柴河大橋鉆孔灌注樁施工應(yīng)用分析
2017-09-04
1 工程概況
扎蘭屯市古營河至柴河公路支線工程一座柴河大橋：橋梁總長124.94m，全橋共6孔，單孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m，橋面寬度凈7.5m+2×0.5m，橋墩均為雙柱式墩、高樁承臺基礎(chǔ)橋臺為肋式橋臺、鉆孔灌注樁.混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C30.其中抗壓樁進(jìn)入持力層不小于1.0m，抗拔樁進(jìn)入持力層不小于0.5m。
2 鉆孔灌注樁工藝流程
測定樁位→埋設(shè)鋼護(hù)筒（包括挖泥漿溝槽）→復(fù)測樁位→安裝鉆機(jī)就位（包括接通電源）→鉆進(jìn)成孔（包括供給護(hù)壁泥漿）→沖孔（第一次清孔）→移至新樁位.灌漿平臺就位→吊接鋼筋籠→下放導(dǎo)管→ 第二次清孔→水下灌注混凝土→控制樁頭加灌高度→鉆孔空灌段回填→清洗機(jī)具→移至新樁位。
3 樁基施工分析
3.1 測量
3.1.1 樁基施工控制網(wǎng)
根據(jù)樁位平面圖和總平面定位圖有關(guān)規(guī)劃圖文件紅線點(diǎn)，采用方格網(wǎng)軸線法測放出現(xiàn)場平面控制網(wǎng)，各軸線交點(diǎn)釘樁保護(hù)。請監(jiān)理復(fù)核無誤后進(jìn)行軸線和樁位放樣。
3.1.2 軸線及樁位放樣
利用各控制點(diǎn)用經(jīng)緯儀和鋼尺先依次放出各軸線，驗(yàn)收符合要求后進(jìn)行最后樁定位工作.樁位放樣采用直角坐標(biāo)軸線法和極坐標(biāo)定位.采用經(jīng)緯儀定向鋼尺定距確定樁位后用“打入釘”在現(xiàn)場做好標(biāo)記，方便施工中樁位查找、復(fù)核，確保樁位準(zhǔn)確。
3.1.3 護(hù)筒的開挖和埋設(shè)
護(hù)筒的埋深都在回填士里，四周及底部用粘士回填并搗實(shí)后采用十子線法恢復(fù)樁位中心點(diǎn)，要求護(hù)筒中心與樁位中心允許編差不大于20mm，保證護(hù)筒垂直穩(wěn)固，樁機(jī)方可就位，樁機(jī)安裝就位應(yīng)對中、水平、穩(wěn)固，保證天車中心，轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心“三點(diǎn)一線”。
3.2 鉆進(jìn)成孔
3.2.1 成孔
本樁基工程先進(jìn)行試成孔施工，擬用工程樁代替，在具有參考區(qū)域選3種樁形各選1根.樁徑Φ900mm及φ800mm工程樁采用GPS-15型鉆機(jī)施工，φ650mm工程樁采用GPS-10鉆機(jī)施工.樁端持力層判定需經(jīng)勘察、監(jiān)理和設(shè)計(jì)部門鑒別達(dá)到設(shè)計(jì)要求后終孔.配合井徑測試單位做好成孔觀測，試成孔孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定、沉渣厚度等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行水下混凝土灌注。
試成孔施工期間做好每段土體層施工原始記錄，參照工勘報(bào)告對各地層特性對比，掌握各地層變化情況以便與成孔質(zhì)量檢測結(jié)果對比.在接下樁施工中進(jìn)一步優(yōu)化各鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)確保成孔質(zhì)量。
成孔鉆進(jìn)擬采用鉆進(jìn)參數(shù)如下：鉆壓，自始至終依靠鉆具自重，及主卷揚(yáng)機(jī)升降松緊來控制壓力；轉(zhuǎn)速：上部1-3層孔段采用1速，中部孔段采用2-3速，下部孔段8層孔段至終孔采用1速，入巖后控制鉆壓鉆進(jìn)速度，臨近終孔前放慢鉆進(jìn)速度以便及時(shí)排出鉆屑，減少孔內(nèi)沉渣.泥漿比重：上部孔段1.25-1.30，中部孔段1.20-1.25，下部孔段1.25-1.30.泥漿粘度：自始至終為20-28s，鉆進(jìn)過程中確保施工樁徑不小于設(shè)計(jì)樁徑，對易縮徑及坍塌土層保持泥漿具有良好性能指標(biāo)外，控制好鉆進(jìn)速度，適當(dāng)上下提鉆掃孔擴(kuò)徑，做好施工保徑工作。
3.2.2 泥漿護(hù)壁
泥漿采用鉆進(jìn)土層過程自然造漿法造漿.鉆孔泥漿比重控制在1.20-1.30間，泥漿粘度控制在20-28s；在雜填土、粉質(zhì)粉土層、礫石層中鉆進(jìn)使用較濃泥漿，具有在孔壁上形成致密泥皮，維護(hù)孔壁穩(wěn)定和清孔沖渣確保成孔質(zhì)量。
3.2.3 持力層確定
依據(jù)工程勘查報(bào)告按坐標(biāo)計(jì)算，在選擇試打樁樁位時(shí)要同原工程勘察鉆孔接近并基本在同一剖面圖.對照工程地質(zhì)勘察報(bào)告剖面圖及鄰孔地質(zhì)情況定出持力層頂面標(biāo)高.通過上部孔段鉆進(jìn)進(jìn)尺變化、上返泥漿顏色變化來對比相應(yīng)地質(zhì)剖面圖各地層劃分進(jìn)一步判定持力層。
在成孔鉆進(jìn)中快要接近預(yù)計(jì)持力層孔深時(shí)放慢鉆進(jìn)速度，密切觀察上返泥漿攜帶的鉆屑及鉆機(jī)負(fù)荷變化情況.在進(jìn)尺速度減慢、鉆機(jī)負(fù)荷明顯加大情況下對返漿巖屑進(jìn)行取樣并參照地質(zhì)勘察報(bào)告初步判斷鉆頭是否進(jìn)入持力層，放慢鉆機(jī)轉(zhuǎn)速.取樣頻次應(yīng)每鉆進(jìn)30cm取樣一次，放在不同樣袋中注明樁號、取樣時(shí)間、取樣深度等.會(huì)同工程勘察、監(jiān)理和設(shè)計(jì)部門予以鑒別確保樁端進(jìn)入持力層符合設(shè)計(jì)要求。
3.2.4 鋼筋籠制作安裝
鋼筋籠采用加強(qiáng)筋定位成型，使得主筋勻稱分布于同一截面并點(diǎn)焊成型分節(jié)預(yù)制，要求單節(jié)長度不大于10m，由于帶肋鋼筋均為固定尺寸，在下料時(shí)可能出現(xiàn)長短不一鋼筋焊接在同一節(jié)半成品鋼筋籠內(nèi)情況對需要接長鋼筋要求單面焊10d，確保相鄰主筋錯(cuò)開長度為35d且不小于500mm。
預(yù)制好各節(jié)鋼筋籠半成品經(jīng)成批驗(yàn)收后標(biāo)識堆放整齊以便配合其他工序施工，對于檢查出不合格品必須返工修補(bǔ)后重新檢驗(yàn)使用。
施工中鋼筋籠分節(jié)安裝采用孔口對接單面搭接焊，每節(jié)鋼筋籠保護(hù)墊塊為2組，每組4塊均勻?qū)ΨQ布置.成套鋼筋籠的安裝定位擬采用2Φ16定位鋼筋兩端標(biāo)準(zhǔn)搭焊，上部定位懸掛鉆機(jī)上。
3.2.5 清孔
清孔工作是鉆孔灌注樁施工過程中重要隱蔽工程，清孔分兩次進(jìn)行，結(jié)束后應(yīng)單獨(dú)驗(yàn)收，確定最終清孔效果是否符合設(shè)計(jì)要求。
第一次清孔是鉆孔終孔后利用3PN泵進(jìn)行. 第一次清孔需將大粉砂、泥團(tuán)置換出孔內(nèi)，泥漿比重和粘度均較大.泥漿比重控制在1.2-1.26.第一次清孔時(shí)間根據(jù)不同施工情況而定，控制在40min左右。
第二次清孔是下放鋼筋籠在灌注導(dǎo)管孔內(nèi)安裝完畢，利用導(dǎo)管進(jìn)行，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)入中風(fēng)化巖層通過正循環(huán)清孔完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求.根據(jù)樁體積計(jì)算，擬定第二次清孔時(shí)間為45min左右，二次清孔驗(yàn)收滿足孔底沉渣厚度≤50mm，泥漿比重小于1.20.正循環(huán)清孔達(dá)不到施工要求采用氣舉反循環(huán)清孔.氣舉反循環(huán)清孔主要是利用導(dǎo)管，通入高壓空氣，使空氣與泥漿混合產(chǎn)生管內(nèi)、外液壓差，使管內(nèi)氣液在管外大比重泥漿作用下，上返沖出導(dǎo)管，管底泥漿不斷快速補(bǔ)入逐步吸凈孔底沉渣.二次清孔結(jié)束后應(yīng)30min內(nèi)澆灌混凝土.否則應(yīng)重新測定孔底沉渣厚度。
3.2.6 沉渣測定
樁孔經(jīng)過二次清孔后滿足孔底沉渣厚度≤50mm設(shè)計(jì)要求，需對孔底沉渣進(jìn)行測定.孔底沉渣計(jì)算底起點(diǎn)位置，應(yīng)以孔底錐體1/2高度處起算。
孔底沉渣厚度測定采用帶圓錐形測錘的標(biāo)準(zhǔn)水文測繩進(jìn)行，測錘重量≥1kg，終孔孔深通過鉆具總長和機(jī)上余尺控制，與標(biāo)準(zhǔn)測繩作比較后計(jì)算沉渣厚度.測求繩測定由有經(jīng)驗(yàn)的施工人員進(jìn)行.沉渣厚度滿足不了設(shè)計(jì)要求，需繼續(xù)清孔，直至滿足要求。
3.3 混凝土澆筑
在灌注時(shí)用汽車吊的主勾吊起儲(chǔ)料斗，與導(dǎo)管相連接，把隔水栓堵放在其底部，向斗內(nèi)注滿混凝土后，用吊機(jī)副勾鋼絲繩把隔水栓快速提出，使混凝土在很短的時(shí)間內(nèi)降落到孔底，完成封底工作后連續(xù)、緊湊進(jìn)行灌注，嚴(yán)禁中途停工. 在灌注混凝土過程中每灌注一盤后及時(shí)用測繩檢測混凝土面上升高度，計(jì)算出導(dǎo)管在混凝土中埋深，一般情況下導(dǎo)管的埋深控制在2-6m，每次拔管一根，每根導(dǎo)管長度為2.62m，要遵循“勤拔少拔”的原則，不能通過增加導(dǎo)管埋深來每次拔兩根或兩根以上的方法來減少拔管次數(shù).當(dāng)混凝土灌注到距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高還有4.5m左右距離時(shí)技術(shù)人員計(jì)算出需要混凝土數(shù)量，通知拌和站按需要量拌制減少浪費(fèi).為保證樁頂砼質(zhì)量施工中要求比樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高超灌80cm，用“掏筒”探測砼質(zhì)量，確認(rèn)合格后方可提出導(dǎo)管結(jié)束混凝土灌注工作。
4 結(jié)論
本文通過對鉆孔灌注樁施工進(jìn)行分析，在施工過程中應(yīng)該在測量放樣、鉆孔及混凝土澆筑過程中注意以往出現(xiàn)的問題，同時(shí)在施工過程中要嚴(yán)格按照施工組織進(jìn)行， 嚴(yán)禁出現(xiàn)斷樁、縮頸等問題出現(xiàn)，確保工程質(zhì)量。
