淺談懷溝大橋鉆孔灌注樁施工
2017-09-04
懷溝大橋位于固原市原州區(qū)附近的懷溝上，中心樁號(hào)K1+910，軸線與懷溝交角105度。橋梁起點(diǎn)樁號(hào)K1+825.5，終點(diǎn)樁號(hào)為K1+944.5，懷溝大橋?yàn)?-40米裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋，橋墩柱式墩、空心薄壁墩，最大墩高47.9米，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋臺(tái)為肋式臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋梁全長(zhǎng)169米，橋梁寬20米；橋墩采用圓柱墩和空心薄壁墩。
本橋鉆孔灌注樁基礎(chǔ)樁徑有Φ1.5、Φ1.8兩種，均按拄樁設(shè)計(jì)。共有Φ1.5鉆孔灌注樁544m，Φ1.8鉆孔灌注樁2840m，擬采用旋挖鉆機(jī)成孔，導(dǎo)管法灌注水下混凝土。
鉆孔灌注樁施工工藝流程為：平整場(chǎng)地→設(shè)立工作臺(tái)→樁位放樣→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)→成孔→清孔→提鉆→下放鋼筋籠→下導(dǎo)管→灌注水下砼→拔除護(hù)筒→鑿除樁頭→驗(yàn)收
1 施工準(zhǔn)備
平整墩臺(tái)位置施工場(chǎng)地，用全站儀測(cè)設(shè)樁位并放出十字護(hù)樁，以方便隨時(shí)檢查樁位。制作鋼護(hù)筒，加工鉆孔樁鋼筋籠，儲(chǔ)備粘土，用于灌注水下混凝土的導(dǎo)管檢查其密封性，準(zhǔn)備泥漿池、沉淀池并做好泥漿排放措施，防止污染環(huán)境。
?。?）埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒一律采用鋼護(hù)筒，內(nèi)徑比樁徑大20～30cm，節(jié)長(zhǎng)2.0～2.5m。護(hù)筒埋設(shè)深度2.0～3.0m，其頂端高出地面至少0.3m，高出地下水位1.5m以上。旱地護(hù)筒采用挖埋法，護(hù)筒周圍用粘土夯實(shí)。護(hù)筒節(jié)間焊接要嚴(yán)密，謹(jǐn)防漏水。
?。?）護(hù)筒埋設(shè)要求準(zhǔn)確豎直，護(hù)筒頂面中心和護(hù)筒底面中心位置與設(shè)計(jì)偏差小于2cm，護(hù)筒豎向的傾斜度不得大于1%。
?。?）泥漿制備。用于護(hù)壁的粘土，其性能指標(biāo)需符合規(guī)范要求。為保證泥漿的供應(yīng)質(zhì)量，施工時(shí)設(shè)置制漿池、貯漿池及沉淀池。泥漿傳送采用泥漿槽和泥漿泵。在鉆孔作業(yè)中隨時(shí)檢驗(yàn)?zāi)酀{比重、粘稠度、含砂率、膠體率等，及時(shí)調(diào)整，確保護(hù)壁良好，鉆進(jìn)順利，一般情況下泥漿指標(biāo)保持在相對(duì)相對(duì)密度1.20～1.40，粘度保持在22-23 Pa.s，含砂率≤4，膠體率≥95，并及時(shí)填寫(xiě)泥漿試驗(yàn)記錄。泥漿循環(huán)使用，廢棄泥漿沉淀后妥善處理。
（4）鉆機(jī)就位。采用旋挖鉆機(jī)。鉆機(jī)就位后，調(diào)平機(jī)座，量測(cè)檢查鉆頭中心與護(hù)筒中心是否在一條鉛垂線上，與孔位中心的偏差是否在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。檢查鉆桿的垂直度是否滿足要求及鉆桿、鉆頭等部位連接是否牢固、運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好。
2 鉆孔作業(yè)
開(kāi)鉆前應(yīng)縱橫調(diào)平鉆機(jī)，安裝導(dǎo)向套，將鉆機(jī)緩慢放下，使鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位。當(dāng)電源指針偏向無(wú)負(fù)荷狀態(tài)時(shí)即開(kāi)始下鉆，在鉆孔過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常觀察電流表，如超過(guò)額定電流時(shí)應(yīng)放慢下鉆速度。操作的過(guò)程中，需要改變鉆桿的回旋方向時(shí)，須等鉆桿完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后再重新啟動(dòng)。
在開(kāi)始鉆進(jìn)或穿過(guò)軟硬土層交界處時(shí)，為保持鉆桿豎直，宜緩慢進(jìn)尺。在含圓礫、角礫的土層或含水量較大的軟塑粘性土層中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)盡量減少鉆桿晃動(dòng)，以免擴(kuò)大孔徑。
鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)清除孔口積土和地面散落土。遇到孔內(nèi)滲水、塌孔、縮頸等異常情況時(shí)，應(yīng)將鉆具從孔內(nèi)提出，研究妥善處理。
在硬夾層中鉆進(jìn)時(shí)可采取以下方法：對(duì)于直徑小于10cm的石塊，可采用普通螺旋鉆頭鉆進(jìn)；對(duì)于直徑大于成孔直徑1/4的石塊，宜用鑲焊硬質(zhì)合金的耙齒鉆頭慢速鉆進(jìn)，石塊一部分可擠進(jìn)孔壁，一部分沿螺旋鉆桿輸出鉆孔。
幾種常見(jiàn)鉆孔事故的預(yù)防及處理：
坍孔：坍孔多發(fā)生于松散砂層中，多數(shù)原因是泥漿粘度不夠，頭壓力不足，護(hù)壁情況不好造成，也有操作上的原因。處理方法：坍孔較少的可以改善泥漿的指標(biāo)，加大泥漿比重，繼續(xù)鉆進(jìn)，重者則孔內(nèi)回填粘土，待恢復(fù)密實(shí)后重鉆。
斜孔：在鉆孔時(shí)，由于鉆孔方向偏斜產(chǎn)生斜孔，嚴(yán)重者影響鋼筋籠的安裝和樁的質(zhì)量。斜孔的原因主要是鉆機(jī)、安裝的不正、不穩(wěn)及鉆桿的彎曲、操作不良等，也有鉆進(jìn)中如遇到較大巖石塊時(shí)而引起彎孔的現(xiàn)象。斜孔不嚴(yán)重時(shí)，可重新調(diào)整鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)；較嚴(yán)重時(shí)，可采用上、下反復(fù)孔的辦法加以處理，使鉆孔正直；嚴(yán)重時(shí)，要在孔內(nèi)回填粘土，待恢復(fù)密實(shí)后重鉆。
3 清孔及成孔檢查
終孔后，會(huì)同監(jiān)理工程師檢孔，報(bào)驗(yàn)審批。合格后迅速清孔，清孔采用掏渣法和換漿法，嚴(yán)禁用加深鉆孔的方法代替清孔。測(cè)量孔徑、孔深、孔位和沉淀厚度，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)和施工要求后，方可灌注砼。清孔后從孔底提出泥漿試樣，進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)，泥漿應(yīng)達(dá)標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)密度1.03—1.1；粘度17—20Pa.s；含砂率<2%；膠體率>98%。測(cè)量孔底沉淀厚度，要求小于5cm，清孔完畢后，由質(zhì)檢人員對(duì)孔徑、傾斜度進(jìn)行測(cè)量并認(rèn)真填寫(xiě)紀(jì)錄，檢測(cè)合格后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師進(jìn)行檢測(cè)，報(bào)驗(yàn)審批后，方可進(jìn)行下道工序。
4 鋼筋骨架制作、運(yùn)輸和起吊就位
4.1 制作
鋼筋、機(jī)械、焊條等的品種、規(guī)格和技術(shù)性能應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。冷拉鋼筋的機(jī)械性能必須符合規(guī)范要求，鋼筋平直，表面不應(yīng)有裂皮和油污。鋼筋骨架制作采用加勁筋成型法。鋼筋籠分段制作，孔口焊接，每段長(zhǎng)8-10m。同時(shí)，根據(jù)保護(hù)層要求，焊接鋼筋“耳朵”，焊在骨架主筋外側(cè)，布置間距以沿孔徑豎向每隔2.0m左右設(shè)一道，每道沿周圍對(duì)稱設(shè)置4-6個(gè)。
4.2 骨架的運(yùn)輸
骨架的運(yùn)輸，采用在平車上加托架的方法運(yùn)輸，保證鋼筋骨架運(yùn)輸過(guò)程中不變形。
4.3 骨架的起吊和就位
鋼筋骨架起吊和就位利用吊車起吊，為了保證骨架起吊時(shí)不變形，采用兩點(diǎn)法，中點(diǎn)到三分之一點(diǎn)之間，綁扎兩根杉木桿，起吊時(shí)，先提第一吊點(diǎn)，使骨架稍提起，再與第二吊點(diǎn)同時(shí)起吊，提起至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止，骨架通過(guò)槽鋼或鋼管固定于臨時(shí)設(shè)于孔口的井字架上，即可松開(kāi)吊點(diǎn)，骨架上下節(jié)連接要保證主筋軸線同心，同時(shí)測(cè)量鋼筋骨架的標(biāo)高是否與設(shè)計(jì)相符，偏差不得大于±5cm，質(zhì)檢人員應(yīng)做詳細(xì)的標(biāo)記，請(qǐng)監(jiān)理工程師進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后可以進(jìn)入下道工序鋼筋安裝的檢查項(xiàng)目.
5 澆注水下砼
灌注用砼采用商砼和攪拌站集中供應(yīng)砼，罐車運(yùn)輸砼至施工現(xiàn)場(chǎng)，要由質(zhì)檢人員和試驗(yàn)人員對(duì)進(jìn)場(chǎng)商砼的坍落度、溫度逐車進(jìn)行檢測(cè)，并由監(jiān)理工程師旁站控制坍落度，檢測(cè)結(jié)果符合規(guī)范及施工要求后，可以進(jìn)行砼灌注。
灌注水下砼采用導(dǎo)管法。導(dǎo)管用無(wú)縫鋼管制成，壁厚3mm，內(nèi)徑為300mm，中間節(jié)長(zhǎng)2m，底節(jié)長(zhǎng)4m，導(dǎo)管采用絲扣連接，導(dǎo)管使用前要調(diào)直，并試拼組裝進(jìn)行拉力和水密試驗(yàn)，以保證導(dǎo)管在灌注水下砼的過(guò)程中不漏水、漏漿，并防止拉斷。水密壓力計(jì)算公式如下； P=rChC-rWHW
P—導(dǎo)管可能受到的最大內(nèi)壓力（KPa）
rC—混凝土拌和物的重度（取24kN/m3）
hC—導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱最大高度（m），以導(dǎo)管全長(zhǎng)或預(yù)計(jì)的最大高度計(jì)；
rW—井孔內(nèi)水或泥漿的重度（kN/m3）
HW—井孔內(nèi)或泥漿的深度（m）。
2）安裝導(dǎo)管時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng)
?、賹?dǎo)管的長(zhǎng)度必須精確丈量，并做好記錄，以作為安裝和拆除導(dǎo)管的依據(jù)；
②導(dǎo)管吊入孔內(nèi)以前，應(yīng)用測(cè)繩對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)量，導(dǎo)管底應(yīng)保持距孔底0.4m左右，避免導(dǎo)管下口被沉淀物堵塞，造成卡管事故；
?、鄣跹b導(dǎo)管時(shí)，要保持導(dǎo)管的垂直狀態(tài)，防止傾斜掛卡鋼筋骨架；
?、軐?dǎo)管下放受阻時(shí)，應(yīng)查明原因并采取徐起徐落和正反旋轉(zhuǎn)來(lái)加以解除，不得用高起猛落的方法；
?、輰?dǎo)管下放時(shí)，要逐節(jié)檢查絲扣有否松動(dòng)。
6 鑿除樁頭
砼灌完24小時(shí)后在不影響其它樁施工的情況下，開(kāi)挖并鑿除樁頭。此時(shí)鑿除樁頭需保留10～20cm，在樁頭砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)再次截除，以保證樁頭段砼質(zhì)量符合規(guī)范。
7 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，懷溝大橋鉆孔灌樁施工合格率100%，完全滿足了設(shè)計(jì)要求。
