鉆孔樁施工關(guān)鍵技術(shù)

趙斌燕

摘要：現(xiàn)代橋梁工程建設(shè)中，高效、安全生產(chǎn)是每一個工程項目參建主體的期望目標(biāo)。以小龍門嘉陵江特大橋水中鉆孔樁施工闡述水中筑島圍堰的施工技術(shù)，介紹旋挖鉆機在不同地質(zhì)層的鉆孔方法、工藝、防坍、防斷樁措施，以滿足鉆孔樁施工的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：鉆孔樁施工；旋挖鉆機；施工技術(shù)

中圖分類號：TB

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2013）05-0189-02

1工程概況及特點

小龍門嘉陵江特大橋跨越嘉陵江，設(shè)計為客貨共線鐵路橋梁，橋長1742.44m，橋跨組合為：2×24m+25×32m+2×24+（48+2×80+48）m+17×32m；全橋49墩2臺，所有墩、臺基礎(chǔ)均為低樁承臺基礎(chǔ)，3#墩至33#墩位于嘉陵江主河道和副河道中，其中30#、31#、32#三個主墩為嘉陵江江心的深水墩。

該特大橋鉆孔樁數(shù)量為：φ1.5m樁基34根，長度796m，處于水中；φ1.25m樁基216根，長度4091.5m，其中處于旱地425m，挖孔施工，處于水中3666.5m，鉆孔施工；合計處于旱地425m，挖孔施工，處于水中4462.5m，鉆孔施工。該橋下游1.5公里處為小龍電站的蓄水大壩，受電站的最遲蓄水時間控制，為避開施工不和電站蓄水發(fā)生沖突，根據(jù)工期倒排，3#墩至33#墩的所有鉆孔樁必須在106天內(nèi)全部完成鉆孔樁。

2施工技術(shù)措施

2.1旋挖鉆機、沖擊鉆平行作業(yè)

根據(jù)該橋工程特點，旋挖鉆機鉆孔3793米，沖擊鉆孔669米。該橋處地層為紅色泥巖、砂巖互層、第四紀(jì)堆積層；地層分布由表向里為人工填筑土、粉土、粉細(xì)砂、卵石土、泥巖夾砂巖，砂巖；，地應(yīng)力在0.15～0.6MPa之間，泥巖砂巖互層的強度在2～10MPa之間，屬于較軟巖層，適合旋挖鉆機鉆孔。旋挖鉆機每小時可鉆孔5m，設(shè)定1臺旋挖鉆機有效工作時間為8小時/天，通過以下計算式說明：

（1）1臺旋挖鉆機每天成孔量：5×8=40（m）

（2）4462.5×0.85=3793（m）鉆孔樁成孔實際用時：3793÷40=94.8≈95（天）

（3）4臺沖擊鉆每天成孔量：4×2=8（m）

（4）4462.5×0.15=669（m）鉆孔樁成孔實際用時：669÷8=83.6≈84（天）

2.2圍堰筑島、創(chuàng)建操作平臺

在嘉陵江的副河道中，靠橋墩位置的上游側(cè)，從3#墩開始，平行于橋梁前進方向填筑一道堤壩，堤壩延伸至13#墩位置，直通河中的一個島嶼，與島嶼連成一體，堤壩形成后，作為施工的便道，并截斷原處于水中的3#～13#墩的水源，使這些墩位處由有水淹沒變成無水淹沒；在堤壩的底部，7#～8#墩之間并排埋設(shè)9根φ1.5m砼圓管作為排水之用，使原分散的水流于7#～8#墩之間的圓管集中排出。堤壩起到兩個作用，一是作為施工便道，二是作為圍堰截斷水源。

堤壩完成，間隔一段時間，待各墩位處幾乎無積水時，從堤壩的下游側(cè)往各墩位處傾填土石，在每一個墩位處形成單獨的小島，并與堤壩連成一體，小島形成后，作為施工的操作平臺，同時作為施工機械的掉頭，錯車的平臺；13#墩～17#墩位于河中島嶼上，不需要圍堰筑島，17#墩～33#墩采用3#墩～13#墩同樣方法形成圍堰筑島，進行施工。由于旋挖鉆機體型龐大，重量較大，剛筑成的島嶼承載力不夠，所以在旋挖鉆機就位之前，還可以在平臺上鋪設(shè)鋼板等措施，鉆機停在鋼板上工作。

2.3合理選配旋挖鉆機的鉆具

鉆具的類型：a、旋挖鉆斗；b、短螺旋鉆頭；c、巖石筒鉆。

不同地層旋挖鉆具的選用有以下幾點：

（1）第四紀(jì)地層：地表覆蓋土、淤泥、粘土、淤泥質(zhì)亞粘土、砂土、砂層等較軟的地層統(tǒng)稱為第四紀(jì)地層。這類地層一般比較松軟，采用旋挖鉆斗鉆進；地表土、淤泥質(zhì)亞粘土、粘土層在干性狀態(tài)下膠結(jié)性都比較好，在干孔鉆進下采用單底板土層鉆斗鉆進；在濕孔鉆進條件下，因土遇水的膠結(jié)性能變差，采用雙底板撈砂鉆斗鉆進以便于撈取鉆渣；淤泥層用雙底板撈砂鉆斗鉆進；砂土層和砂層的膠結(jié)性能都比較差，不管干孔鉆進還是濕孔鉆進均用雙底板撈砂鉆斗鉆進；含水豐富的流砂、流泥等易坍塌地層，采用雙底板撈砂鉆斗鉆進。

（2）卵礫石、風(fēng)化基巖等硬地層：砂卵石、卵礫石層比一般的第四紀(jì)地層硬度大，鉆進難度較大。這類地層中若沒有粒徑太大的孤石、漂石，用雙底板撈砂鉆斗鉆進；當(dāng)碰到有大孤石（漂石），則用嵌巖短螺旋鉆頭鉆進，一般能把大孤石攪碎或?qū)⒄麄€孤石（漂石）帶出孔口。

（3）強風(fēng)化基巖：泥灰?guī)r、砂巖、灰?guī)r、泥巖、頁巖等硬巖層，采用嵌巖短螺旋鉆頭鉆進，配合用巖石筒鉆（主要作用在于對地層進行松動，取芯是次要功能，所以一般采用不取芯巖石筒鉆）以及用雙底板撈砂鉆斗清渣。

3防止鉆孔坍塌關(guān)鍵技術(shù)

使用泥漿防止鉆孔坍塌，沖擊鉆鉆孔使用的泥漿較濃，比重要求在1.6左右，旋挖鉆機鉆孔使用的泥漿濃度，比重控制在1.3左右即可。采取在距孔口20m左右挖設(shè)泥漿池，每2個墩共用1個泥漿池。在制漿機內(nèi)加入清水、膨潤土和化學(xué)劑等制備泥漿。對于第四紀(jì)地層，自穩(wěn)定性和粘結(jié)性較好，鉆進這種地層，孔內(nèi)泥漿不宜過多，只要不發(fā)生坍塌即可；對于砂卵石、卵礫石層，自穩(wěn)定性和粘結(jié)性較差，鉆進這種地層，對泥漿的質(zhì)量要求高，泥漿頂面高度不能離孔口較大，該地層最容易發(fā)生坍塌，是防坍塌的關(guān)鍵地層；對于強風(fēng)化基巖，如：泥灰?guī)r、砂巖、灰?guī)r、泥巖、頁巖等硬巖層，自穩(wěn)定性很好，且有一定的硬度，鉆進這種地層，對泥漿的質(zhì)量和數(shù)量都沒有什么要求，甚至可以不要泥漿都可施工。旋挖鉆機鉆進，成孔快，鉆進過程中每間隔1個小時檢查一次泥漿指標(biāo)，以便及時進行調(diào)整。鉆孔完成后，及時澆筑水下砼。在泥漿池的旁邊挖設(shè)泥漿回收池，使多余部分泥漿返回回收池經(jīng)沉淀后重復(fù)使用。

4防止鉆孔灌注樁斷樁核心工作

鉆孔樁灌注成樁的核心工作必須做好以下工作：（1）關(guān)鍵設(shè)備（混凝土攪拌設(shè)備、發(fā)電機、運輸車輛）要有備用，材料（砂、石、水泥等）要準(zhǔn)備充足，以保證混凝土能連續(xù)灌注。（2）混凝土要求和易性好，坍落度要控制在18～22cm。若灌注時間較長時，可以在混凝土中加入緩凝劑（需征得監(jiān)理工程師的許可），以防止先期灌注的混凝土初凝，堵塞導(dǎo)管。（3）在鋼筋籠制作時，一般要采用對焊，以保證焊口平順；當(dāng)采用搭接焊時，要保證焊縫不要在鋼筋籠內(nèi)形成錯臺，以防鋼筋籠卡住導(dǎo)管。（4）導(dǎo)管的直徑應(yīng)根據(jù)樁徑和石料的最大粒徑確定，盡量采用大直徑導(dǎo)管；對每節(jié)導(dǎo)管進行組裝編號，導(dǎo)管安裝完畢后要建立復(fù)核和檢驗制度。導(dǎo)管使用前，要對導(dǎo)管進行檢漏和抗拉力試驗，以防導(dǎo)管滲漏。（5）下導(dǎo)管時，其底口距孔底的距離控制在25～40cm（注意導(dǎo)管口不能埋人沉淀的回淤泥渣中）之間，同時要能保證首批混凝土灌注后能埋住導(dǎo)管至少1.0m。在隨后的灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度一般控制在2.0～60m的范圍內(nèi)。（6）在提拔導(dǎo)管時要通過測量混凝土的灌注深度及已拆下導(dǎo)管的長度，認(rèn)真計算提拔導(dǎo)管的長度，嚴(yán)禁不經(jīng)測量和計算而盲目提拔導(dǎo)管。（7）當(dāng)混凝土堵塞導(dǎo)管時，可采用拔插抖動導(dǎo)管（注意不可將導(dǎo)管口拔出混凝土面），當(dāng)所堵塞的導(dǎo)管長度較短時，也可以用型鋼插入導(dǎo)管內(nèi)來疏通，也可以在導(dǎo)管上固定附著式振搗器進行振動來疏通導(dǎo)管內(nèi)的混凝土。（8）當(dāng)鋼筋籠卡住導(dǎo)管時，可設(shè)法轉(zhuǎn)動導(dǎo)管，使之脫離鋼筋籠。

5取得成果及結(jié)束語

在小龍門嘉陵江特大橋的施工中，曾創(chuàng)下單月成樁101根樁的紀(jì)錄，比計劃工期提前27天，無斷樁。施工技術(shù)是工程管理的龍頭，是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵工作；合理運用新技術(shù)、精心組織與安排，可達(dá)到事半功倍的效果。