銅陵長(zhǎng)江大橋主塔4#墩鉆孔樁水下灌注混凝土施工技術(shù)

韓冬

摘要：本文依據(jù)銅陵長(zhǎng)江大橋工程首先對(duì)項(xiàng)目概況進(jìn)行了簡(jiǎn)述，然后對(duì)水下灌注混凝土技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，內(nèi)容包括：混凝土配合比的設(shè)計(jì)，灌注前準(zhǔn)備工作，混凝土的拌合、運(yùn)輸、澆筑及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：銅陵；銅陵長(zhǎng)江大橋；主塔4#墩；鉆孔樁；水下灌注混凝土

一、工程概況

銅陵長(zhǎng)江大橋?yàn)楹细ｈF路在銅陵跨越長(zhǎng)江的重要通道，跨江橋?yàn)楣F合建斜拉橋。跨江主橋跨布置：90m+240m+630m+240m+90m。4#墩為主橋南主墩，基礎(chǔ)采用55根Ф2.8m鋼筋混凝土灌注樁，按摩擦樁設(shè)計(jì)，梅花式布置，樁長(zhǎng)101m；承臺(tái)采用圓端形承臺(tái)，平面尺寸66.4m×46.0m，高度為7.0m，承臺(tái)頂標(biāo)高為+6.0m，底標(biāo)高為-1.0m。

二、水下混凝土灌注

2.1、混凝土配合比

鉆孔樁開鉆前應(yīng)做好砼配合比的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作，并將試驗(yàn)結(jié)果整理報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師審批。具體要求及內(nèi)容如下：

主墩鉆孔樁設(shè)計(jì)為C30水下混凝土，混凝土的可泵性、和易性必須滿足要求，混凝土坍落度為18～22cm，初凝時(shí)間不少于10小時(shí)。

水泥：采用42.5普通硅酸鹽低堿水泥；

摻合料：摻加的粉煤灰需符合《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

砂：細(xì)度模數(shù)為2.3～3.0的中砂；

碎石：選用質(zhì)地堅(jiān)固的碎石，其壓碎值小于10%，吸水率小于2%。采用5～16mm，16～25mm連續(xù)級(jí)配；

水：采用井水；

減水劑：選用的混凝土外加劑產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)符合《混凝土外加劑》（GB807-2008）及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2、混凝土灌注

1）施工前準(zhǔn)備工作

施工前準(zhǔn)備工作包括前期輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和砼配合比試驗(yàn)等，具體內(nèi)容

如下：

①φ325水下砼填充導(dǎo)管設(shè)計(jì)、制造。

② 導(dǎo)管夾箍設(shè)計(jì)、制造。

③ 容量0.5m3積料斗設(shè)計(jì)、制造。

④ 容量18m3儲(chǔ)料斗設(shè)計(jì)、制造。

⑤ 容量3.0m3砼漏斗設(shè)計(jì)、制造。

⑥ 反循環(huán)空氣吸泥機(jī)頭設(shè)計(jì)、制造。

⑦ 填充水下砼隔水栓塞的選購或制造。

⑧ 測(cè)量砼面標(biāo)高的測(cè)鉈、測(cè)繩準(zhǔn)備。

⑨ 砼配合比的選擇試驗(yàn)報(bào)告。

⑩ 填充導(dǎo)管的水密試驗(yàn)記錄。

2） 灌注前還應(yīng)認(rèn)真做好以下準(zhǔn)備工作：

① 混凝土原材料如水泥、砂子、碎石、水、外加劑數(shù)量應(yīng)能滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要，其質(zhì)量得到工程師的認(rèn)可。

② 混凝土灌注所需的工具、設(shè)備等如18m3儲(chǔ)料斗、3.0m3漏斗、φ325mm的螺旋絲口垂直提升水下砼填充導(dǎo)管、導(dǎo)管夾箍、填充水下砼隔水栓塞、測(cè)量砼面標(biāo)高的測(cè)鉈、測(cè)繩以及各種技術(shù)簽證表格應(yīng)準(zhǔn)備妥當(dāng)。

③ 備用發(fā)電機(jī)組應(yīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，狀況良好，能在停電的情況下迅速投入使用。設(shè)備維修人員和配件應(yīng)準(zhǔn)備妥當(dāng)。所有備用設(shè)備應(yīng)保證原有設(shè)備在遇到意外事故時(shí)，混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、灌注能繼續(xù)。

④應(yīng)有措施保證暴雨時(shí)混凝土能連續(xù)灌注，質(zhì)量不受影響。

3）混凝土的拌合

① 開盤前試驗(yàn)人員必須測(cè)定砂、石含水率，將理論配合比換算成施工配合

比。

② 混凝土配料和計(jì)量：混凝土配料必須按試驗(yàn)室通知單進(jìn)行，并應(yīng)有試驗(yàn)

人員值班，配料應(yīng)采用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量。

③ 開盤前要檢查砂、石的質(zhì)量情況，核實(shí)使用原材料與配合比通知單是否相符，數(shù)量是否足夠灌注一根樁并有10%的富余量。

④ 開盤前要校核攪拌站計(jì)量設(shè)備及其他計(jì)量器具，并由試驗(yàn)人員復(fù)核。

⑤ 開盤前外加劑的濃度應(yīng)進(jìn)行確認(rèn)，外加劑的摻量應(yīng)精確。

⑥ 開盤前，應(yīng)檢查拌合機(jī)、混凝土輸送泵及管道、灌注等各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

4）混凝土的運(yùn)輸

樁身混凝土由岸上混凝土工廠拌制，通過混凝土攪拌車運(yùn)送至墩位后采用地泵輸送入儲(chǔ)料總槽。當(dāng)溫度較高時(shí)，混凝土泵管應(yīng)澆水降溫。

5）混凝土的澆注

① 開始灌注首批混凝土?xí)r，首批混凝土儲(chǔ)量控制在21m3左右。

② 導(dǎo)管安裝

a、混凝土采用剛性導(dǎo)管法灌注，導(dǎo)管接頭為絲口式，壁厚δ=10mm，直徑φ外=325mm，容許承受的最小壓力為2.0Mpa。

b、每根樁砼灌注前，對(duì)導(dǎo)管均應(yīng)逐段進(jìn)行水密承壓試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力為孔底靜水壓力的1.5倍為1.75Mpa，在無滲漏的條件下持荷時(shí)間不少于5分鐘。

c、砼填充導(dǎo)管安裝前應(yīng)在導(dǎo)管上用油漆劃上編號(hào)，以便砼灌注時(shí)與測(cè)量深度相互復(fù)核。導(dǎo)管插入樁孔前應(yīng)認(rèn)真復(fù)查導(dǎo)管的實(shí)際長(zhǎng)度與所劃刻度是否相符，確認(rèn)無誤后插入樁孔并進(jìn)行接長(zhǎng)。導(dǎo)管安裝完畢，底口離樁底約30cm。

③ 水下混凝土灌注

a、首批混凝土灌注方量

首批混凝土的方量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度不小于1.0m和填充導(dǎo)管底部

間隙的需要，經(jīng)計(jì)算首批混凝土的數(shù)量應(yīng)大于21m3。

b、鋼筋籠安裝完畢，應(yīng)及時(shí)檢查孔底沉淀厚度，沉淀厚度滿足要求后方可進(jìn)行混凝土的澆注施工，否則應(yīng)進(jìn)行二次清孔。因鋼筋籠、砼填充導(dǎo)管安裝過程需經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，致使鉆孔樁孔底沉淀增厚，故砼灌注前需對(duì)鉆孔樁進(jìn)行二次清孔。即在填充導(dǎo)管內(nèi)插入φ40～φ45mm的膠管進(jìn)行空氣反循環(huán)清孔。清孔時(shí)導(dǎo)管需在鋼筋籠內(nèi)來回移動(dòng)，時(shí)間不少于30分鐘。當(dāng)泥漿比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s，沉渣厚度不大于15cm，清孔完畢。拆除二次清孔反循環(huán)吸泥機(jī)頭及膠管，安裝3.0m3砼漏斗即可進(jìn)行水下砼灌注工作。

c、灌注砼前需在填充導(dǎo)管內(nèi)安設(shè)泡沫隔水栓塞，待18m3儲(chǔ)料斗和3.0m3漏斗儲(chǔ)滿砼后，開始“拔球”灌注水下砼，拔球后混凝土要連續(xù)灌注，不得停頓，保證整樁在混凝土初凝前灌注完成。

d、砼灌注過程中要有專人測(cè)量砼面標(biāo)高，正確計(jì)算導(dǎo)管在砼內(nèi)的埋置深度，導(dǎo)管埋置深度適當(dāng)，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除，保證埋置深度在2～6m。

e、混凝土灌注到樁上部5m以內(nèi)時(shí)，不再提升導(dǎo)管，待灌注至規(guī)定標(biāo)高一次提出導(dǎo)管。拔出最后一節(jié)導(dǎo)管時(shí)應(yīng)緩慢提出，以免樁內(nèi)夾入泥芯或形成空洞。

f、由于樁徑大，導(dǎo)管埋深相對(duì)較深，由此造成浮漿較厚，因此實(shí)際灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出1.0m左右。

g、灌注砼過程中應(yīng)回收樁孔內(nèi)泥漿，回收泥漿時(shí)要注意控制孔內(nèi)泥漿始終高出江水面約2m?？變?nèi)最后3～5m范圍內(nèi)泥漿質(zhì)量較差，不回收處理。

6）注意事項(xiàng)：

① 砼灌注前，要辦好隱蔽工程施工各項(xiàng)檢查簽證，施工過程中要認(rèn)真填寫施工記錄表和施工記錄。

② 砼灌注工作應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行，萬一發(fā)生砼灌注中斷事故，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管的埋置深度，間斷、少量提升導(dǎo)管，并立即排除故障。

③ 泡沫隔水栓塞應(yīng)進(jìn)行通過檢查。

④ 施工過程中注意不使樁底注漿管受到損傷，以免影響后續(xù)工程施工。

⑤灌注過程中應(yīng)防止安全帽等異物掉入導(dǎo)管中在集料斗中部設(shè)置鋼筋焊成的間距150mm的方型隔格柵。

⑥砼灌注工作是樁基施工的關(guān)鍵工序，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)指揮、協(xié)調(diào)。

⑦水下混凝土灌注完畢，對(duì)混凝土的拌和、運(yùn)輸、灌注等所用設(shè)備進(jìn)行清點(diǎn)和清洗，并妥善保管備用。

三、結(jié)論

銅陵長(zhǎng)江大橋主塔4#墩水下灌注混凝土施工質(zhì)量要求高，灌注量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，需連續(xù)不斷進(jìn)行，因此施工前要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，施工過程中要嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行操作，使水下混凝土的灌注質(zhì)量達(dá)到規(guī)范規(guī)定的要求。

參考文獻(xiàn)：

《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（TZ213-2005）

《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)[2005]160號(hào)）

《鐵路工程基樁無損檢測(cè)規(guī)程》（TB10218-99）

《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》（TZ210-2005）

《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》（科技基[2005]101號(hào)）

《混凝土外加劑》（GB807-2008）