橋梁工程樁基礎(chǔ)水下鉆孔灌注樁施工及質(zhì)量控制

1、    橋梁工程樁基礎(chǔ)水下鉆孔灌注樁施工及質(zhì)量控制    賀曉峰【摘要】水下灌注樁工程屬于隱蔽工程，施工難度大，質(zhì)量要求高，稍有不慎，極易做成斷樁、成樁達(dá)不到強(qiáng)度要求等質(zhì)量通病，文章通過具體工實(shí)例，詳細(xì)介紹了灌注樁施工及質(zhì)量控制措施?！娟P(guān)鍵詞】 灌注樁 施工 鋼筋龍吊裝 水工下混凝土 質(zhì)量檢測 橋梁前言在進(jìn)行梁橋工程建設(shè)時，通常都需要橫跨河流、湖泊等區(qū)域，橋梁的部份樁基礎(chǔ)，必須建在水下，做好鋼筋龍吊裝和水工下混凝土等施工和質(zhì)量控制，是確保樁成功的關(guān)鍵。1工程概況某大橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力混凝土掛籃懸澆結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換連續(xù)梁橋?？鐝浇M合為（40+60+40）=140m

2、，見圖1。主橋墩p14、p15采用書1000mm×46.5m鉆孔灌注樁。樁尖高程-45.0m，嵌固在號砂質(zhì)黏土層中。樁頂高程1.50m處于平均低平潮與歷史最低水位之間，樁位處平均水深6.50m左右。大橋跨越攔路港中由上、下行2座分離式單幅寬13.04m橋組成，主橋墩下，共有40根鉆孔灌注樁。2鉆孔灌注樁施工工藝流程墩臺、樁基定位-建立水上平臺及其連接岸上的施工棧橋-成孔-第一次清孔-測孔深、孔徑及沉渣-安放鋼筋籠-下導(dǎo)管-第二次清孔-測定沉渣-安放隔水塞-連續(xù)灌注水下混凝土、測坍落度、做混凝土試塊一樁身質(zhì)量無損檢測。3鉆孔灌注樁主要施工技術(shù)3.1建立水上平臺及其棧橋3.1.1平臺的功

3、能與結(jié)構(gòu)平臺及其棧橋應(yīng)滿足鉆孔灌注樁施工工藝流程對平臺平面和高程的要求，兼顧承臺施工的需要，并要確保施工期內(nèi)各種工況下平臺總體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。1）平臺布局如圖1所示，主橋墩p14、p15之間留足通航口門寬40m。平臺平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件同承臺輪廓周邊線及樁孔孔位彼此協(xié)調(diào)，互不干擾。平臺、棧橋的高程為最高水位+安全超高之和。2）平臺荷載，應(yīng)取鉆孔灌注樁、承臺施工（水下鋼套箱施工法）中的最大垂直荷載。安全系數(shù)取2.0，以確保鉆孔成樁機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)固，主動控制樁孔的垂直度。3）平臺的上、下游迎水面，設(shè)置防撞擊護(hù)樁。3.1.2棧橋橋面應(yīng)與平臺等高棧橋應(yīng)充分體現(xiàn)施工便道的作用。鉆孔樁的泥漿制備、循環(huán)、

4、管道敷設(shè)、水上與陸域，通過系統(tǒng)規(guī)劃布局，由棧橋加以聯(lián)系溝通。3.2護(hù)筒設(shè)置與安放3.2.1護(hù)筒設(shè)置1）護(hù)筒為樁孔定位與導(dǎo)向。鉆機(jī)成樁作業(yè)過程中，護(hù)筒內(nèi)漿液面標(biāo)高與護(hù)筒外水位始終不小于1m的差值作用下，不漏漿液。2）護(hù)筒長度見圖2。筒頂高程針對本工程實(shí)際，取最高水位+安全超高=3.63+（1.52.o）=5.135.63m.取6.00m高程。筒的下口高程，埋入河底以下不少于2.0m為宜。必須指出的是，筒外壁同河底土體之間力求密貼防滲，以控制護(hù)筒內(nèi)泥漿護(hù)壁液面，高于筒外水位。3）護(hù)筒制作：采用厚6mm鋼板，工地配卷筒機(jī)械，每2m為一節(jié)，筒體豎向采用坡口焊接，經(jīng)磁粉探傷，滿足強(qiáng)度和水密檢驗(yàn)。筒下口節(jié)

5、段長取3m。護(hù)筒上、下節(jié)段結(jié)合，采用標(biāo)準(zhǔn)配件法蘭盤焊固在端口，組裝時，法蘭之間嵌墊厚20mm橡膠止水。高強(qiáng)螺栓緊固（可套用農(nóng)用排灌輸水管件）。護(hù)筒按樁位孔號加工，高程2.5m以下難以回收，采取編號加工，經(jīng)整體組裝滿足垂直度、內(nèi)壁光滑無凸出為合格。3.2.2護(hù)簡安放1）測放樁位。以承臺為單元，承包商將每座承臺的縱、橫線、輪廓邊線及其平面的所有樁位，以施工坐標(biāo)的方式引放到水上平臺的專設(shè)的龍門板平行線上；水準(zhǔn)高程則引測到堤岸的臨時水準(zhǔn)點(diǎn)上。2）根據(jù)樁位河段潮汐水文特征，選擇每天出現(xiàn)的二次低平潮中的白天的那一次，當(dāng)流速趨近于0的憩流之際的o.5一1.0 h之內(nèi)完成安放。3）安放起重吊裝機(jī)械和定位導(dǎo)向架

6、等。3.3成孔作業(yè)要點(diǎn)1）成孔應(yīng)嚴(yán)格照鉆孔灌注樁施工規(guī)程操作。結(jié)合河流、水上平臺的具體實(shí)際，強(qiáng)調(diào)鉆孔機(jī)機(jī)架的水平穩(wěn)固、豎向挺直，實(shí)現(xiàn)鉆孔樁作業(yè)的全過程始終保持"三心歸中"，即鉆機(jī)頂部起吊鋼索、轉(zhuǎn)盤中心、護(hù)筒中心三者歸于同一垂直線上。這是后續(xù)工序吊放鋼筋籠、下導(dǎo)管、灌注水下混凝土質(zhì)量控制的根本措施之一。2）成孔作業(yè)要連續(xù)作業(yè)、同步記錄。這是檢驗(yàn)鉆機(jī)設(shè)備，泥漿護(hù)壁效果及其泥漿制備、循環(huán)、處理，操作人員到位率、勞動質(zhì)量，管理層綜合素質(zhì)的綜合體現(xiàn)。結(jié)合上海地區(qū)軟土特點(diǎn)，開鉆的初始階段為厚約10m的淤泥粉質(zhì)黏土，鉆機(jī)進(jìn)尺宜緩慢，往下土質(zhì)漸好，通過試驗(yàn)孔總結(jié)出適合本工程的一套具體的操作

7、方法。3.4鋼筋籠制作與吊裝本工程為全籠，上端包括伸入承臺的連接段，下至樁孔底，全長47.7m。設(shè)計配筋分為三段，即樁頂以下20m、2030m、3046.5m。鋼籠施工流程是：車間分段制作（定尺一般在910m）一駁運(yùn)至鉆機(jī)平臺進(jìn)行水平焊接成節(jié)一按節(jié)起吊進(jìn)樁孔一上、下節(jié)鋼籠在平臺以上1m處進(jìn)行垂直對節(jié)焊固一安放到位，懸吊且固定。3.5導(dǎo)管防卡阻措施采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土的導(dǎo)管外徑280mm，鋼筋籠豎向最小內(nèi)徑位于每2m的一道巾20mm加勁內(nèi)箍處，其相應(yīng)內(nèi)徑為780mm。據(jù)此分析，導(dǎo)管內(nèi)鋼筋籠之間的間隙只有250mm，導(dǎo)管在垂直升降的頻繁動作中，輕微晃動即靠擦在書20mm內(nèi)箍筋上，加上樁孔垂直度

8、允許偏差等因素，導(dǎo)管同鋼筋籠的卡阻，成為鉆孔樁施工中又一個常見多發(fā)的"通病"。為此，我們在實(shí)踐中摸索到防卡阻的辦法是：在導(dǎo)管的-35m和-15m處，焊固16mm導(dǎo)向筋，沿圓周向均分6根。3.6灌注水下混凝土這是鉆孔樁最關(guān)鍵的分項(xiàng)工程。其混凝土配合比、供料、運(yùn)輸、灌注方式是相互關(guān)聯(lián)與制約的。但必須緊緊抓住連續(xù)澆注這個綱，以最迅速的方式一氣呵成地完成一根樁的灌注。4.1鉆孔灌注樁質(zhì)量控制1）鉆孔灌注樁的測量放樣包括平面和高程，施工單位必須做到"有放必復(fù)、放復(fù)分開"。2）鉆孔樁的各種原材料、商品混凝土，由施工單位材料員持證上崗，實(shí)行先試驗(yàn)合格憑檢測報告和有關(guān)質(zhì)量保證資料齊全，方可使用。4.2監(jiān)控結(jié)果主橋墩p14、p15，上、下行，合計4座分離式承臺下各有10根鉆孔灌注樁，總計40根樁，質(zhì)量結(jié)果如下：1）混凝土試塊28d強(qiáng)度數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果，全部合格。2）高應(yīng)變測試6根，占總樁數(shù)15%，單樁極限承載力全部滿足設(shè)計要求。3）低應(yīng)變測試36根，占總樁數(shù)90%，合格率100%。其中i類樁30根占83%、ii類樁占17%，沒有出現(xiàn)類樁。4）超聲波測管測試18根，占總樁數(shù)45%，合格率100%。其中a類樁15根占83.3%