臨近既有線長大鉆孔灌注樁施工技術(shù)

【摘要】鉆孔灌注樁在建筑工程中廣泛應(yīng)用于基坑圍護、橋梁工程的基礎(chǔ)之中，是整個工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵點，亦是難點。結(jié)合龍葵路跨線橋主橋墩臨近高鐵既有線及鐵路接觸網(wǎng)施工，介紹了長大鉆孔樁臨近高鐵既有線及接觸網(wǎng)施工防護、鉆機選型、優(yōu)質(zhì)泥漿應(yīng)用、清孔工藝、鋼筋籠制作及安裝、混凝土灌注等關(guān)鍵施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】大直徑；高鐵；接觸網(wǎng)；長樁

1、工程概況

2012年哈西路網(wǎng)建設(shè)和諧大道（龍葵路）跨線橋工程，全橋長997.24m，其中主橋為1聯(lián)（65+110+65）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。主橋長240.2m。主橋上跨哈大鐵路客站咽喉區(qū)，與哈大客專正線交角為79.5°，鐵路交叉里程DK925+043。主橋下部結(jié)構(gòu)中臨近高鐵及接觸網(wǎng)的6#墩和7#墩采用分離式實體橋墩、整體式承臺及群樁基礎(chǔ)，其中6#墩、7#墩樁基礎(chǔ)采用每墩24根鉆孔樁，孔直徑為1.5米，樁長80米，共48根鉆孔樁。

2、臨近既有線防護

為了保證既有高鐵路基及接觸網(wǎng)的安全，在鉆孔前對既有線進行防護。首先在承臺外1m處平行既有線采用Φ500、樁長10m、樁凈距0.1m的鋼筋混凝土防護樁，樁頂采用鋼筋混凝土貫梁形成整體結(jié)構(gòu)對鐵路路基進行防護；另外在在鉆孔前在接觸網(wǎng)外2m處設(shè)高于接觸網(wǎng)1m的防護網(wǎng)，防止吊車繩索或鋼筋籠在作業(yè)過程中碰到接觸網(wǎng)，最后在遠離既有線處設(shè)置地錨攬風(fēng)繩防止鉆機傾覆砸到接觸網(wǎng)或既有線。在所有吊裝作業(yè)中采用溜繩的方法以保證吊物的穩(wěn)定性。大風(fēng)或雨雪天氣嚴禁吊裝作業(yè)，全過程設(shè)1名安全員及1名防護員進行安全監(jiān)控以保證鐵路安全。

3、鉆機類型選用

根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)斟探資料、深度、樁徑及現(xiàn)場情況確定，采用反循環(huán)鉆機鉆孔。根據(jù)鉆孔深度，鉆孔樁樁長及空鉆長度按90m考慮，反循環(huán)鉆機扭矩不小于24.7KN.m、鉆桿內(nèi)徑不小于150mm、功率不小于37KW，保證鉆進過程中鉆桿平穩(wěn)及鉆孔樁垂直度，防止鉆桿擺動過大，鉆機適當(dāng)配重。

4、鉆孔樁施工

4.1鉆孔場地清除雜物、換除軟土、平整壓實，施工前測量組對樁位進行測量報驗及進行點位復(fù)測。復(fù)測后根據(jù)中心點位引出“十”字線控制護筒的埋設(shè)位置和鉆機的準確就位，鉆孔前對導(dǎo)管進行水密性試驗，進行水密度試驗的水壓不小于孔內(nèi)水深的1.3倍的壓力也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓P的1.3倍。

4.2埋設(shè)護筒及鉆機對位。護筒采用鋼制長度大于3m以保證高鐵路基穩(wěn)定，護筒內(nèi)徑170cm埋設(shè)時護筒部高出施工地面0.3m。在護筒四周回填黏土并分層夯實。護筒頂面中心與設(shè)計樁位偏差不大于5cm，傾斜度不大于1%。測量組隨時復(fù)核樁位中心及護筒頂高程。

4.3泥漿控制。選用膨潤土、碳酸鈉、燒堿等配制優(yōu)質(zhì)泥漿。根據(jù)地層情況及時調(diào)整泥漿性能，泥漿性能指標如下：泥漿比重：反循環(huán)鉆機一般地層泥漿比重可為1.05～1.15。黏度：一般地層16～22s，松散易坍地層19～28s。含砂率：新制泥漿不大于4%。膠體率：不小于95%。PH值：大于6.5。

4.4鉆孔。反循環(huán)鉆機的起重滑輪和固定鉆桿的卡機，應(yīng)在同一垂直線上，保持鉆孔垂直。開鉆前在護筒內(nèi)存進適量泥漿，開鉆時宜低檔慢速鉆進，鉆至護筒下1m后再以正常速度鉆進，鉆進過程中，應(yīng)保持筒內(nèi)的水頭。

針對不同地質(zhì)層選用不同的鉆頭、鉆進壓力、鉆進速度及適當(dāng)?shù)哪酀{比重。鉆進過程中及時濾渣，每鉆進2m或在地層的變化處均應(yīng)撈取渣樣，判斷地質(zhì)的類型，記入記錄表中，并與設(shè)計提供的地質(zhì)剖面圖相對照。

4.5清孔。換漿法清孔：終孔后，停止進尺，稍提鉆錐離孔底10～20cm空轉(zhuǎn)，并保持泥漿正常循環(huán)，以中速將較純泥漿壓入，把鉆孔內(nèi)懸浮鉆渣較多的泥漿換出。使清孔后泥漿符合要求。

4.6成孔檢測。清孔完畢后即進行成孔檢測，采用鋼筋焊接成高約6m直徑比設(shè)計孔徑稍小的檢孔器及測垂法對樁孔進行檢驗，在孔內(nèi)能下落到孔底，則孔徑符合設(shè)計要求。如在某個位置卡住時，測量下放鋼絲繩長度，可計算出深度，用鉆機掃孔時重點反復(fù)掃該位置。保證成孔孔深、孔徑、傾斜度、沉渣厚度滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

5、鋼筋籠制作、安裝及質(zhì)量控制

鋼筋進場后，原材料按批次進行檢驗合格后方可進行下道工序施工。鋼筋骨架在鋼筋加工場地分段制作，根據(jù)現(xiàn)場實際情況、鋼筋籠總長度， 合理規(guī)劃制定鋼筋籠節(jié)數(shù)，并編號標識樁位及節(jié)數(shù)，便于鋼筋加工及安裝。在運至現(xiàn)場后用吊車吊入孔內(nèi)，并在孔口進行接長焊接?，F(xiàn)場焊接采用單面搭接焊，焊縫長度應(yīng)大于10d，焊縫高度h≥0.3d，焊縫寬度b≥0.7d，每節(jié)鋼筋籠接頭鋼筋應(yīng)錯開，在接頭長度段內(nèi)，受力鋼筋焊接接頭面積小于總面積的50%。

下放至末段鋼筋籠時根據(jù)鉆孔樁設(shè)計高程與地面高程計算確定固定鋼筋的長度。鋼筋籠入孔后應(yīng)準確、牢固定位，平面位置偏差不大于50mm，底面高程偏差不大于±10cm。在鋼筋籠上端設(shè)置吊環(huán)，吊環(huán)設(shè)定根據(jù)鋼筋籠重量確定選用吊環(huán)鋼筋直徑。以6號墩鉆孔樁鋼筋籠為例：鋼筋籠總重7.8t，78000N，Ⅰ級鋼筋允許應(yīng)力170Mpa，R=F/A，R=78000N/（2×170Mpa），R=230mm2，經(jīng)計算采用直徑18圓鋼，系數(shù)1.3。

6、樁基檢測管

每根樁基檢測管設(shè)置3根，在加強筋內(nèi)側(cè)呈120度布置，與N5鋼筋焊接牢固，并每隔4米設(shè)置一個半圓形卡扣（采用Φ10圓鋼）焊接在N5鋼筋上，增加檢測管的牢固性。檢測管采用套管連接，套管上下端與檢測管緊密焊接，不允許漏水。檢測管上下端用鋼板封底焊牢，管內(nèi)無異物，要求不漏水。保證砼灌注過程中檢測管無浮管現(xiàn)象。

7、水下混凝土灌注

砼澆筑采用導(dǎo)管、儲料斗、砼泵車配合澆筑。安裝導(dǎo)管時，導(dǎo)管卡盤具有足夠的強度鋼度能承壓自身荷載及砼澆筑時荷載。導(dǎo)管底口距孔底距離控制在0.3-0.5m范圍，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1m，并不宜大于6m。首批砼封底量：γ=πD2HC/4+πD2h1/4， γ=π×1.52×1.4/4+[π×0.32×（11.5KN/m3×80m/24KN/m） ]/4， γ=5.2m3，經(jīng)計算首批砼封底量不小于5.2m3；漏斗底口處必須設(shè)置嚴密可靠的隔水裝置，該裝置必須有良好的隔水性能并能順利排出。水下混凝土連續(xù)澆筑，中途不得停頓，澆筑過程中對孔內(nèi)砼面增加觀測頻率控制導(dǎo)管埋深。并盡量縮短拆除導(dǎo)管的間斷時間，每根樁的澆筑時間宜在8小時內(nèi)澆筑完成。當(dāng)混凝土澆筑面達到設(shè)計高程時，保證混凝土頂面澆筑到樁頂設(shè)計高程以上1.0m（施工預(yù)留樁頭時根據(jù)頂層泥漿比重、沉渣厚度、空鉆長度確定）。水下砼強度采用C30砼，碳化環(huán)境T1，坍落度控制在180-220mm，砼運至施工現(xiàn)場具有良好的和易性，流動性。砼運至施工現(xiàn)場時作砼坍落度試驗，控制砼和易性、流動性?；炷翝仓戤?，護筒應(yīng)在混凝土初凝前拔出。

參考文獻

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