水中大直徑鉆孔樁施工工藝

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摘   要：本文就博瑞沿江橋水中鉆孔灌注樁的施工方法進(jìn)行了探討實(shí)施，并在實(shí)際的施工過(guò)程中取得了良好的效果，對(duì)工程技術(shù)人員有一定的參考價(jià)值。
    關(guān)鍵詞：水中  鉆孔灌注樁  施工

    目前，大部分橋梁基礎(chǔ)或者是房建基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁形式，并且向大直徑方向發(fā)展，樁基的檢測(cè)手段參與超聲波無(wú)破損檢測(cè)，所以保證樁基施工的質(zhì)量尤為重要。
    1、工程概況
    金麗溫高速公路三期工程20合同項(xiàng)目部施工的溫溪沿江橋位于青田縣溫溪鎮(zhèn)甌江溫溪段。設(shè)計(jì)為鉆孔樁基礎(chǔ)，雙柱式墩，肋式橋臺(tái)，上部結(jié)構(gòu)為35m后張法預(yù)應(yīng)力箱梁，結(jié)構(gòu)受力形式位為先簡(jiǎn)支后連續(xù)。設(shè)計(jì)為分離式，左線橋長(zhǎng)973.5m（K190+055～K191+028.5），右線橋長(zhǎng)983.5m（K190+055～K191+038.5），左右線共有鉆孔灌注樁112根，直徑2000mm，全部位于甌江中。鉆孔樁100%采用超聲波進(jìn)行檢測(cè)。
    甌江出口為東海，由于受潮汐影響，一般高潮水位標(biāo)高為4.0左右，一般低潮水位為-1.0m左右，落差高達(dá)5m左右。
    地形情況：本合同段的橋梁沿溫溪鎮(zhèn)甌江而行，跨越330國(guó)道后接溫溪隧道。河床起伏較大，局部沖刷明顯。 
    地質(zhì)情況：河床覆蓋層為2～10m的圓礫，其下方為淤泥、卵石、風(fēng)化凝灰?guī)r。地下水豐富，含有流砂層。由于采砂船的影響，地層松散不穩(wěn)定。
    由于本橋樁基設(shè)計(jì)為大直徑鉆孔灌注樁，并且全部位于水中，受漲落潮的影響，所以樁基的施工作為本橋的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行控制。經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員的探討和實(shí)踐，本橋的樁基施工采用如下施工工藝，并取得良好的效果，僅超聲波檢測(cè)全部為Ⅰ類樁。
    2、施工工藝及技術(shù)措施
    2.1  施工工序
    主要施工工序：平臺(tái)施工——埋設(shè)單護(hù)筒——鉆機(jī)就位——鉆孔——成孔—— 一清 ——安裝鋼筋籠和導(dǎo)管——二清——澆注砼——鑿樁頭
    2.2  施工過(guò)程
    2.2.1  平臺(tái)施工
    根據(jù)本工程的特點(diǎn)，平臺(tái)主要采用鋼管樁平臺(tái)和筑島形式。如果采用鋼管樁平臺(tái)，必須經(jīng)過(guò)受力檢算（檢算靜、動(dòng)荷載）方可施工。主要要求：
    1）鋼管樁傾斜率在1%以內(nèi)；
    2）平臺(tái)高出最高潮水位至少1m。
    3）平臺(tái)所鋪方木要連接緊密，縫隙不得超過(guò)10cm 。
    4）平臺(tái)必須平整，各聯(lián)接處要牢固，各鋼管之間需用剪刀撐聯(lián)接，增強(qiáng)整體性。
    5）平臺(tái)的四周要設(shè)高1.2m左右的護(hù)攔，并留有踢角板。
    如果采用筑島平臺(tái)，筑島的高度必須要高于最高潮水位1m以上，寬度要滿足施工要求。
    2.2.2  埋設(shè)單護(hù)筒
    若采用鋼管樁平臺(tái)，埋設(shè)護(hù)筒時(shí)必須采用雙層導(dǎo)向架進(jìn)行導(dǎo)向定位，大型振動(dòng)錘振動(dòng)下沉，要求護(hù)筒必須穿過(guò)淤泥層，如果一次無(wú)法下沉到位，采用二次跟進(jìn)下沉。
    若采用筑島平臺(tái)，在埋設(shè)護(hù)筒前先用挖掘機(jī)將樁位開(kāi)挖，然后埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒的四周必須夯填密實(shí)（可在護(hù)筒四周打入鋼管），保證在鉆進(jìn)過(guò)程中不要發(fā)生大的位移。
    主要要求：
    1）鋼護(hù)筒直徑采用220mm，壁厚10mm。
    2）護(hù)筒中心與樁中心重合，允許誤差為50mm，豎直線傾斜不大于1%。
3）護(hù)筒安裝不變形。護(hù)筒長(zhǎng)度不夠時(shí)，分節(jié)接長(zhǎng)，連接處要求筒內(nèi)無(wú)突出物，并且要耐拉、壓，不漏水。
    4）護(hù)筒高度要高出地面0.3m以上，高于最高施工水位1.5~2.0m，并采用穩(wěn)定護(hù)筒內(nèi)水頭的措施。
    2.2.3  鉆機(jī)就位    
    采用JK型沖擊鉆機(jī)進(jìn)行沖孔，鉆機(jī)性能良好，鉆錘重量不得輕于5.5噸，鉆錘直徑不得小于設(shè)計(jì)樁徑。鉆機(jī)安裝后的底座和頂端要平穩(wěn)，在鉆進(jìn)中不得產(chǎn)生位移，在鉆進(jìn)過(guò)程中不得移位，鋼絲繩于樁中心線要重合（允許誤差2cm）。
    2.2.4  鉆進(jìn)
    成孔質(zhì)量是保證樁基質(zhì)量的基本條件，在開(kāi)鉆前所有的準(zhǔn)備工作要完善，要有完善的泥漿循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)報(bào)檢合格后，方可允許開(kāi)鉆。開(kāi)鉆時(shí)的孔位要準(zhǔn)確。開(kāi)孔前應(yīng)先往護(hù)筒內(nèi)多加些粘土，如地表土層疏松，還應(yīng)加入一定數(shù)量的片石，然后注入泥漿或清水，借鉆頭的沖擊把泥膏、片石擠向孔壁，以加固護(hù)筒腳。在開(kāi)鉆時(shí)，要慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后，方可加速鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)的過(guò)程中必須要加強(qiáng)泥漿護(hù)壁，對(duì)于特殊的地質(zhì)要采取針對(duì)性的處理措施：
    在砂、卵石地層中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)多加入粘土，增大泥漿比重。沖程可大些。
    在淤泥層中鉆進(jìn)時(shí)，適量投入片石，用小沖程將片石擠進(jìn)孔壁加固，防止坍孔或縮孔。
    在通過(guò)漂石層或遇探頭石時(shí)，應(yīng)先回填片石、粘土，再用鉆錘大、小沖程交替沖擊，以將漂石沖碎成鉆渣或擠進(jìn)孔壁，在此過(guò)程中，應(yīng)防止斜孔和坍孔。
    在鉆進(jìn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)泥漿面冒出大量細(xì)小氣泡，進(jìn)尺突然變慢，孔底標(biāo)高回升等現(xiàn)象，說(shuō)明是坍孔。首先應(yīng)仔細(xì)分析，查明原因和位置，然后進(jìn)行處理。輕者，可多投入粘土，加大泥漿比重，提高孔內(nèi)水位，繼續(xù)鉆進(jìn)；重者，須用粘土加片石回填至坍塌部位以上0.5m重鉆。
    當(dāng)遇有鉆孔漏漿時(shí)，如護(hù)筒內(nèi)水頭不能保持，應(yīng)增加護(hù)筒埋深，適當(dāng)減少水頭高度，或采取加稠泥漿，也可填入水泥、鋸末、片石、碎卵石土，反復(fù)沖擊，以增強(qiáng)護(hù)壁。
    主要要求：
    1）開(kāi)孔時(shí)位置要準(zhǔn)確，在整個(gè)鉆孔過(guò)程中保證鋼絲繩與樁位重合（要求每次交接班時(shí)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行對(duì)中校核，誤差2cm）。
    2）鉆進(jìn)作業(yè)要連續(xù)進(jìn)行，鉆孔記錄要及時(shí)填寫(xiě)（正常鉆進(jìn)時(shí)時(shí)間間隔最多不超過(guò)4小時(shí)），還要隨時(shí)控制泥漿稠度。要注意地層變化，在地層變化處均要撈取渣樣（撈取渣樣要求：地質(zhì)變化處必須取樣；正常鉆進(jìn)每2m取一次；對(duì)于嵌巖樁，接近微分化層時(shí)每0.5m取一次。嵌巖樁進(jìn)入中分化層必須報(bào)檢確認(rèn)方可繼續(xù)鉆進(jìn)。渣樣提取后存放在小塑料袋中，并標(biāo)明取渣時(shí)間、標(biāo)高和渣樣名稱，以便查看），判明后記入記錄表中并繪制地質(zhì)柱狀圖。
    3）鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后（對(duì)于摩檫樁，孔深不得小于設(shè)計(jì)孔深；對(duì)于嵌巖樁，孔深至少超深設(shè)計(jì)孔深5cm，并要嵌入巖層設(shè)計(jì)深度），采用檢孔器（直徑2m，要求箍筋在外，豎筋在內(nèi)，長(zhǎng)度大于8m）對(duì)孔深、孔位進(jìn)行檢查，要滿足以下規(guī)范要求：孔位允許偏差50mm；孔徑不小于設(shè)計(jì)值；傾斜度小于1%，符合要求后方可成孔。
    2.2.5  一清
    成孔后立即進(jìn)行第一次清孔，在清孔排渣時(shí)，必須保持孔內(nèi)水頭，防止塌孔。由于造漿粘土含砂率高，建議采用泥漿旋流器進(jìn)行清孔。
    2.2.6  安裝鋼筋籠和導(dǎo)管   
    鋼筋籠的制作尺寸按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，摩檫樁的鋼筋籠長(zhǎng)度按照設(shè)計(jì)圖紙制作，嵌巖樁的鋼筋籠長(zhǎng)度按照實(shí)際孔深制作。由于鋼筋籠較長(zhǎng)，采用分段加工，鋼筋籠經(jīng)檢查合格后方可允許安裝，鋼筋籠的接頭采用單面搭接焊。
    主要要求：
    1）安裝鋼筋籠時(shí)含砂率不得大于10%，沉渣厚度不得大于20cm。
    2）在骨架外側(cè)設(shè)置控制保護(hù)層厚度的墊塊，其間距豎向?yàn)?m，橫向圓周不得少于4處。
    3）焊接質(zhì)量：焊接長(zhǎng)度不小于10d，寬度不小于0.7d,厚度不小于0.3d，焊縫要飽滿，焊渣清理干凈，不得燒傷母材。同一截面的焊接接頭數(shù)量不得超過(guò)接頭總數(shù)的50%。焊條必須采用5字頭。
    4）鋼筋籠在吊裝的過(guò)程中不變形。
    5）接頭焊好經(jīng)報(bào)檢檢查合格后方可入孔。
    6）焊工必須持證上崗。
    7）鋼筋籠的定位：控制頂面高程采用吊筋焊接在護(hù)筒四周（吊筋長(zhǎng)度=護(hù)筒頂標(biāo)高-樁頂標(biāo)高），控制平面位置采用將泥漿抽至系梁底進(jìn)行定位，定位準(zhǔn)確后焊接保護(hù)筋并割掉十字加強(qiáng)筋。
    8）聲測(cè)管要求高出系梁底50cm，并注滿清水，接頭出密封不漏水。
    鋼筋籠安裝完畢后安裝導(dǎo)管，導(dǎo)管事先必須要做水密試驗(yàn)，保證導(dǎo)管的水密性良好，在安裝導(dǎo)管時(shí)注意：絲扣處要刷洗干凈并涂抹黃油，檢查墊圈完好后擰緊，保證不漏水。安裝導(dǎo)管的過(guò)程中要記錄號(hào)安裝順序和長(zhǎng)度，作為灌樁拆管的依據(jù)。
    2.2.7  二清
    導(dǎo)管安裝完成后，即可利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，在灌注砼前，泥漿的性能指標(biāo)必須滿足規(guī)范要求，即含砂率<2%,比重1.03～1.1,粘度17～20s。
    2.2.8  灌注砼
    本橋樁基砼設(shè)計(jì)為C25。灌注砼采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)生產(chǎn)，輸送泵送料，加設(shè)儲(chǔ)料斗集中下料。
    灌注砼前所有的準(zhǔn)備工作必須完善，主要包括：人員、設(shè)備全部到位，首批砼滿足規(guī)范要求（不小于6m3），由試驗(yàn)室開(kāi)出施工配合比，具備應(yīng)急措施，原材料數(shù)量足夠并檢驗(yàn)合格等。以上的準(zhǔn)備工作完善和泥漿的性能指標(biāo)以及沉渣厚度（摩檫樁為40cm，嵌巖樁為5cm）達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求后方可開(kāi)盤(pán)。
    首批砼拌和物下落后，砼必須連續(xù)灌注。導(dǎo)管埋設(shè)控制在4～8m，拆除導(dǎo)管時(shí)必須先測(cè)孔深，與實(shí)灌數(shù)量進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)無(wú)誤后，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)技術(shù)人員的要求進(jìn)行拆除。灌注砼要作好原始記錄。
    主要要求：
    1）首批灌注砼的數(shù)量要滿足導(dǎo)管首次埋置深度和填充導(dǎo)管底部的需要。導(dǎo)管提離底面0.2～0.4m，埋深1m，首次灌注砼的數(shù)量不少于6m3。
    2）砼的坍落度控制在18～22cm之間。
    3）計(jì)量設(shè)備準(zhǔn)確，嚴(yán)格按照施工配合比進(jìn)行計(jì)量。
    4）在灌注砼的過(guò)程中，禁止隨意上下拉動(dòng)導(dǎo)管，拆除導(dǎo)管時(shí)，要慢慢提動(dòng)導(dǎo)管，導(dǎo)管的接頭處不得用水沖洗。
    5）整個(gè)樁的灌注要在砼的初凝時(shí)間前完成。
    6）為了保證樁頭質(zhì)量，超灌50～100cm。
    2.2.9  鑿樁頭
    待砼灌注完成2小時(shí)后方可鑿除樁頭松散砼，鑿到離系梁底5cm左右加水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待28天后進(jìn)行聲波檢測(cè)。
    3、質(zhì)量措施
    1）測(cè)量必須采用工程部下發(fā)的導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行，在測(cè)量的過(guò)程中隨時(shí)檢查點(diǎn)位穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)。在鉆進(jìn)的過(guò)程中，要隨時(shí)復(fù)核樁位。
    2）投入本工程所有的原材料必須合格。
    3）計(jì)量設(shè)備必須經(jīng)過(guò)標(biāo)定，計(jì)量準(zhǔn)確。
    4）嚴(yán)格按照試驗(yàn)室下達(dá)的配料單進(jìn)行拌和，確保砼的質(zhì)量。
    5）砼拌和物運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，要檢查其均勻性和坍落度，如不符合要求，要進(jìn)行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求時(shí)，不得使用。
    6）要配備發(fā)電機(jī)，隨時(shí)可以啟用，停電時(shí)要保持砼灌注的連續(xù)性。
    7）灌注砼時(shí)，要控制好導(dǎo)管的埋深，防止發(fā)生斷樁。
    8）在灌注過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿，含有空氣時(shí)，后續(xù)砼灌注應(yīng)徐徐灌入，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣栓塞，導(dǎo)致導(dǎo)管漏水，造成砼出現(xiàn)夾層或離析。