shè)泥漿循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)施鉆孔作業(yè)；鉆進(jìn)中采用PHP高性能泥漿，嚴(yán)格控制泥漿比重，確保成孔質(zhì)量，成孔后采用換漿法清孔。清孔合格后，吊車吊放鋼筋籠；鋼筋籠長(zhǎng)小于15m的整節(jié)預(yù)制，超過(guò)15m的分節(jié)預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)焊接連接成整體。經(jīng)二次清孔后，混凝土地泵輸送導(dǎo)管法灌注成樁。施工中必須嚴(yán)格控制孔內(nèi)沉渣厚度、空孔時(shí)間、水下混凝土灌注速度和灌注連續(xù)性，確保成樁質(zhì)量。
2鉆機(jī)選型
根據(jù)對(duì)大橋主跨地質(zhì)、水文等自然條件的綜合分析，結(jié)合現(xiàn)有的施工機(jī)械裝備及施工經(jīng)驗(yàn)，該大橋主跨深水群樁基礎(chǔ)擬采用GPS-22型全液壓轉(zhuǎn)盤式正反循環(huán)回旋鉆機(jī)實(shí)施鉆孔施工。該鉆機(jī)采用液壓傳動(dòng)，集中液電復(fù)合操縱，安全可靠；可采用正、反循環(huán)兩種鉆孔工藝，鉆進(jìn)速度快，適應(yīng)各種地層，最大鉆孔直徑2.0m，最大鉆孔深度100m，滿足沙潁河大橋深水基礎(chǔ)施工的需要。
3施工工藝
3.1 PHP高性能泥漿制備
PHP高性能泥漿的作用主要是平衡底層壓力，懸浮、攜帶鉆渣，潤(rùn)滑、冷卻鉆頭，形成泥皮、增加孔壁穩(wěn)定性。沙潁河大橋主墩處地質(zhì)條件為多為粉砂、細(xì)砂等易坍塌地層，為保護(hù)鉆孔施工時(shí)護(hù)壁的穩(wěn)定，在樁基施工中必須采用不分散、低固相、高黏度的PHP高性能泥漿。
選配的PHP高性能泥漿指標(biāo)必須達(dá)到如下要求：1）泥漿比重：鉆孔時(shí)選1.15～1.35，清孔時(shí)1.05～1.1；2）粘度19～28s；3）含砂率≤4%；4）膠體率≥96%；5）失水率≤20ml/30min；6）靜切力1～2.5Pa；7）pH值為8～10。
PH高性能泥漿配制時(shí)，黏土及化學(xué)藥品摻加順序?yàn)轲ね?rarr;分散劑→絮凝劑→提黏劑，如黏土→燒堿（NaOH）→PHP→CMC。加入化學(xué)藥品時(shí)應(yīng)先制成水劑，再在泥漿攪拌機(jī)里拌好，緩慢加入。
泥漿的排放處理：鉆孔時(shí)，經(jīng)過(guò)泥水分離器處理后的泥漿可重復(fù)、循環(huán)利用，鉆孔沉碴則用汽車運(yùn)至當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門指點(diǎn)地點(diǎn)，妥善處理，避免污染環(huán)境。鉆孔完成后，廢棄泥漿全部用密封車輛運(yùn)至地方環(huán)保部門指定地點(diǎn)處理。嚴(yán)禁向河道內(nèi)灘地及水體中直接排放鉆渣和廢棄泥漿。
3.2 鉆孔作業(yè)
開(kāi)鉆前檢查鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，鉆機(jī)底部有無(wú)變形，固定鉆架的纜風(fēng)繩有無(wú)松動(dòng)，護(hù)筒位置是否符合設(shè)計(jì)要求等。
鉆進(jìn)時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件控制進(jìn)尺速度，開(kāi)始用慢速檔，正常鉆進(jìn)后，適當(dāng)調(diào)整鉆速，鉆進(jìn)中采用孔底承受鉆壓不超過(guò)鉆具重力 （扣除浮力）的80%減壓鉆進(jìn)，確保成孔穩(wěn)定。
當(dāng)平衡架移動(dòng)至鉆架滑道下端時(shí)，需要接換鉆桿。每次接換鉆桿之前，停止鉆進(jìn)，鉆機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)；泥漿繼續(xù)循環(huán)約1～3min，待鉆桿內(nèi)鉆碴排完后，方可停機(jī)。停機(jī)、停泵后，將平衡架提升，鉆桿上接頭卡在孔口，拆除平衡架與鉆桿的連接螺栓，平衡架升至鉆架上部，利用副卷?yè)P(yáng)機(jī)吊起要接換的鉆桿，下端與原鉆桿相接，上端與平衡架連接。鉆孔排渣、提取鉆頭除土、檢修鉆機(jī)或其它原因停鉆時(shí)，必須將鉆頭提出孔外。
3.3第一次清孔
完成終孔的檢查工作以后，需要及時(shí)的清孔，開(kāi)展清孔工作的主要目的是確保泥漿中的泥渣量、相對(duì)密度、鉆孔樁底部的沉積的渣子等一些重要的技術(shù)指標(biāo)能夠滿足相應(yīng)的規(guī)范要求，這樣能更好的灌注混凝土。抽漿清孔是清孔常采用的一種方法，初步清孔時(shí)通常選用換漿法。鉆孔的深度滿足設(shè)計(jì)的要求以后，對(duì)其進(jìn)行孔深、孔徑、鉆孔傾斜度檢查，各項(xiàng)指標(biāo)都滿足要求以后，將鉆渣和泥漿使用離心吸泥泵將其抽出，為了避免出現(xiàn)坍孔的不良現(xiàn)象，在整個(gè)排渣的過(guò)程中，一定確?？變?nèi)水頭高于施工水位2.0m。清孔后經(jīng)過(guò)檢查都達(dá)標(biāo)以后，完成清空工作。
3.4 鋼筋籠加工、吊裝及聲測(cè)管安裝
鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)分節(jié)加工，當(dāng)鋼筋籠長(zhǎng)小于15m時(shí)整節(jié)預(yù)制，超過(guò)15m時(shí)分節(jié)預(yù)制。鋼筋在使用前清除表面的油污、鐵銹。鋼筋應(yīng)順直，無(wú)局部曲折。對(duì)直徑小于25mm的受力主筋接長(zhǎng)采用搭接電弧焊，接頭采用雙面焊縫，焊縫長(zhǎng)度保證5d的規(guī)范允許值范圍。對(duì)于直徑大于25mm的受力主筋采用直列螺紋套筒連接。箍筋采用間隔法點(diǎn)焊，隔一焊一，焊接牢固，以保證下放鋼筋籠時(shí)箍筋的移位。
鋼筋籠嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙制作，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。安排專人對(duì)鋼筋骨架的綁扎和幾何尺寸進(jìn)行核查。使用十字支撐對(duì)鋼筋籠進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸蹋悦獬霈F(xiàn)變形在吊裝的過(guò)程中。用吊車將鋼筋籠吊入孔內(nèi)，使用搭接焊在空口處進(jìn)行連接，同時(shí)使上節(jié)與下節(jié)始終處于一條軸線上。
鋼筋籠加工允許偏差。
檢查項(xiàng)目 允許偏差（mm）
受力鋼筋間距 灌注樁 ±20
箍筋、橫向水平鋼筋、螺旋筋間距 0，-20
鋼筋骨架尺寸 長(zhǎng) ±10
寬、高或直徑 ±5
保護(hù)層厚度 ±10
聲測(cè)管采用螺紋套管連接，在施工運(yùn)輸過(guò)程保證套管的清潔，連接時(shí)在套筒口涂抹潤(rùn)滑油，保證連接順利以及水密性。
鋼筋骨架在下放時(shí)緩慢下放，注意防止碰撞孔壁，如遇到下放困難的情況，對(duì)照地層地質(zhì)情況，分析原因后，排除阻力后再下入。鋼筋籠下放的深度滿足設(shè)計(jì)的要求以后，為防止在下放的過(guò)程中出現(xiàn)掉籠的不良情況，使用懸掛器將鋼筋籠與平臺(tái)或護(hù)筒牢固的連接起來(lái)。在安裝鋼筋籠的過(guò)程中，一定要做好對(duì)中工作，同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土保護(hù)層的厚度確保其滿足設(shè)計(jì)的要求。 3.5 導(dǎo)管安裝
導(dǎo)管用φ300mm無(wú)縫鋼管制作，每節(jié)長(zhǎng)2.0m～5.0m，配1～2節(jié)長(zhǎng)0.5m～1.5m短管，絲扣連接。使用前對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，保證導(dǎo)管不漏水。導(dǎo)管安裝后，其底部距孔底留250mm～400mm的空間。
3.6 第二次清孔
雖然完成了第一次的清孔工作，但是在對(duì)導(dǎo)管和鋼筋籠進(jìn)行安放的過(guò)程中，沉渣也會(huì)在孔底產(chǎn)生，因此導(dǎo)管和鋼筋籠就位以后，還需要利用導(dǎo)管完成第二次的清空工作。第二次清空的具體做法是在導(dǎo)管頂部安裝一個(gè)彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再?gòu)目椎籽刂鴮?dǎo)管置換沉碴。第二次清孔的標(biāo)準(zhǔn)是，一定要確?？椎纳疃葷M足設(shè)計(jì)的要求，孔底泥漿密度控制在不大于1.15的范圍內(nèi)，然后開(kāi)始水下混凝土的灌注。
3.7 灌注水下混凝土
安裝導(dǎo)管時(shí)使其置放孔中、軸線順直、平穩(wěn)沉放，防止掛鋼筋籠和碰撞孔壁。導(dǎo)管上口設(shè)漏斗和儲(chǔ)料斗，下口距孔底約0.4m。
采用水下灌注混凝土。在漏斗底口設(shè)置橡皮球隔水設(shè)施，采用砍球法灌注首批混凝土，灌注開(kāi)始后，一定要連續(xù)地灌注，杜絕中途停灌的現(xiàn)象。
導(dǎo)管提升時(shí)，要保持導(dǎo)管位置居中，嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋置深度，確保導(dǎo)管的埋置深度始終大于1m。在對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拆除時(shí)，動(dòng)作要跟的上，整個(gè)過(guò)程的時(shí)間要控制在15min內(nèi)。樁頂灌注標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高超灌0.5m。施工用的鋼護(hù)筒，在灌注結(jié)束后、混凝土初凝前拔出。
施工注意事項(xiàng)：灌注混凝土的過(guò)程中，若導(dǎo)管內(nèi)含有一定量的空氣混凝土不滿時(shí)，灌入混凝土?xí)r一定要慢慢灌入，防止由于空氣的存在形成高壓氣囊，出現(xiàn)堵管事故。鉆機(jī)操作人員必須穿絕緣膠鞋，帶安全帽。灌樁過(guò)程中拆卸導(dǎo)管的長(zhǎng)度應(yīng)由孔內(nèi)的混凝土面位置決定，在拆卸前測(cè)量混凝土面距護(hù)筒距離，在保證埋不小于2m的條件下計(jì)算需拆除的導(dǎo)管節(jié)數(shù)，防止因拆除導(dǎo)管時(shí)出現(xiàn)導(dǎo)管在水下混凝土中埋深不足的情況，減小樁基混凝土施工隱患。
4 結(jié)論
綜上所述，影響鉆孔樁基礎(chǔ)施工的因素有很多，施工人員在施工的過(guò)程，一定要針對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題采取有效的措施，盡量減少類似的不良狀況的出現(xiàn)。同時(shí)施工的過(guò)程中做到層層把關(guān)嚴(yán)格控制，確保工程的質(zhì)量。
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