108國道青白江段改擴建工程橋梁樁基施工方案

宋光亮

摘 要：依據(jù)地質(zhì)條件，橋梁樁基采用旋挖鉆機作業(yè)，通過鉆進(jìn)成孔、測量鉆孔深度、提出鉆桿、測量出孔底沉渣的厚度和孔的深度、安裝鋼筋籠以及注漿管、安裝導(dǎo)料管、清孔、灌注水下混凝土、測量混凝土的樁頂標(biāo)高、最后拔出導(dǎo)料管形成樁。

關(guān)鍵詞：108國道；橋梁樁基；鉆孔施工

1 工程概況

1.1 工程概況

G108國道青白江段改擴建工程大件路東繞線起于青白江大道與川陜復(fù)線交叉口，止于青南大道，全長10.455公里，其中樁基施工結(jié)構(gòu)物有達(dá)成鐵路立交橋、福安中橋、毗河大橋、福龍中橋、西河江大橋、先鋒小橋。

施工范圍內(nèi)橋梁基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁。樁徑根據(jù)地質(zhì)情況、橋梁高度和跨度大小設(shè)計有Φ1.20m、Φ1.25m、Φ1.60m、Φ1.80m、Φ2.0m五種樁徑，鉆孔灌注樁鑿孔總進(jìn)尺5500m，混凝土灌注量為16626.3m3，鋼筋制安1326t，聲測管安裝81.8t。

1.2 工程氣象水文條件

1.2.1 水文地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)地下水類型為第四系覆蓋層中孔隙水和基巖裂隙水。

地下水位一般1.5～4.1m，季節(jié)變化明顯，年變幅1～2m，受大氣降水及地表水體補給。

1.2.2 地層巖性

擬建道路區(qū)地層有：第四系全新統(tǒng)的人工填筑土層 、人工堆積層種植土、沖積層、沖洪積層、第四系上更新統(tǒng)冰水～流水堆積層以及中生界白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖、夾關(guān)組泥質(zhì)砂巖及砂巖組成。

2 施工安排

2.1 施工順序

鉆孔樁主要采用旋挖鉆機進(jìn)行施工，每臺鉆機施工完成一區(qū)域后再移至其他區(qū)域。

工藝流程：放驗線—鉆機就位整平—鉆進(jìn)成孔—測量鉆孔深度—提出鉆桿—測孔底沉渣。

厚度及孔深孔徑—安裝鋼筋籠和注漿管—安放導(dǎo)料管—清孔—灌注水下混凝土—測混凝土樁頂標(biāo)高—拔出導(dǎo)料管—成樁—開塞—樁側(cè)注漿—樁底注漿。

2.2 成孔方法

2.2.1 施工準(zhǔn)備

基于水、路、電三通以及場地平整的情況下，還應(yīng)落實鉆孔準(zhǔn)備工作，如泥漿備料和調(diào)制、測量樁位、準(zhǔn)備有關(guān)鉆孔機械器具、制作并合理埋設(shè)護(hù)筒等。

（1）測量放線及定位 。

（2）場地平整 。

（3）埋設(shè)護(hù)筒：護(hù)筒頂高出地面0.2m。鉆機導(dǎo)桿中心線、回旋盤中心線、護(hù)筒中心線應(yīng)保持在同一直線。護(hù)筒中心與設(shè)計樁位中心的偏差不得大于20mm，鋼護(hù)筒垂直度偏差不允許大于0.5%，保證鉆機沿著樁位垂直方向順利工作。

（4）準(zhǔn)備鉆機：鉆盤中心和鉆架上的起吊滑輪要確保在同一條垂線，鉆桿位置的偏差要控制在2厘米以內(nèi)。

（5）制備泥漿以及循環(huán)凈化：根據(jù)旋挖鉆鉆速快的特點泥漿原材料采用優(yōu)質(zhì)膨潤土、新鮮的淡水、工業(yè)用純堿、絮凝劑（聚丙烯酰胺）。泥漿配合比見下表1：

表1 泥漿配合比表

膨潤土（Kg） 純堿（kg） CMC（Kg） 水（Kg）

配比量 10 0.05 0.005 100

泥漿檢測和控制要求：在攪拌機中取樣，新制膨潤土漿需存放12小時，經(jīng)充分溶脹后再測定比重以及漏斗的粘度；從新漿貯漿池里取出一定樣本并檢測項目的比重以及漏斗粘度；主孔正常、穩(wěn)定抓進(jìn)的時候，要檢測循環(huán)漿的比重、含砂量以及漏斗粘度。

在施工的時候，要用離心泥漿泵輸送泥漿，從泥漿池借助鋼管或是膠管把新鮮的泥漿輸送到開孔現(xiàn)場。施工中不合格的泥漿可輸送至廢棄泥漿池。

新制膨潤土泥漿性能現(xiàn)場檢測指標(biāo)見表2：

表2 新制膨潤土泥漿性能現(xiàn)場檢測指標(biāo)表

項目 單位 性能 試驗用儀器 備注

濃度 % >4.5 / 指100Kg水所用膨潤土重量

密度 g/cm3 <1.1 比重稱

漏斗粘度 Pa.s 30-90 馬氏漏斗

施工過程中隨時檢測時泥漿的各項性能指標(biāo)，確保泥漿對孔壁的撐護(hù)作用。

2.2.2 鉆孔施工

（1）鉆進(jìn)施工。在實際工作的時候，可以適當(dāng)調(diào)整讓鉆頭中心點和樁位中心對齊，同時調(diào)整鉆桅垂直后方，準(zhǔn)備好之后就可以開始鉆頭工作。工作步驟為：對孔、落鉆、鉆進(jìn)、提鉆、反轉(zhuǎn)解鎖、提升鉆機回轉(zhuǎn)卸土、再對孔，如此循環(huán)鉆頭工作。但每次鉆孔的時候要對零深度表，全面注意鉆進(jìn)情況，還要檢查滾筒槽里有沒有鋼絲繩，如果鋼絲繩有斷股或是毛刺的情況，就要及時更換。

（2）檢查成孔。鉆孔成孔質(zhì)量應(yīng)實施階段性檢查，具體在灌注混凝土之前、在成孔的過程中、成孔后三個環(huán)節(jié)檢查。主要檢查孔徑以及孔形，孔深以及孔底沉渣厚度。

要用標(biāo)準(zhǔn)錘檢測孔深以及孔底沉渣厚度。檢測繩要用鋼尺進(jìn)行校核，澆筑混凝土前檢查孔底沉渣厚度，要求厚度不大于5cm，嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。

（3）成孔豎直度檢測。采用探孔器進(jìn)行成孔豎直檢測。

2.2.3 鋼筋籠加工及吊放

（1）鋼筋骨架制作。1）鋼筋籠在鋼筋廠內(nèi)分節(jié)制作或在有條件的樁基現(xiàn)場加工，施工現(xiàn)場鋼筋連接采用焊接連接及套筒連接。鋼筋籠采用胎具成型法，由人工纏繞綁扎或鋼筋滾籠機焊接，每個鋼筋場配置一臺鋼筋滾籠機。2）鋼筋籠的制作應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙設(shè)計制作，鋼筋籠按8m一節(jié)進(jìn)行制作。

（2）鋼筋保護(hù)層厚度為60mm。

（3） 鋼筋骨架的存放與現(xiàn)場吊裝。1）鋼筋籠內(nèi)聲測管需要定位筋固定，采用φ10鋼筋焊接在骨架上，長度45cm，每3m一道等距布置在聲測管外圍。 2）樁徑大于1.5m樁基鋼筋籠加勁箍筋較大，穩(wěn)定性差，所以根據(jù)設(shè)計要求需在鋼筋籠內(nèi)部增設(shè)固定鋼筋，采用十字交叉加固方式，在鋼筋籠內(nèi)部每2m焊接一組十字交叉筋。3）保證存放地平整和干燥。一是存放地要干燥通風(fēng)，避免鋼筋受潮后出現(xiàn)生銹情況，確保鋼筋的光澤質(zhì)量；二是存放地要平整，防止在存放鋼筋的時候因為地勢不平坦而導(dǎo)致鋼筋彎曲等，對后期鋼筋的使用造成影響。此外，鋼筋存放地還要干凈，存放的時候要注意輕放，并做好標(biāo)記，確保每個加鋼筋處都設(shè)置有支撐點，且各支承點高度要相等，保證鋼筋籠骨架在調(diào)運到樁位的整個過程中不會出現(xiàn)骨架變形的情況。4）鋼筋籠入孔采用吊車吊裝鋼筋籠起吊，應(yīng)在頂部設(shè)置2個吊點（位置為頂部加強筋位置）用于垂直吊裝，在每節(jié)鋼筋籠中部設(shè)置1個吊點（加強筋位置）用于翻身起吊。在吊點位置加設(shè)1根Φ20加強筋。

起吊前準(zhǔn)備好各項工作，起重工在鋼筋籠掛上25t汽車吊主吊鉤及汽車吊副吊鉤。

在起重工檢查吊機鋼絲繩的安裝情況及受力重心后，開始平吊。

鋼筋籠吊至離地面0.4m左右后，檢查鋼筋籠是否平穩(wěn)，然后主吊慢慢起鉤，根據(jù)鋼筋籠尾部距地面距離，及時指揮副吊配合起鉤。

鋼筋籠吊起后，慢慢提升主鉤，吊機副吊配合，保持鋼筋籠距地面一定的距離，使鋼筋籠垂直于地面。

起重工指揮吊車吊籠入孔、定位，吊車旋轉(zhuǎn)時要保持平穩(wěn)，在鋼筋籠上要設(shè)置牽引繩。下放時若遇到鋼筋籠卡孔的情況，要吊出鋼筋籠后檢查孔位沒有問題再吊放。

當(dāng)鋼筋籠下到B吊點時，暫停放下，拆下B吊點的鋼絲繩、卡環(huán)。

當(dāng)鋼筋籠繼續(xù)往下插入，到A吊點時，暫停放下，并且插入槽鋼，把鋼筋籠固定在護(hù)筒頂，然后拆下A吊點的鋼絲繩、卡環(huán)。

第一節(jié)鋼筋籠吊放完成后，起吊第二節(jié)籠至孔口，進(jìn)行主筋焊接或是對接套筒的連接，要注意連接的時候要確保上下主鋼筋的位置對正，保證鋼筋籠上下軸線的一致性。連接的時候要先連接同個方向上的兩根接頭，接著再稍微提起，讓上下節(jié)鋼筋籠垂直；然后再連接剩下的接頭，連接時要確保接頭位置依照50%接頭數(shù)量連接，并且是錯開的，相鄰的兩個接頭之間距離不小于主筋直徑的35倍，且不小于0.5m，焊接長度采用單面焊為10d。鋼筋籠焊接前進(jìn)行聲測管和灌漿管安裝。全部主筋有效連接完成后，纏繞箍筋并按梅花形進(jìn)行點焊，經(jīng)驗收合格后再勻速下放。從最下節(jié)依次往上吊裝鋼筋籠到整個鋼筋籠吊裝完成。

最上節(jié)鋼筋籠下到孔口位置時，要用槽鋼將鋼筋籠臨時支撐在孔口，根據(jù)筒頂標(biāo)高和鋼筋籠頂標(biāo)高，算出吊筋長度，焊接吊筋在鋼筋籠主筋上。吊筋采用Ф20圓鋼長3m，吊筋頂端用Ф20圓鋼制作直徑為20的圓環(huán)作為耳筋。然后將吊鉤掛在吊筋上，緩慢下至設(shè)計位置，在鋼筋籠的頂?shù)跞?nèi)插兩根平行的槽鋼，槽鋼橫放在枕木上，以保證鋼筋籠位置、高度準(zhǔn)確無誤。在完成鋼筋籠的安裝后，要及時澆注混凝土，以防止塌孔。

2.2.4 下設(shè)導(dǎo)管

樁基混凝土使用“泥漿下直升導(dǎo)管法”進(jìn)行灌注施工，選擇圓形螺旋且能迅速接頭的導(dǎo)管，在其上面接上澆筑漏斗，同時用吊車懸吊著，方便灌注，也方便起撥的時候?qū)Ч苣苌舷麓怪币苿?。其中，?dǎo)管直徑為300毫米，壁厚度為5.4毫米，每節(jié)長度為3米，并配備1-2節(jié)長度為1-1.5米的短管；下導(dǎo)管的時候，其底口距孔底的距離不大于40～50cm。

導(dǎo)管要按順序依次下放，在用導(dǎo)管工作之前要檢查導(dǎo)管有沒有漏氣、漏水或是變形的情況，檢查導(dǎo)管接頭的連接有沒有松動，測量組裝導(dǎo)管之后的長度，對每根導(dǎo)管的長度、導(dǎo)管根數(shù)做好記錄。導(dǎo)管間連接應(yīng)安放密封圈，并要進(jìn)行接長水密性試驗和接頭抗拉試驗，試水壓力為0.6～1.0MPa。

2.2.5 清孔

（1）清孔方式：將彎頭與皮籠安裝在導(dǎo)管頂部，用泵把泥漿壓進(jìn)導(dǎo)管里，接著從孔底開始沿著導(dǎo)管置換沉渣。

（2）清孔標(biāo)準(zhǔn)：孔深達(dá)到設(shè)計要求，孔底泥漿密度控制在1.03～1.1，黏度控制在17～20s，含沙率≤2%，復(fù)測沉渣厚度在50mm以內(nèi)，才能灌注水下混凝土。

2.2.6 沉渣測定

樁孔經(jīng)過清孔后，滿足摩擦樁孔底沉渣要求。用帶有圓錐形測錘的標(biāo)準(zhǔn)水文繩測定孔底沉渣的實際厚度，測錘的重量要大于等于1千克，計算孔底沉渣的時候要從底起點位置開始，要從孔底錐體高度的一半處開始計算。清孔之后，要確保摩擦樁的沉渣厚度不超過300mm，端承樁的沉渣厚度厚度不得大于100mm。

2.3 混凝土運輸與灌注

灌注過程中要充分考慮運距對混凝土塌落度的影響。

樁身混凝土灌注在二次清孔完成并檢驗沉渣厚度和泥漿比重符合規(guī)定后的半個小時內(nèi)進(jìn)行，并連續(xù)灌注直至樁完成?；炷翉姸鹊燃墳镃30、C35水下砼，采用河砂、5～20mm粒徑石子、P·O42.5水泥、粉煤灰按照規(guī)定配合比攪拌制成。首批砼灌注方量的數(shù)量由現(xiàn)場計算確定，初灌量必須滿足導(dǎo)管一次埋入砼面以下1.0m以上。

配比混凝土的過程中要依據(jù)幾個原則：混凝土含砂率最好為45-50%；坍落度最好是180-220毫米；水灰比最好為0.5-0.6；膠凝材料用量每立方米要≥350千克。

在澆筑混凝土之前，要將混凝土配合比的試驗報告給監(jiān)理工程師，得到批準(zhǔn)后方可使用。

在進(jìn)行混凝土灌注之前，先要吊進(jìn)隔水塞，且隔水塞的內(nèi)徑要比導(dǎo)管內(nèi)徑小20-25毫米，進(jìn)行混凝土灌注之前用鐵絲將其吊掛在導(dǎo)管里，當(dāng)混凝土達(dá)到首次灌注量的時候就剪斷放塞，初次灌注的時候?qū)Ч苈裨O(shè)深度要在1.2米及其以上。每次提升導(dǎo)管前都要測量導(dǎo)管內(nèi)徑和外徑混凝土面的高度，并做好填寫記錄，根據(jù)記錄情況繪制出水下混凝土灌注曲線。如果孔里混凝土面與鋼筋籠的底端要接近的時候，要避免鋼筋籠上浮；如果灌注混凝土面與設(shè)計標(biāo)高較為接近的時候，要關(guān)注混凝土面，確保其滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。灌注完成后要沖洗漏斗、導(dǎo)管等工具。整個混凝土灌注工作必須要確保連續(xù)性，盡量縮短上料、運輸、提管等程序的時間，避免中途停工。進(jìn)行混凝土灌注前應(yīng)檢測混凝土坍落度；混凝土灌注完成后緩慢將導(dǎo)管拔出，導(dǎo)管提離混凝土面之前要反復(fù)插實，避免空心樁。灌注過程須詳細(xì)記錄，對澆筑過程中的一切故障都要記錄備案。

2.4 泥漿外運施工

鉆進(jìn)、清孔過程中產(chǎn)生的廢漿用大中型封閉式自卸車及時外運，泥漿外運車出場應(yīng)清洗車底部及四周，使其滿足環(huán)保要求，不對道路造成污染，泥漿外運至符合指定的棄渣場。