水上大直徑樁施工關(guān)鍵技術(shù)

1、    水上大直徑樁施工關(guān)鍵技術(shù)    鄧?yán)苏?本文結(jié)合肇慶公鐵西江大橋防撞墩工程樁基的施工情況，介紹水上大直徑、深孔灌注樁的關(guān)鍵技術(shù)，包括鋼護(hù)筒埋設(shè)、沖擊成孔、鋼筋籠加工與下放、水下混凝土澆筑。abstract： in this paper， based on the construction of the pile foundation of the anti-collision pier engineering of xijiang bridge， the key technologies of underwater large diamete

2、r and deep hole cast-in-place pile are introduced， including the laying of steel tube， impact hole， steel cage processing and decentralization， underwater concrete pouring.關(guān)鍵詞： 大直徑樁；關(guān)鍵技術(shù)；沖擊成孔灌注樁key words： large diameter pile；key technology；impact perforated pile：u445.55+1 ：a ：1006-4311（2017）11-0125-

3、020 引言大直徑基樁因其適用性廣、施工速度快、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在地下工程、公路與鐵路橋梁、港口碼頭工程等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。在所有樁基礎(chǔ)類型中，灌注樁應(yīng)用最為普遍，其中特別以鉆孔灌注樁為主。但是由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進(jìn)行，尤其對(duì)于長樁、大樁，其施工過程無法直接觀察，成樁后也不能進(jìn)行直接開挖驗(yàn)收，它又是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的一種基礎(chǔ)形式。分析鉆孔灌注樁在施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行必要的防范是保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量，確保基礎(chǔ)工程安全的重要措施。1 工程概況肇慶公鐵西江大橋防撞墩基礎(chǔ)采用8根直徑為2.8m的灌注樁，樁基直徑2.8m，樁長52m，覆蓋層全部為砂層及卵石層，樁底持力層為微

4、風(fēng)化灰?guī)r。以5號(hào)墩為例：樁基位于肇慶公鐵橋下游，靠近航道一側(cè)，呈梅花形布置如圖1所示。河床面標(biāo)高約-20.9m，有覆蓋層，厚約18.6m，其中砂厚13.3m，卵石層厚5.3m。巖面平均標(biāo)高約為-39.5m。往來本工程處的船舶通航密集，交通流量大。西江洪水相對(duì)集中，每年的5-8月份不能施工，必須在枯水期施工（每年只有8-9個(gè)月施工期），有效施工時(shí)間短。樁基施工采用鋼護(hù)筒施工，鋼護(hù)筒長度長，重量大，打樁船等大型起重設(shè)備無法進(jìn)入施工區(qū)（橋梁通航限高18m），鋼護(hù)筒下放難度大。2 關(guān)鍵施工工藝2.1 鋼護(hù)筒埋設(shè)鋼護(hù)筒作為鉆孔灌注樁施工的定位、導(dǎo)向設(shè)施，還在鉆孔過程中起蓄漿備用，保持孔內(nèi)、外水頭差，使樁

5、孔鉆進(jìn)時(shí)孔壁不致坍塌，鞏固鉆孔成果的作用。護(hù)筒內(nèi)徑選擇比設(shè)計(jì)樁徑2800mm大100mm，采用壁厚15mm的鋼板加工卷制而成，為防止護(hù)筒在吊運(yùn)過程中變形，在每節(jié)護(hù)筒兩端各焊一道“米”形內(nèi)撐，頂口、底口及鋼牛腿位置l00cm范圍內(nèi)增設(shè)一道厚10mm的鋼板作為加勁箍。護(hù)筒采用分段加工，沉設(shè)現(xiàn)場拼裝成整體，選擇dz90振動(dòng)錘沉入河床。考慮到潮汐及水流的影響，鋼護(hù)筒在下沉前要在平臺(tái)上制作導(dǎo)向架，導(dǎo)向架需要具有一定的剛度，并且它的傾斜度需要保持在1%之內(nèi)。汽車吊吊起鋼護(hù)筒，當(dāng)上口下沉至上框架約50cm后，焊接臨時(shí)牛腿懸掛在導(dǎo)向架上，吊裝焊接下一節(jié)鋼護(hù)筒，依次分節(jié)接長，下沉，當(dāng)護(hù)筒下口將要進(jìn)入河床時(shí)，在水

6、流最低最穩(wěn)定的時(shí)候，采用振動(dòng)錘振動(dòng)下沉，鋼護(hù)筒按計(jì)算的長度下沉到位后，拆除導(dǎo)向架進(jìn)行下一個(gè)鋼護(hù)筒施工。沉入過程中避免速度太快，還要時(shí)刻注意鋼護(hù)筒的垂直度和變形情況，一旦發(fā)現(xiàn)偏差就要立即進(jìn)行糾正。由于河床覆蓋層為中砂、卵石層，考慮到護(hù)筒參與平臺(tái)受力及河床局部沖刷等因素，經(jīng)過驗(yàn)算護(hù)筒沉入到中砂層內(nèi)約10m，后期施工若漏漿嚴(yán)重，護(hù)筒跟進(jìn)3-4m（入卵石層0.5-1m）。為了抵抗河水的沖擊，確?；鶚妒┕r(shí)不出意外，將防撞墩相鄰基樁護(hù)筒用鋼管相聯(lián)，在護(hù)筒頂口附近用工字鋼將護(hù)筒連成整體。2.2 沖擊成孔采用沖擊法鉆孔時(shí)，選用的鉆頭重量需將泥漿對(duì)鉆頭的吸附作用和鋼絲繩及吊具的重量考慮在內(nèi)，但是總重不能超過卷

7、揚(yáng)機(jī)的最大起重量，本項(xiàng)目選用2.5m梅花形鉆頭，直徑加焊到2.8m，重15t。開孔時(shí)，向孔內(nèi)拋優(yōu)質(zhì)黃土，先采用10t、2.5m鉆頭小沖程反復(fù)沖擊造漿；換錘開始鉆進(jìn)時(shí)，進(jìn)尺應(yīng)適當(dāng)控制，在護(hù)筒刃腳處，應(yīng)短沖程鉆進(jìn)，使刃腳處有堅(jiān)固的泥皮護(hù)壁。待鉆進(jìn)深度超過鉆頭全高加正常沖程后可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。首件樁基從鉆機(jī)一開始進(jìn)尺，安排了現(xiàn)場技術(shù)員輪流值班，根據(jù)實(shí)際進(jìn)尺深度進(jìn)行取樣、分析，并分別用渣樣袋封存。根據(jù)現(xiàn)場采集渣樣的特性確定出不同地質(zhì)層的標(biāo)高、深度及分層厚度，繪制實(shí)際地質(zhì)柱狀圖并與設(shè)計(jì)地質(zhì)進(jìn)行比較，為以后的鉆孔樁施工提供了參考。根據(jù)首件樁基在不同時(shí)間，不同孔深情況下對(duì)泥漿的取樣測(cè)定，掌握不同地層合

8、適的泥漿比重，根據(jù)這些變化情況的跟蹤采集，總結(jié)出不同地質(zhì)情況下泥漿的控制數(shù)據(jù)。日常作業(yè)中，一般通過泥漿三件套來探測(cè)鉆孔內(nèi)泥漿的粘度、比重和含砂率，以確保真正發(fā)揮泥漿護(hù)壁和泥漿懸渣的作用。本工程的中砂層有塌孔風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該提高泥漿的年度和相對(duì)密度，確保真正發(fā)揮泥漿懸浮以及泥漿攜帶砂粒的作用，輕壓、慢速、大泵量、稠泥漿鉆進(jìn)，同時(shí)接好泥漿分離器，及時(shí)調(diào)整泥漿內(nèi)的砂粒含量，保證泥漿的含砂率滿足要求。在整個(gè)施工過沖中，應(yīng)經(jīng)常檢查鉆頭直徑；并確保中心與樁中心對(duì)正、鉆機(jī)底座水平，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)該立即停鉆，調(diào)整鉆機(jī)，并經(jīng)測(cè)量人員對(duì)孔位中心進(jìn)行復(fù)測(cè)無誤后，再重新開鉆，以保證樁基成孔后的樁位偏差和垂直度。鉆孔前先根據(jù)施工

9、任務(wù)劃分班組，各班組明確分工，以確保鉆孔作業(yè)一氣呵成，避免中途因施工組織不合理而中斷施工。因事故中途停止鉆進(jìn)時(shí)，首先確保孔內(nèi)水頭高度及泥漿比重符合設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)防塌孔；其次，鉆頭必須提出孔外，以免孔內(nèi)沉積的鉆渣埋住鉆頭。鉆孔出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象主要發(fā)生在中保持孔內(nèi)水頭時(shí)，向孔內(nèi)加水，確保水頭高度不低于設(shè)計(jì)高度，然后摻入粘土優(yōu)化泥漿配比；漏漿嚴(yán)砂層，施工處理方法：不能重時(shí)為保證正常施工，對(duì)護(hù)筒進(jìn)行接長，振動(dòng)錘跟進(jìn)加大入土深度。地質(zhì)取樣：中砂層、卵石層每1m取一次，地質(zhì)變化處加取一次；樁基入巖后，每0.5m取一次，渣樣袋加標(biāo)簽，注明取樣人、時(shí)間、深度、樁號(hào)。成孔檢測(cè)：終孔后用履帶吊起吊探籠（長度9m，直徑為

10、2.68m的鋼筋籠，按2m的縱向間距焊接十字支撐筋來提高其剛度）入孔，緩慢下放到孔底，通過其檢驗(yàn)孔徑、孔底深度和成孔傾斜度。探籠下放到孔底后，孔深（測(cè)繩長加探籠長）和傾斜度（探籠吊點(diǎn)的鉛垂線與孔規(guī)在孔內(nèi)任意位置的吊繩偏移）均符合要求，由此可斷定成孔質(zhì)量達(dá)標(biāo)，鋼筋骨架可順利入孔。？輥？輯？訛鉆孔樁清孔：鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)終孔檢查后，即可清孔。清孔采用反循環(huán)方式清孔，用泥漿分離器進(jìn)行鉆渣分離。 2.3 鋼筋籠加工與下放2.3.1 鋼筋籠加工制作防撞墩？準(zhǔn)2800mm樁基鋼筋籠豎向主筋采用56根直徑？準(zhǔn)32mm鋼筋，單根長約5526cm。每2m設(shè)置一道加勁箍。鋼筋籠在加工區(qū)經(jīng)過胎架分節(jié)、同槽加工成

11、型，胎架是根據(jù)鋼筋骨架的尺寸用厚鋼板制作成的封閉式全圓固定支架；為對(duì)齊鋼筋，在鋼筋籠一側(cè)的胎模外垂直豎立一塊t=12mm的圓環(huán)形鋼板；制作鋼筋籠的過程中，為了確保鋼筋籠整體剛度符合設(shè)計(jì)要求，避免籠身變形，應(yīng)該在鋼筋籠內(nèi)部每道加強(qiáng)箍筋上安裝三角型支撐?；阡摻疃ǔ呒颁摻罨\運(yùn)輸要求，同時(shí)為了減少鋼筋接頭，制作鋼筋籠時(shí)，應(yīng)按照12m的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)對(duì)鋼筋籠進(jìn)行分節(jié)。鋼筋籠主筋采用直螺紋套筒連接鋼筋，鋼筋兩頭用切割機(jī)削平，再進(jìn)行滾軋車絲。套筒車絲工具要定期保養(yǎng)維護(hù)，嚴(yán)防鋼筋起皮。用鋼鋸割印在螺紋套筒鋼筋連接接頭l0cm的位置做標(biāo)記，按要求處理好接頭后，查看兩個(gè)鋼鋸割印長度是否達(dá)到20cm，套筒位置是否居中。錯(cuò)

12、位布置鋼筋籠兩端的主筋接頭，設(shè)置在同一連接區(qū)內(nèi)的鋼筋接頭，其數(shù)目按50%控制。焊接時(shí)，先按順序?qū)⒐拷畎卜旁谥付ㄎ恢?，焊好主筋后再焊接箍筋?.3.2 鋼筋籠的下放鋼筋籠加工好后，通過平板車運(yùn)輸至臨時(shí)碼頭，再由運(yùn)輸船倒運(yùn)至施工平臺(tái)。鋼筋籠運(yùn)抵作業(yè)平臺(tái)后，用80t履帶吊將孔口處水平放置的單節(jié)段鋼筋籠吊起呈豎直狀態(tài)。兩點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)布置在加勁箍（每節(jié)鋼筋籠從兩端向中間數(shù)第二道）與主筋連接處，為了防止起吊時(shí)鋼筋籠變形，吊點(diǎn)位置盡量靠近三角撐位置；吊放至孔口的鋼筋籠需要人工輔助下放，以防下放時(shí)籠身偏斜。鋼筋籠下放到頂端后，根據(jù)現(xiàn)場埋設(shè)的鋼護(hù)筒標(biāo)高、設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高、焊接吊筋工字鋼的尺寸計(jì)算鋼筋籠吊筋長度，為鋼

13、筋籠吊裝提供準(zhǔn)確的定位參數(shù)。2.4 水下混凝土澆筑水下混制在180-220mm之間，初凝時(shí)間為15h。在鉆孔灌注樁作業(yè)中，要特別注意對(duì)混凝土澆筑工序的質(zhì)量控制，因?yàn)樵摴ば蛑苯雨P(guān)系到成樁質(zhì)量。灌注前如果測(cè)得孔底沉渣厚度超標(biāo)，必須二次清孔，確?？椎壮猎穸冗_(dá)到灌注要求后再全面開始灌注施工。運(yùn)到施工現(xiàn)場的混合料，必須通過檢測(cè)手段確認(rèn)其坍落度和均勻性均達(dá)到灌注要求后再進(jìn)行灌注，達(dá)不到灌注標(biāo)準(zhǔn)的一律重新拌制。本工程樁基混凝土采用商品砼，由商砼站供應(yīng)，商混凝土站距離臨時(shí)碼頭8公里，由砼運(yùn)輸車運(yùn)到項(xiàng)目部臨時(shí)碼頭處，將混凝土卸到6m3攪拌罐內(nèi)，再由運(yùn)輸船運(yùn)至鉆孔平臺(tái)處，由吊車吊起攪拌罐放在支架上，將混凝土卸到大料斗內(nèi)，進(jìn)行混凝土澆筑。配置2條運(yùn)輸船（另配一臺(tái)備用），一臺(tái)天泵，8臺(tái)混凝土攪拌罐，砼澆筑