京滬三線K400+611橋墩加固鉆孔樁施工的總結(jié)與體會

魏兆祿

【摘 要】京滬三線K400+611大橋全長629.2米，濟南鐵路局在運營管理中，發(fā)現(xiàn)列車經(jīng)過該橋梁橫向擺幅過大，影響列車平穩(wěn)及安全。 2008年經(jīng)路局工務(wù)處組織專家論證決定，采用西南交通大學科技成果，于當年對橋墩進行了加固處理。經(jīng)設(shè)備管理單位這幾年的觀察分析，加固處理取到了良好效果，雖然施工已過去了多年，此鉆孔樁的施工工藝和方法仍有借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】橋墩加固；鉆孔樁；施工總結(jié)；體會

1.工程概況

（1）此橋位于泰山山脈，屬華北地臺型。根據(jù)勘探，橋址處地層分布依次為：人工堆積層、第四紀沉積層、震旦紀花崗巖層，持力層埋深由東到西從20m過度到45m不等；勘察期間地下水位處于現(xiàn)地面3.90～7.80m以下。橋址場地環(huán)境類型為Ⅱ類，地下水水質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。

（2）京滬三線K400+611橋原為淺基柔性墩箱梁，共計20孔19個橋墩。采取的加固方法為：橋墩左右兩側(cè)沖擊鉆孔樁至弱風化基巖（W3），鉆孔樁上灌注承臺，承臺鋼筋深入橋墩（用植筋膠植入橋墩內(nèi)），承臺上灌注斜撐，鋼絞線施加應(yīng)力使斜撐與橋墩緊密連接，抱箍把鋼絞線包封，使得鉆孔樁上承臺、斜撐與墩身由抱箍形成整體。

2.鉆孔樁施工工藝與方法

2.1 施工準備

（1）圍堰筑島：鉆孔樁采用圍堰筑島方式施工，筑島填料采用黏土，島面場地并高出施工水位1.5m.。

（2）測量定位：樁位放樣后，埋設(shè)好護樁，并做好測量交底，隨時進行檢查。

（3）制作埋設(shè)護筒：護筒用4mm厚的鋼板加工制成，高度為2m，鉆孔樁的護筒內(nèi)徑比鉆頭直徑大200～400mm，護筒頂高出地下水位2m。

（4）鉆機就位安裝：根據(jù)本工程地質(zhì)情況及樁長設(shè)計要求嵌巖要求，鉆機擬選用CZ-30型沖擊鉆機。CZ-30型沖擊鉆機能適應(yīng)各種不同地質(zhì)情況，特別是卵石層、巖層中鉆孔，沖擊式鉆機較之其它型式鉆機適應(yīng)性強。同時，用沖擊式鉆機造孔成孔后，孔壁四周形成一層密實的土層，對穩(wěn)定孔壁、提高樁基承載能力，均有一定作用。

（5）泥漿的指標控制：a物理穩(wěn)定性，靜置相當時間其性質(zhì)不變化，不因重力而沉淀；b化學穩(wěn)定性，不因水泥、污水等異物混人而污染；c適當?shù)谋戎兀戎卮髮ψo壁、浮渣有利，但比重太大會使泵的能力不足也影響鉆進速度；d良好的觸變性，要求泥漿在流動時，阻力很小，以便泵送。當停止鉆孔時，泥漿能很快凝聚成凝膠狀，避免漿中砂粒迅速下沉，同時也維持孔壁穩(wěn)定。

2.2 鉆進成孔

（1）開孔鉆進的控制：開孔時應(yīng)扶正錘頭用小沖程低錘密擊，如表土為淤泥、松散細沙等軟弱土層，可加黏土塊夾小片石，反復沖擊造壁，保證護筒的穩(wěn)定，控制好樁位中心。必須保證泥漿的供給，使孔內(nèi)漿液穩(wěn)定。

（2）沖擊鉆成孔工藝：從鉆機同步卷筒引出來2根受力相等的正、反轉(zhuǎn)鋼絲繩，經(jīng)沖擊梁和桅桿的導向滑輪，提引沖擊鉆頭，然后起動電動機，通過傳動機構(gòu)驅(qū)動沖擊機構(gòu)，拉動鋼絲繩帶動鉆頭做上下沖擊運動，形成瞬時沖擊力破碎巖土，同時在兩根主鋼絲繩之間放置由副卷揚機提引的排渣系統(tǒng)，排渣管的下端在鉆頭的中心管內(nèi)，鉆頭做上下沖擊運動時，排渣管除了隨著鉆孔進尺間歇下放外，一般保持不動，并在沖擊的同時啟動砂石泵連續(xù)排出鉆渣。

（3）擴孔率的施工控制：擴孔率過大是因為鉆錘擺動過大或因地層松軟沖擊振動力過大，或因鉆頭直徑過大。必須控制鉆錘的擺動和沖程的大小，改善鉆頭直徑的匹配，以控制擴孔率。

（4）泥漿回收及排渣處理：鉆孔時，采用泥漿懸浮鉆渣和護壁，因施工中水泥、土粒等混人及泥漿滲人孔壁等原因使泥漿性能改變，以及為了回收泥漿原料和減少環(huán)境污染，可使用機械、物理、化學等方法使泥漿凈化與再生，可在現(xiàn)場設(shè)置泥漿池、沉淀池等泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，鉆渣應(yīng)集中運至棄渣場處理，切忌污染環(huán)境。

2.3 灌注樁身水下混凝土

（1）材料配合比：混凝土配合比應(yīng)根據(jù)混凝土原材料品質(zhì)、施工圖要求強度等級、耐久性以及施工工藝對工作性能的要求，通過試配、調(diào)整的步驟選定。配制的混凝土拌和物應(yīng)滿足施工過程中混凝土工作性能的要求，配制成的混凝土應(yīng)滿足施工圖標示強度、耐久性等質(zhì)量要求。

（2）制安鋼筋籠及檢測管：鋼筋籠在制作、運輸和安裝過程中，應(yīng)采取措施防止變形。吊人樁孔內(nèi)，將鋼筋籠進行有效固定，防止灌注混凝土時鋼筋籠移位和上浮。檢測管接頭順直牢靠，與鋼筋籠的主筋焊接固定，安裝期間檢測管內(nèi)注清水；檢測管上、下端口用鋼板密封，嚴禁泥漿或水泥漿進人管內(nèi)，確?；炷凉嘧⒑蠊艿罆惩ā?/p>

（3）導管的配置、試壓及安裝壓漿。1）導管的配置：導管是灌注水下混凝土的重要工具，用鋼板卷制焊成或用無縫鋼管制作。其直徑按樁長、樁徑和每小時需要通過的混凝土數(shù)量決定，一般25～30cm。2）導管的試壓：在導管使用前進行水壓試驗和接頭抗拉試驗，嚴禁用氣壓試壓，禁止使用漏水導管。進行試壓的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深的1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于導管壁和焊縫可能承受混凝土時最大內(nèi)壓力的1.3倍。3）導管的安裝：中間節(jié)一般長2m，下端節(jié)可加長至4m，漏斗下可配長0.5、1.0m的上端節(jié)導管，以便調(diào)節(jié)漏斗的高度。導管下口與孔底距離以0.2～0.4m為宜。4）灌注超樁項混凝土的控制：為確保樁頂質(zhì)量，在施工圖樁頂高程以上超灌一定高度，確保樁身混凝土的質(zhì)量，灌注結(jié)束后將此段混凝土鑿除。增加的高度，可按孔深、成孔方法、清孔方法確定，一般不宜小于0.5m，深樁不宜小于1.0m。5）按設(shè)計進行孔底壓槳：在樁身混凝土灌注后，在樁身混凝土強度及時間滿足設(shè)計要求后開始進行樁底壓漿，采用膨潤土、水泥、水、緩凝劑拌制成的不收縮混合漿液，其7天最小抗壓強度為5MPa。漿液按劑量通過注漿回路依次壓注，所有回路應(yīng)以規(guī)定的劑量輪流壓注或達到規(guī)定的壓力后維持10min，第一循環(huán)壓注完成后不少于6h開始下一輪的壓注，直至滿足設(shè)計要求。

3.幾點體會

3.1沖擊鉆成孔時應(yīng)注意以下細節(jié)：

（1）開始鉆基巖時應(yīng)低錘密擊或間斷沖擊，以免偏斜，如發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜，應(yīng)立即回填片石。

（2）遇弧石時可適當拋填硬度相似的片石，采用重錘沖擊，或中低沖程交替沖擊，將大弧石擊碎擠人孔壁。

（3）必須準確控制松繩長度，避免打空錘。一般不宜用高沖程，以免擾動孔壁，引起坍孔、擴孔或卡鉆事故 。

（4）經(jīng)常檢查沖擊鉆頭的磨損情況，如磨損較大，切削角不符合要求時要及時更換修理，以提高鉆進效率和防止卡鉆等事故。

（5）勤松繩，防止打空錘，避免鋼絲繩承受過大的意外荷載而遭受破壞；勤補漿，保持泥漿濃度，使孔內(nèi)鉆渣能及； 勤取渣，使鉆錘經(jīng)常沖擊新鮮地層。

3.2灌注異常的預防及處理方法

3.2.1堵管

在灌注過程中，混凝土在導管中下不去，可用長桿沖搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動導管，或在導管上安裝附著式振搗器等使塞球下落。如仍不能下落時，則應(yīng)將導管連同其內(nèi)的混凝土提出孔，進行清理整修，然后重新吊裝導管，重新灌注。

3.2.2導管漏水

導管漏水主要原因有：第一、首批混凝土儲量不足，或雖然混凝土儲量足夠，但導管底口距孔底的間距較大，混凝土下落后不能埋設(shè)導管底口，以至泥水從底口進人導管。第二、導管接頭不密封，接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流人。

預防和處理方法：如果是原因一引起導管進水，應(yīng)立即將導管提出，用空氣吸泥機、水利吸泥機清出。不得已時需要將導管、鋼筋籠提出來采取復鉆清除。然后重新下放鋼筋籠、導管并投人足夠數(shù)量的首批混凝土，重新灌注。如果是原因二引起導管進水，應(yīng)視具體情況，拔換原管下新管，或用整修后的原導管插人衛(wèi)宜灌，但應(yīng)將孔內(nèi)已灌注全昆凝土清衛(wèi)戮千凈，否則視為斷樁。

3.2.3提漏導管

導管提升過猛，或測深出錯，導管底口超出已灌混凝土面，底口涌入泥水，此時已灌注失敗造成斷樁，應(yīng)及時提出導管及鋼筋籠重鉆。因此在灌注中應(yīng)準確測量從而指導提導管和拆卸導管的高度，防止斷樁事故的發(fā)生。 [科]