談橋梁鉆孔灌注樁施工工藝

張新

(晉中萬華路橋建設(shè)有限公司，山西晉中 030600)

1 工程概況及施工工藝的選擇

司徒洼特大橋?yàn)樘柛咚俟啡€的控制工程之一。該橋跨徑組合為(21×35+3×40+9×35)m，橋梁全長1 141 m，大橋基礎(chǔ)采用灌注樁基礎(chǔ)。特大橋樁基共計(jì)384根。其中φ1.5 m樁基312根，共計(jì)11 742延米;φ1.8 m樁基36根，共計(jì)1 461延米，采用C30混凝土。在實(shí)際施工中，由于該大橋的紅線征地比預(yù)期短7個(gè)月，項(xiàng)目部根據(jù)地質(zhì)柱狀圖及工期的要求，采用旋挖鉆的施工工藝。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

1)組織有關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)并熟悉場地巖土工程勘察資料和工程設(shè)計(jì)文件，收集地下障礙物等資料。2)全體職工在項(xiàng)目總工的帶領(lǐng)下，對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審，并同時(shí)編制和報(bào)審施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。3)向項(xiàng)目管理人員和施工人員進(jìn)行工程施工質(zhì)量技術(shù)交底和安全技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、文明施工交底。4)準(zhǔn)備好施工用的各種報(bào)表和規(guī)范。

2.2 現(xiàn)場準(zhǔn)備

1)平整場地、清除雜物和障礙物、換除軟土，從而達(dá)到“三通一平”。確保在實(shí)際操作時(shí)鉆機(jī)底座直接置于堅(jiān)實(shí)的地基上，以免產(chǎn)生不均勻沉陷，并同時(shí)將泥漿池挖好備用。2)對(duì)進(jìn)場設(shè)備和機(jī)具進(jìn)行檢查和調(diào)試，并在平時(shí)加強(qiáng)對(duì)其保養(yǎng)，確保工程順利進(jìn)行。3)做好樁位的控制工作，妥善保護(hù)好控制基線和水準(zhǔn)點(diǎn)，施工中應(yīng)經(jīng)常復(fù)測。4)樁基采用的混凝土配合比需委托有資歷的試驗(yàn)室根據(jù)所用的原材料作好混凝土的配合比試驗(yàn);保證配制的混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)具備良好的和易性。實(shí)際施工前須對(duì)配合比進(jìn)行驗(yàn)證，經(jīng)監(jiān)理校驗(yàn)并批準(zhǔn)后方可使用。施工中要控制各種原材質(zhì)量，經(jīng)常對(duì)所進(jìn)場的原材料進(jìn)行抽檢。5)根據(jù)設(shè)計(jì)要求加工鋼筋籠。鋼筋籠制作時(shí)均按設(shè)計(jì)、圖紙和相關(guān)規(guī)范要求。鋼筋籠要在業(yè)主或監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可使用。6)對(duì)導(dǎo)管的密封性能進(jìn)行試驗(yàn)，合格后方可使用。7)由于該大橋存在有較厚的卵石土，所以采用膨潤土進(jìn)行造漿。在制漿前，按照工程進(jìn)度計(jì)劃準(zhǔn)備充足的膨潤土。在樁位旁預(yù)先挖好的泥漿坑中，用造漿設(shè)備進(jìn)行制漿，待泥漿符合相關(guān)要求后便可以進(jìn)行鉆孔。為了有效利用泥漿并減少對(duì)環(huán)境的污染，在實(shí)際施工時(shí)泥漿要循環(huán)使用。8)按照設(shè)計(jì)樁徑的大小，制作驗(yàn)孔器，驗(yàn)孔器直徑和鉆孔孔直徑相符，長度為8 m。9)儲(chǔ)料斗采用3 ram厚鋼板及加勁肋制作，底部做成斜坡，出口設(shè)閘門。在實(shí)際制作儲(chǔ)料斗時(shí)，一定要保證儲(chǔ)料斗的容積可以將最下節(jié)導(dǎo)管的底面埋入混凝土下0.8 m以上。

3 施工工藝流程和施工方法

3.1 施工工藝流程

鉆機(jī)就位開孔→放置護(hù)筒并注入泥漿→旋挖鉆進(jìn)→清孔→下放鋼筋籠→插入混凝土導(dǎo)管→灌注混凝土成樁→清理樁頭。

3.2 施工工藝要點(diǎn)

3.2.1 鉆機(jī)開孔就位

1)鉆孔前用全站儀進(jìn)行樁位放樣，放樣后四周(十字方向)設(shè)護(hù)樁，樁位及護(hù)樁待甲方或監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行成孔作業(yè)。2)利用旋挖鉆機(jī)的自動(dòng)整平裝置，將鉆機(jī)就位。使鉆機(jī)機(jī)體垂直度、鉆桿垂直度和樁位鋼筋條三線合一，誤差控制在2 cm內(nèi)。鉆機(jī)就位應(yīng)保證其平穩(wěn)，不發(fā)生傾斜及位移。

3.2.2 放置護(hù)筒并注入泥漿

1)護(hù)筒的設(shè)置：根據(jù)樁位點(diǎn)設(shè)置護(hù)筒，護(hù)筒的內(nèi)徑應(yīng)大于樁徑200 mm，護(hù)筒位置應(yīng)埋設(shè)正確穩(wěn)定，護(hù)筒中心和樁位中心偏差不得大于30 mm，傾斜度的偏差不大于1%，護(hù)筒與坑壁之間應(yīng)夯實(shí)。施工中，護(hù)筒的埋設(shè)采用旋挖鉆機(jī)靜壓法來完成。首先正確就位鉆機(jī)，然后在鉆桿底部帶好筒式鉆頭并挖夠護(hù)筒深度時(shí)，再用吊車吊起護(hù)筒并正確就位，用旋挖鉆桿將其垂直壓入土體中，找出護(hù)筒的中心位置與已有的護(hù)樁進(jìn)行對(duì)比，然后根據(jù)十字線移動(dòng)護(hù)筒，使護(hù)筒中心與護(hù)樁中心重合，同時(shí)用水平尺或垂球檢查，使護(hù)筒垂直。此后即在護(hù)筒周圍對(duì)稱、均勻地回填最佳含水量的粘土，要分層夯實(shí)，達(dá)到最佳密實(shí)度。夯填時(shí)要防止護(hù)筒偏斜。該特大橋在實(shí)際施工時(shí)，均采用2 m長的護(hù)筒，護(hù)筒面應(yīng)高出地面30 cm左右，隨即注入泥漿，并應(yīng)保證孔內(nèi)泥漿面低于護(hù)筒頂部20 cm左右。2)標(biāo)高的確定：根據(jù)附近已經(jīng)引測好的水準(zhǔn)點(diǎn)，確定護(hù)筒標(biāo)高，并做好標(biāo)記，以便施工時(shí)可以很好的丈量孔深。

3.2.3 旋挖鉆進(jìn)

1)當(dāng)鉆機(jī)準(zhǔn)確就位并將護(hù)筒內(nèi)注入泥漿后開始鉆進(jìn)，每次鉆進(jìn)應(yīng)控制在50 cm左右。由于該橋樁基多數(shù)處于多年前既有河槽，所以表面幾米都是泥土，剛開始的2 m～5 m要放慢鉆進(jìn)速度，并注意放斗要穩(wěn)，提斗要慢。注意觀察護(hù)筒及周邊土體是否有異常，若無異常通過泥層后方可轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)的過程中要用測繩隨時(shí)檢查孔深，用垂球隨時(shí)觀察鉆桿的垂直度，做到早發(fā)現(xiàn)，早糾偏。2)旋挖鉆孔灌注樁在鉆孔過程中，根據(jù)鉆進(jìn)進(jìn)度要及時(shí)補(bǔ)充泥漿，以確?？變?nèi)水頭壓力并防止塌孔。施工過程中應(yīng)記錄好樁位成孔記錄，并根據(jù)出渣情況判斷土層結(jié)構(gòu)及時(shí)地調(diào)整泥漿性能指標(biāo)，遇松散地層時(shí)適當(dāng)增大泥漿相對(duì)密度和粘度，保持孔內(nèi)水頭高度，盡量減輕漿液對(duì)孔壁的沖刷。

3.2.4 清孔

當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將鉆斗留在原處機(jī)械旋轉(zhuǎn)數(shù)圈，盡量將孔底渣裝入斗內(nèi)，起鉆后仍需對(duì)孔底殘?jiān)M(jìn)行清理。當(dāng)鉆機(jī)提出孔內(nèi)時(shí)，將預(yù)先準(zhǔn)備好的泥漿泵放入孔底，同時(shí)將預(yù)先挖好的泥漿池中注入一定比例的清水，使泥漿的比例符合相關(guān)要求后，隨即開始清孔。清孔后在粘性土中的孔底附近泥漿比重控制在1.1左右，在砂土、碎石土中孔底附近泥漿比重控制在1.15～1.25。符合要求后經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)證合格后，方可進(jìn)行下一道工序。

3.2.5 下放鋼筋籠

本特大橋由于所用鋼筋籠較長，均分成3段進(jìn)行制作并安裝。鋼筋籠制作應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，鋼筋籠存放場地應(yīng)平整。

1)鋼筋籠在制作完成后，要根據(jù)實(shí)際情況，計(jì)算好吊筋的長度，并將其牢固的焊于最上面一節(jié)鋼筋籠上，吊筋的粗細(xì)選擇要根據(jù)實(shí)際施工情況及每節(jié)鋼筋籠的重量來確定。2)鋼筋籠吊裝之前，應(yīng)先對(duì)鉆孔進(jìn)行檢測。檢測使用的驗(yàn)孔器的直徑和設(shè)計(jì)孔徑直徑相等，實(shí)際施工時(shí)主要檢測鉆孔的垂直度、孔內(nèi)有無坍塌和孔壁有無影響鋼筋安裝的障礙物，如突石、樹根等，以確保鋼筋籠的順利安裝。3)鋼筋籠吊裝時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位豎直輕放、慢放，遇障礙物可慢起慢落和正反旋轉(zhuǎn)使之下落，無效時(shí)，立即停止下落查明原因后再安裝。不允許高起猛落，強(qiáng)行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。4)若實(shí)際施工時(shí)，吊筋的長度較長，且泥漿面離護(hù)筒頂較近，鋼筋籠的位置不好確定時(shí)，則在放置最后一節(jié)鋼筋籠時(shí)，通過吊鉤的中心、護(hù)筒上護(hù)樁(油漆位置)和鋼筋籠實(shí)際的中心三點(diǎn)用工程線連接起來，待鋼筋籠進(jìn)入水中后，保證工程線繃緊的情況下，三點(diǎn)成一條直線后，說明該樁基鋼筋籠放置正確。5)鋼筋籠放置正確后，將吊筋牢固定位，并使鋼筋籠處于懸吊狀。

3.2.6 插入混凝土導(dǎo)管

鋼筋籠下放至設(shè)計(jì)深度后，立即下放混凝土輸送導(dǎo)管，導(dǎo)管在下放過程中避免其與鋼筋籠碰撞，遇導(dǎo)管下放困難時(shí)應(yīng)及時(shí)查明原因。導(dǎo)管由直徑為300 mm的鋼管制作，內(nèi)壁表面應(yīng)光滑并有足夠的強(qiáng)度和剛度，管節(jié)的接頭應(yīng)密封良好和便于裝拆。下放導(dǎo)管的節(jié)數(shù)應(yīng)由領(lǐng)工員實(shí)際計(jì)算確定，導(dǎo)管每節(jié)2 m，但最下面一節(jié)的導(dǎo)管長度為4 m～6 m。導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30 cm～50 cm，以保證隔水塞能順利排出。

3.2.7 灌注混凝土成樁

1)樁基混凝土在實(shí)際澆筑時(shí)，首罐混凝土尤為重要。必須確保首罐混凝土將最下節(jié)導(dǎo)管底一次埋入混凝土面下0.8 m以上。

2)初罐混凝土完成后就可以進(jìn)入正常灌注，混凝土必須連續(xù)灌注至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在灌注過程中，一定要保證導(dǎo)管埋入混凝土中2 m～6 m。嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，應(yīng)設(shè)專人測量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土液面高差。

3)樁基在實(shí)際灌注時(shí)，由于混凝土澆筑到頂時(shí)殘留泥漿會(huì)與混凝土混合，為了保證樁頂混凝土的強(qiáng)度，則實(shí)際施工時(shí)，實(shí)際灌注樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高0.7 m。

4)在實(shí)際施工時(shí)，必須控制好配合比、澆筑速度以確?；炷恋馁|(zhì)量，隨時(shí)檢查混凝土的坍落度。

3.2.8 清理樁頭

當(dāng)樁頭的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%時(shí)，立即拆除護(hù)筒并開挖至樁基頂高程，將高出設(shè)計(jì)標(biāo)高的混凝土鑿除。達(dá)到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁頭采用人工手工鑿除，不能采用爆破或其他影響樁身質(zhì)量的方法進(jìn)行破樁。

司徒洼特大橋通過采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行樁基施工，實(shí)測各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范要求。以上是本人對(duì)旋挖鉆施工工藝的一點(diǎn)體會(huì)，不足之處望廣大同仁及專家指教。

［1］ 張世雄，扈其勇.淺談鉆孔灌注樁施工控制［J］.山西建筑，2010，36(9)：121-122.