大橋旋轉(zhuǎn)法鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工

2004-12-03 未知 15600

大橋旋轉(zhuǎn)法鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工

摘要:鉆孔灌注樁基礎(chǔ)在公路橋梁工程中應(yīng)用比較廣泛，它的施工工藝及技術(shù)發(fā)展也比較成熟。其優(yōu)點(diǎn)：承載力大、穩(wěn)定性好、沉降量小、沖刷的河床和不穩(wěn)定的河道對(duì)它的影響小、受施工水位或地下水位高低的影響較小。
關(guān)鍵詞:灌注樁施工
０、概述
海南東線高速公路（擴(kuò)建）工程陵水至三亞段Ｋ281＋954處藤橋東河大橋，長(zhǎng)247m、寬8.5m，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，其中７＃墩樁徑1.5m，樁長(zhǎng)35.74m，樁基所處位置的地質(zhì)情況如圖１所示。
旋轉(zhuǎn)法鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工程序如下：
測(cè)量放線樁位——埋設(shè)護(hù)筒——鉆機(jī)準(zhǔn)確就位——鉆孔——第一次清孔——質(zhì)量檢查——吊放鋼筋籠——吊放導(dǎo)管——第二次清孔——灌注水下砼
１、施工前準(zhǔn)備工作
１.１測(cè)量放線
開工前,我們首先對(duì)大橋的中線、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢查復(fù)核和補(bǔ)充，并按照滿足精度要求放出7#墩的四處位置，圍堰筑島高出正常水位0.6m，(因施工日期為4月份，而海南6-10月份為臺(tái)風(fēng)降水集中期，故不予考慮)再定出樁位，距有樁2.0m范圍內(nèi)均需滿填以滿足有足夠?qū)挾鹊奶钔帘Ｗo(hù)護(hù)筒不受水的浸滲。
１.２埋設(shè)護(hù)筒
樁位測(cè)量放樣后，進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)。以樁心為中心挖土，埋設(shè)直徑為1.8m、高為2.5m鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒中心要與樁中心在同一垂線上，就位、整平。護(hù)筒四周用粘土回填，夯實(shí)，以防翻砂和漏漿，排漿洞口對(duì)準(zhǔn)泥漿沉泥池方向。
１.３安裝鉆架和鉆機(jī)
用枕木設(shè)置工作平臺(tái)，保證其足夠的穩(wěn)定性和平整度，使操作時(shí)不發(fā)生位移和搖晃。檢測(cè)其縱、橫向誤差在5cm以內(nèi)，鉆桿垂直度偏差為0.02％，滿足規(guī)范要求。
１.４造泥漿
泥漿的作用主要是護(hù)壁和浮渣。泥漿比重小，易出現(xiàn)塌孔，護(hù)壁效果差；泥漿比重大，影響進(jìn)尺和漏漿再利用速度。本工程７＃墩樁基地質(zhì)是圓礫粗砂、中砂、礫砂，強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和閃長(zhǎng)巖，在砂層鉆孔所采用泥漿比重為1.22，強(qiáng)風(fēng)化巖石層更換金剛石鉆頭，泥漿比重為1.35，為防止因泥漿比重大而“糊鉆”，摻外加劑ＦＣＬ（分散劑）0.1％，改善泥漿性能，增加鉆進(jìn)速度。
２、鉆孔
鉆孔時(shí)主要應(yīng)控制好二個(gè)基本參數(shù)：鉆壓和轉(zhuǎn)速
２.１鉆壓
鉆頭是在鉆壓和回轉(zhuǎn)扭矩作用下切削和破碎巖土而獲得進(jìn)尺。為此鉆進(jìn)時(shí)需有一定的鉆壓，鉆壓太小，鉆進(jìn)速度慢；鉆壓太大，鉆具磨耗嚴(yán)重。因此應(yīng)根據(jù)樁位地質(zhì)情況，鉆桿直徑、樁徑、鉆頭形式、鉆頭刀具數(shù)目、鉆具強(qiáng)度等因素綜合考慮，合理確定鉆壓。
２.２轉(zhuǎn)速
鉆桿轉(zhuǎn)速要考慮滿足碎巖土的扭矩需要，又要考慮鉆具的磨耗及孔壁穩(wěn)定等情況。鉆具強(qiáng)度一定時(shí)，鉆頭直徑越大，轉(zhuǎn)速應(yīng)越慢。
開鉆時(shí)，先使鉆頭降至距孔口5cm左右啟動(dòng)泥漿泵，待泥漿循環(huán)幾分鐘后，再啟動(dòng)鉆機(jī)慢度回轉(zhuǎn)，同時(shí)慢慢降下鉆頭，孔口位置先慢轉(zhuǎn)，孔口穩(wěn)定后逐漸增加轉(zhuǎn)速正常鉆進(jìn)。鉆后，轉(zhuǎn)速的控制對(duì)成孔及后期水下砼澆筑有其重要的影響，進(jìn)尺速度過(guò)快，孔壁難以形成一定厚度的泥漿護(hù)壁層，易形成塌孔等事故的發(fā)生；進(jìn)尺速度過(guò)慢，可能形成擴(kuò)孔，影響整個(gè)分項(xiàng)工程施工速度，亦不可取。因而在７＃墩樁基鉆孔中，針對(duì)地質(zhì)具體情況，鉆孔時(shí)，細(xì)砂層、粗砂層、礫砂層、巖石層進(jìn)尺速度遞減，以確保樁成孔質(zhì)量，為工程后期順利施工提供條件。成孔長(zhǎng)度以鉆桿總長(zhǎng)度為準(zhǔn)(鉆頭部分除外)，勿以軟繩測(cè)之。
鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，便開始清孔，此時(shí)將鉆頭提離孔底30cm左右空轉(zhuǎn)，然后根據(jù)泥漿比重情況，泵入相對(duì)密度和含砂率較小的泥漿或清水，直到孔內(nèi)的泥漿比重達(dá)到1.05～1.2之間，含砂率小于４％。
3、鋼筋籠制作及吊裝
我們根據(jù)吊裝設(shè)備能力分節(jié)制作鋼筋籠。分節(jié)制作時(shí)，鋼筋接頭應(yīng)錯(cuò)開布置。鋼筋籠骨架上端應(yīng)設(shè)置四根吊環(huán)上穿鋼管，定位于鉆機(jī)平臺(tái)上，以保證有足夠長(zhǎng)度的鋼筋嵌入系梁中，滿足設(shè)計(jì)要求。
鋼筋籠骨架側(cè)邊設(shè)置“π筋”控制保護(hù)層厚度的部件。
4、灌注水下砼
目前我們基本上是采用直升導(dǎo)管法灌注水下砼，即將導(dǎo)管居中插入到離孔底0.3～0.4m。導(dǎo)管上口接漏斗，在接口設(shè)隔水栓，隔絕砼與導(dǎo)管內(nèi)水的接觸，在漏斗中存?zhèn)渥銐驍?shù)量的砼后，放開隔水栓，存?zhèn)涞捻胚B同隔水栓向孔底落，將導(dǎo)管內(nèi)的水全部壓出，并使管下口埋在孔內(nèi)砼中不小于1m，為了檢驗(yàn)此數(shù)，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行漏斗的體積驗(yàn)證試驗(yàn)。
漏斗體積圖如下：
Ｖ１＝1.3×1.3×1.5＝2.54m３
Ｖ２＝h／6×（Ｆ１＋Ｆ２＋4Ｆ０）　
　　＝0.6／6×（1.95＋0.09＋4×0.8×0.9）＝0.5m３
漏斗體積：ＶＫ＝Ｖ１＋Ｖ２＝3.04m３
規(guī)范中要求：Ｖ≥π×Ｄ２×ＨＣ／4＋π×Ｄ２×h1／4
＝1.5２π×1.4／4＋0.25２π×36.6／4×1.1/2.4
＝3.30m3
因：Ｖ＞ＶＫ，故需加體積大于0.4m３的儲(chǔ)料斗，而爬梯運(yùn)料斗可容納２盤料（250L）。體積大于0.4m３，這樣首批砼的數(shù)量可以保證，海南氣溫較高，澆筑此樁大概需要3.5－4.5h，摻入適量的緩凝劑，保持砼的和易性及澆筑的連續(xù)性。隨著砼不斷通過(guò)漏斗、導(dǎo)管灌入鉆孔，孔內(nèi)初期灌注的砼及其上面的泥漿水被頂托上升，相應(yīng)地不斷提升導(dǎo)管，直至孔頂灌注完畢。
水下混凝土澆筑過(guò)程中，要定時(shí)檢查導(dǎo)管的埋置深度，澆筑時(shí)砼面的理論升高值與實(shí)際上升值進(jìn)行對(duì)比，嚴(yán)防因”護(hù)孔”而形成導(dǎo)管撥出砼面至樁身砼出現(xiàn)”斷樁”或”夾渣”事故的發(fā)生，并將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄，以便為動(dòng)測(cè)樁基量對(duì)其砼質(zhì)量判斷提供必要的依據(jù)。
水下砼澆筑必須連續(xù)進(jìn)行，砼要有較好的性能，施工過(guò)程中要掌握每次向?qū)Ч芡读虾蠖紤?yīng)“翻漿”，否則，應(yīng)及時(shí)上下活動(dòng)導(dǎo)管(50cm內(nèi))，防止堵塞，同時(shí)檢查砼的各項(xiàng)性能指標(biāo)，調(diào)整砼的技術(shù)參數(shù)，改善砼的和易性，順利澆筑到樁頂
灌注樁質(zhì)量控制，主要于水下砼灌注的質(zhì)量的好壞，砼除了具有一定的強(qiáng)度外，還要有較好的和易性、流動(dòng)性和保水性，同時(shí)需有較長(zhǎng)的初凝時(shí)間。由于砼是在水下灌注，影響砼質(zhì)量的因素很多，主要是受水和泥沙的影響，再有施工中不允許振搗，砼的密實(shí)度和均勻性都比較差，強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于陸地上澆筑的砼。為了保證其質(zhì)量，首先應(yīng)設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的砼配合比,我們選用砼的水灰比為0.55，砂率48%，坍落度在18-20cm之間。其次施工時(shí)要經(jīng)常取樣檢查砼的性能，及時(shí)調(diào)整配合比，并加強(qiáng)施工管理，保證施工順利。
５、注意事項(xiàng)和事故處理
５.１　鉆孔前
　　（１）、注意測(cè)量的準(zhǔn)確性，保證護(hù)筒埋置位置準(zhǔn)確。
　　（２）、護(hù)筒埋置時(shí)，其土質(zhì)應(yīng)密實(shí)不漏水和不漏漿。
　　（３）、鉆具安裝時(shí)應(yīng)檢查其垂直度和穩(wěn)定性，施工過(guò)程中也應(yīng)經(jīng)常檢查。
５.２　鉆孔時(shí)
　　（１）、經(jīng)常檢查保證護(hù)筒內(nèi)的水頭高度和泥漿稠度。鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)檢查和記錄土質(zhì)情況，與設(shè)計(jì)土質(zhì)對(duì)照，及時(shí)控制和調(diào)整鉆進(jìn)速度和泥漿稠度。
　　（２）、鉆孔要連續(xù)作業(yè)，中途不能停鉆。相鄰樁開鉆需等鄰孔砼達(dá)到一定強(qiáng)度后才開始。終孔后要對(duì)成孔進(jìn)行全面檢查。
　　（３）、出現(xiàn)坍孔，應(yīng)仔細(xì)分析查明原因和坍孔位置，然后采用小礫石夾粘土回填至坍孔位置，待回填土穩(wěn)定后，采取加強(qiáng)泥漿稠度、加高水頭和深埋護(hù)筒等措施，重新鉆進(jìn)。
（４）、鉆孔偏斜、彎曲，應(yīng)吊住鉆錐在偏斜、彎曲處，反復(fù)掃孔，或回填至偏斜、彎曲處，重新鉆進(jìn)。
（５）、鉆孔漏漿，此時(shí)可適當(dāng)減小水頭高度，加稠泥漿，慢速轉(zhuǎn)進(jìn)，用沖周法鉆孔時(shí)，可加入碎卵石進(jìn)行沖周，加密孔壁。
５.３　成孔后
成孔后，應(yīng)抓緊進(jìn)行清孔，吊裝鋼筋籠和安放導(dǎo)管，快速灌注水下砼。比時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
　　（１）、吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)避免沖撞孔壁，影響孔壁穩(wěn)定。
　　（２）、鋼筋籠吊裝后，要再次檢測(cè)孔內(nèi)的泥漿比重、含沙率和孔底沉淀層厚度是否符合要求，否則應(yīng)再次清孔。
　　（３）、導(dǎo)管吊裝前，管內(nèi)壁應(yīng)擦潤(rùn)滑油，管接口密實(shí)不漏水。漏口的容積應(yīng)滿足首次埋深。
　　（４）砼拌和物，應(yīng)按照設(shè)計(jì)配合比，砼的和易性、坍落度應(yīng)符合要求。
　　（５）、灌注砼時(shí)，應(yīng)隨時(shí)測(cè)量灌注標(biāo)高和導(dǎo)管埋深，埋深不得小于1.5米。太深應(yīng)及時(shí)拆管，否則導(dǎo)管很難撥出，就會(huì)造成斷樁。灌注時(shí)，應(yīng)經(jīng)常提升、插進(jìn)導(dǎo)管，防止砼塞管。
　　
　　
參考文獻(xiàn)
１、交通部《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-89）人民交通出版社　1989年
２、交通部第一公路局《公路橋涵施工手冊(cè)》人民交通出版社　1985年

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