樁基施工總結(jié)

樁基施工技術總結(jié)摘要：隨著我國交通運輸量日益增長，高速公路及高速鐵路等交通根底建設必將迅速開展，橋梁工程隨之越來越多。鉆孔灌注樁根底以它施工速度快，承載能力大，適用范圍廣，質(zhì)量可靠，受氣候環(huán)境影響小，施工較方便而被廣泛地采用。中國水電七局成都水電建設在京滬高速鐵路跨津浦鐵路特大橋樁基施工過程中，應用了沖擊鉆成孔，旋挖鉆機成孔，人工挖孔等成孔方式。本文是作者結(jié)合自己對京滬高速鐵路跨津浦鐵路特大橋鉆孔樁施工的工作經(jīng)驗，主要論述了橋梁孔樁采用不同的方式成孔的施工技術，工藝原理，適用條件等，簡要介紹了樁基施工的每道工序的施工中說明該技術操作要點等問題。關鍵詞：橋梁；樁基；施工技術1工程概況新建京滬高速鐵路土建工程JHTJ-3標段跨津浦鐵路特大橋橋梁全長14120.68m，起迄里程DK428＋741.84～DK442＋862.52，橋梁線路位于魯中南低山丘陵及丘間平原，地表以剝蝕為主，局部地段基巖裸露，地形起伏大，是京滬高鐵全線海拔最高的地段。該段受區(qū)域構(gòu)造的影響，以剝蝕為主，沖溝發(fā)育，河谷下切明顯，丘間谷地發(fā)育有小型的沖洪積平原及盆地。主要巖性為新黃土、黏土、粉質(zhì)黏土、卵石土、圓礫土、礫砂等，下伏花崗片麻巖，斜長片麻巖，局部有閃長巖侵入體，節(jié)理裂隙發(fā)育；新黃土具濕陷性。沿線地下水水位較深，一般深度大于10m，大氣降水為地下水的主要補給來源。地下水對混凝土不具侵蝕性。橋梁根底設計為明挖根底、挖井和鉆孔樁根底等根底形式，全橋共設計有鉆孔樁3200多根，樁徑有1.0m、1.25m兩種，樁基每個橋墩含樁數(shù)為8、10、12、21個不等，單樁最大孔深54.0m，最小孔深7.0m。本段橋梁樁根底設計為柱樁嵌入基巖3～8m。2樁根底工藝原理及工藝流程2.1工藝原理鉆孔灌注樁是采用機械或人孔開挖等方式，在地層中按要求形成一定形狀〔斷面〕的井孔，到達設計高程后，將按照設計圖紙制作的鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土成為樁根底。根據(jù)地層和地下水情況，以及周邊環(huán)境問題，京滬高速鐵路跨津浦鐵路特大橋樁基施工采用了沖擊鉆機成孔、旋挖鉆機成孔和人工挖孔三種不同的施工方法。2.2樁基施工成孔方式?jīng)_擊鉆機成孔沖擊鉆機成孔在樁基中適用范圍比擬廣，不受地層、地下水等因素的影響，在跨津浦鐵路特大橋樁基施工中，大局部樁基施工均采用該方法，其工藝流程如圖1。圖1樁基施工工藝流程旋挖鉆機成孔1〕旋挖鉆機施工主要特點：〔1〕旋挖鉆機功率大、鉆孔速度快、施工效率高、自動化程度高、定位準確，成孔質(zhì)量可靠?！?〕旋挖鉆機適用范圍較小，由于嵌巖困難，僅適用于各類粘性土、粉質(zhì)土、砂土地層、砂卵石層及軟弱巖石地層；同時，不宜用于易坍塌的飽和砂層并不能有超徑的漂石、孤石等。只在跨津浦鐵路特大橋進行了六個墩48根樁的施工?！?〕旋挖鉆機不能自身造漿，但制備的泥漿可以循環(huán)使用。〔4〕旋挖鉆機移動方便，噪音小、環(huán)保，但自重大對場地要求高?！?〕其施工工藝流程與沖擊鉆機類似。2〕施工方法旋挖鉆機采用筒式鉆斗，鉆機安裝后調(diào)整好桅桿的垂直度和鉆機的水平度，注入調(diào)制好的泥漿，然后進行鉆孔。當鉆頭下降到預定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內(nèi)，儀表自動顯示筒滿時，鉆斗底部關閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點。鉆機施工過程中保證泥漿面始終不得低于護筒底部，保證孔壁穩(wěn)定性。這樣通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土和泥漿撐護孔壁，反復循環(huán)直至成孔。同時在鉆孔過程中鉆機提鉆甩渣復位后，應檢查鉆頭是否對中。在砂粘土和砂土中鉆進，直接用旋挖筒成孔和取渣。在礫石和砂卵石層中鉆進，應先用螺旋鉆頭將其松動，再用旋挖筒取渣。鉆桿鉆進過程中，保持持續(xù)轉(zhuǎn)動，鉆進轉(zhuǎn)速范圍為5r/min～30r/min，一般小于30r/min?？讖捷^小、地層較軟時可用較大的轉(zhuǎn)速，反之用較小的轉(zhuǎn)速。保證取土斗底部土體不被擠壓破壞，順利進入斗體中，確保土體鉆進過程中局部沒有形成失穩(wěn)的滑孤面，有利于鉆孔護壁；鉆具配備：上部粘性土用錐形體的挖泥斗，相應增加斗體中平衡孔的面積，在提升斗體過程中減少對孔底土體的抽真空作用(負壓)，有利于鉆孔護壁，也利于斗體卸土；下部砂土改用砂石斗挖掘。3〕施工要點〔1〕由于鉆機設備較重，施工場地必須平整、寬敞，并有一定硬度，防止鉆機發(fā)生沉陷?！?〕鉆機施工中檢查鉆斗，發(fā)現(xiàn)側(cè)齒磨懷，鉆斗封閉不嚴時必須及時整修?！?〕泥漿初次注入時，垂直向樁孔中間進行入漿，防止泥漿沿著護筒壁沖刷其底部，致使護筒底部土質(zhì)松散?！?〕因粘土層中鉆進過深易造成頸縮現(xiàn)象，在鉆機施工時應嚴格一次鉆進深度?！?〕根據(jù)不同地質(zhì)情況，施工中要加強泥漿管理，嚴格保證泥漿質(zhì)量確保泥漿對孔壁的撐護作用。〔6〕對于粒徑小于100mm的地層可用常規(guī)鉆削式鉆斗取土鉆進，鉆進時應注意滿斗后及時起鉆卸土；鉆進較軟的地層應選用小切削角、小刃角的楔齒鉆斗，鉆進較硬的地層應選用大切削角的錐齒鉆斗；當?shù)貙又泻辛?00mm～200mm〔7〕遇到硬土層時，為加快鉆進速度，可先鉆小孔，然后再擴孔?！?〕為防止孔斜和超挖過大，每次下鉆都要對準孔位，最好采用原位卸土的方法?！?〕鉆至設計標高后，旋挖筒取渣時間要相對延長，但不能加壓，既保證能取盡鉆碴，又要能防止超鉆。人工挖孔1〕人工挖孔主要特點〔1〕樁身截面大，單樁承載力高，結(jié)構(gòu)傳力明確，沉降量??；〔2〕施工機具設備簡單，占地面積小，操作簡便；〔3〕施工無振動、無噪聲、無泥漿污染，對周圍建筑物無影響，在跨津浦鐵路特大橋土門村、靳莊村居民密集區(qū)就采用該方法進行樁基施工的?！?〕施工質(zhì)量可全面直觀檢查，持力層可準確判斷，成樁質(zhì)量可靠；〔5〕施工速度快，工程造價低?！?〕適用于無地下水或地下水較少的人工填土、粘土、粉質(zhì)粘土和含少量砂、砂卵石的粘土層，特別適用于黃土層，可嵌入風化巖層一定的深度。適用于直徑0.8m以上的樁，樁徑一般為1m～3m；深度一般不宜超過25m，最大可達40m。2〕工藝流程場地整平——放線、定樁位——挖第一節(jié)樁孔土方——支模澆灌第一節(jié)混凝土護壁——在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線——設置垂直運輸架、安裝電動葫蘆〔或卷揚機〕、吊土桶、潛水泵、鼓風機、照明設施等——探孔——第二節(jié)樁身挖土——清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑——拆上節(jié)模板、支第二節(jié)模板、澆灌第二節(jié)混凝土護壁——重復第二節(jié)挖土、支模、澆灌混凝土護壁工序，循環(huán)作業(yè)直至設計深度——檢查持力層后進行擴底——對樁孔直徑、深度、擴底尺寸、持力層進行全面檢查驗收——清理虛土、排除孔底積水。3〕樁孔開挖及護壁挖孔由人工自上而下逐層用鎬、鍬進行，先挖中間，后挖周邊，允許尺寸誤差30mm。遇堅硬土層，用錘、釬破碎；遇孤石或巖層時，先鉆孔用小藥量爆破予以松動，然后用鋼釬、風鎬進行撬挖和清理。開挖斷面為設計樁徑加2倍的護壁厚度。每節(jié)的高度根據(jù)地質(zhì)條件而定，一般為0.9m～1.2m。每挖完一節(jié)，由孔口吊線檢查并修邊，使孔壁上下順直一致。井口鎖口對挖孔樁施工十分重要，可以提供井口操作平臺及保護井內(nèi)開挖施工。護壁厚度根據(jù)樁徑、地質(zhì)、地下水等因素決定?；炷磷o壁形式采用內(nèi)齒式，目的是為了便于澆灌井圈混凝土。支護厚度一般為20cm～30cm，如圖2。4〕人工挖樁平安〔1〕開挖過程中，嚴格按照要求進行護壁，不能因地層較硬不進行護壁支護；〔2〕出渣過程中上下操作人員一定要密切配合，提升設備確保完好，孔口附近不能堆放渣土，防止向孔內(nèi)墮物；〔3〕隨時向孔內(nèi)通風，其中特別是爆破后，一定將孔內(nèi)的爆破異味全部去除前方可進行；〔4〕作好防止停電、停風等措施，特別是井下人員的平安撤離工作。2.3樁基施工其他主要工序1〕清孔〔1〕沖擊鉆機成孔方式的清孔可采用抽桶出渣、循環(huán)泥漿、氣舉法等方法進行出渣清孔，保證孔底沉渣厚度及泥漿比重滿足水下混凝土澆筑要求。〔2〕旋挖鉆機成孔方式的清孔主要是注意孔底鉆渣的去除，在施工過程中采用了配備專門的撈渣鉆頭，通過打撈后，仍有少量不能去除，又改用專用鉆頭將其鉆磨成粉末，通過調(diào)節(jié)泥漿使其懸浮?！?〕人工挖孔就是將開挖或爆破松動的渣土全部清理干凈即可，其中對于有水的必須先行抽干后將渣土清理徹底。圖2混凝土護壁形式1-混凝土護圈；2-上下護圈間的連接鋼筋2〕鋼筋籠的制作與安裝鋼筋籠可按設計長度和設備吊裝能力，采用整根或分段制造。當采用分段吊裝時，應先在加工廠進行試拼對接合格，再分開吊裝，保證對接鋼筋連接質(zhì)量。主筋搭接焊時，同一斷面內(nèi)的鋼筋接頭不得超過主筋總數(shù)的50%，兩個接頭的間距不小于500mm。主筋的焊接長度，雙面焊為不小于5d〔主筋直徑〕，單面焊為不小于10d。聲測管一般在鋼筋籠加工場預先安裝在已成型的鋼筋籠上，聲測管應下端封閉，上端加蓋，管內(nèi)無異物；聲測管采用綁扎方式與鋼筋籠連接牢固〔不得焊接〕；聲測管連接一般采用外加套筒焊接方式或采取絲扣連接方式進行，預防連接處斷裂或堵管現(xiàn)象；連接處應光滑過渡，不漏水；管口應高出樁頂300mm以上，且各聲測管管口高度應一致。吊放鋼筋籠入孔時應對準鉆孔，保持垂直，慢放入孔。入孔后不宜左右旋轉(zhuǎn)，徐徐下放并嚴防孔口坍塌。假設遇阻礙應停止下放，查明原因進行處理。嚴禁猛提猛落和強制下放，吊裝到位后通過吊筋孔口進行固定，防止其下沉或上浮。作好鋼筋籠制作臺帳，確保鋼筋原材料的可追溯性。3〕水下混凝土澆筑〔1〕檢查導管的水密性和確保導管安裝到位；〔2〕建立好混凝土原材料臺帳，保證原材料的質(zhì)量滿足要求，并具有可追溯性，主要對混凝土的坍落度、含氣量、泌水率、水膠比和拌合物等進行測試鑒定，灌注混凝土前和過程中，應按規(guī)定時間檢測高性能混凝土的坍落度、擴展度、含氣量和入模溫度，并做好記錄。待檢測指標符合后，方可灌注混凝土?！?〕首批封底混凝土計算導管口到孔底0.3～0.5m,首批混凝土導管埋深要滿足1.0m以上，首批混凝土數(shù)量V按下式計算：V=H1×πd2/4+Hc×πD2/4式中：D—鉆孔樁直徑；d—導管直徑；HC—首批需要混凝土面至孔底高度=導管埋深〔1m〕+導管底至孔底高度；H1—混凝土面到水面高度；混凝土灌注前精確計算首盤混凝土方量，制作適宜容積的漏斗〔大小根據(jù)首批封底混凝土方量計算〕，確保封底順利，確認封底成功后，進行正常灌注。灌注過程嚴格依照標準進行，隨時進行混凝土質(zhì)量、導管埋置深度等各項檢測，以保證整個灌注過程的順利。〔4〕水下混凝土澆筑水下混凝土應連續(xù)澆筑，中途不宜停頓，并應盡量縮短撤除導管的間斷時間，保證每根樁在配合比設定的初凝時間內(nèi)澆筑完成。在澆筑混凝土過程中，應采用在水中泡透經(jīng)合格鋼尺校正后的測繩測量孔內(nèi)混凝土頂面位置，保持導管埋深在2～6m范圍。當混凝土澆筑面接近設計高程時，應緩慢提升導管，并用取樣盒等容器直接取樣確定混凝土的頂面位置，保證混凝土頂面澆筑到樁頂設計高程以上1.0m。在澆筑水下混凝土過程中，應如實填寫混凝土澆筑記錄，同時防止鋼筋籠上浮。另外對于人工挖孔樁假設孔內(nèi)無地下水，可采用串筒入倉