水中基巖裸露地基樁基鋼護(hù)筒沖孔埋置施工技術(shù)

中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司 陜西省 710065

摘要：在河床或海床基巖裸露的特殊地質(zhì)條件下施工水中橋梁鉆孔灌注樁時(shí)，埋設(shè)鋼護(hù)筒不像在有覆蓋層地質(zhì)情況下施工那樣容易。本文以柬埔寨科普奧斯跨海大橋海中樁基施工為例，介紹了在水中基巖裸露的特殊地質(zhì)條件下鋼護(hù)筒埋設(shè)的一種新穎的施工方法——鋼護(hù)筒沖孔埋置法，成功解決了水中裸露巖石地質(zhì)條件下鋼護(hù)筒定位、固定和防滲困難的問(wèn)題，有較好的參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：水中；裸露；基巖；鉆孔灌注樁；鋼護(hù)筒；埋設(shè)

1 工程概況

柬埔寨科普奧斯大橋位于柬埔寨王國(guó)西南沿海城市西哈努克港，是一座連接科普奧斯海島與陸地的跨海橋梁，主橋?yàn)?10m+200m+110m連續(xù)剛構(gòu)。橋址處地質(zhì)和水文條件特殊，海底無(wú)覆蓋層，砂巖裸露，最大水深17m，海水流向橫橋向，潮汐變化明顯，表面最大流速高達(dá)3.3m/s。最高潮位標(biāo)高為1.85m，最大潮差1.10m，最大浪高約1.4m。海中主墩承臺(tái)樁基采用砼灌注樁，每個(gè)主墩承臺(tái)下設(shè)10根樁基，樁基直徑?200cm，最大樁長(zhǎng)約35.5m，均為嵌巖樁。

2 鋼護(hù)筒的埋設(shè)和防滲施工技術(shù)

在海中樁基鉆孔施工前，先搭設(shè)鋼棧橋和施工平臺(tái)。由于砂巖相對(duì)堅(jiān)硬，不適于采用正循環(huán)、反循環(huán)或旋挖鉆機(jī)施工，因此選用沖擊鉆機(jī)鉆孔。沖擊鉆機(jī)鉆孔前，先要設(shè)置鋼護(hù)筒。對(duì)于海底有覆蓋層的地基，鋼護(hù)筒采用振動(dòng)錘插打埋置比較容易，但對(duì)于海底無(wú)覆蓋層、砂巖裸露的特殊地質(zhì)，由于鋼護(hù)筒直徑比較大，無(wú)法采用振動(dòng)錘直接插打鋼護(hù)筒，這也是在水中裸露基巖情況下采用沖擊鉆機(jī)鉆孔的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)摸索和試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員想出了以下辦法：先采用沖擊錘沖擊2.5-4m深的坑，然后將鋼護(hù)筒下入坑內(nèi)，再采用履帶吊起吊振動(dòng)錘插打鋼護(hù)筒，最后在鋼護(hù)筒內(nèi)加入水泥和粘土（水泥和粘土按體積比按1：4拌合均勻），并用沖擊錘小沖程上下攪動(dòng)水泥土，使水泥土將鋼護(hù)筒底端和基巖之間的空隙填充以達(dá)到密封的目的，防止沖擊鉆機(jī)鉆孔過(guò)程中鋼護(hù)筒內(nèi)的泥漿漏漿。

鋼護(hù)筒外徑為?230cm，比樁基直徑大30cm，鋼護(hù)筒采用厚度14mm的鋼板現(xiàn)場(chǎng)卷制而成，鋼護(hù)筒每節(jié)加工長(zhǎng)度9-12m（或按實(shí)際長(zhǎng)度分節(jié)加工），焊接采用坡口雙面焊，所有焊接必須連續(xù)，以保證不漏水。為確保鋼護(hù)筒準(zhǔn)確定位，在施工平臺(tái)上用槽鋼焊接鋼護(hù)筒導(dǎo)向架，導(dǎo)向架比鋼護(hù)筒外徑大5cm，50T履帶吊起吊鋼護(hù)筒通過(guò)導(dǎo)向架緩慢下放。鋼護(hù)筒頂標(biāo)高比施工平臺(tái)面高30 cm，高出承臺(tái)頂面1.3米。

鋼護(hù)筒埋置后，沖擊鉆機(jī)鉆孔、清孔、下鋼筋籠、二次清孔、灌注水下砼和在陸地上施工方法一樣，在此不再贅述。不同的一點(diǎn)是，為防止清孔時(shí)鋼護(hù)筒內(nèi)流水來(lái)的泥漿污染海洋，可用相鄰樁基的鋼護(hù)筒做為泥漿池，泥漿往復(fù)循環(huán)利用。

3 施工控制要點(diǎn)

（1）在深水中施工橋梁鉆孔灌注樁危險(xiǎn)性大，鋼棧橋和工作平臺(tái)要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，要確保50t履帶吊、砼罐車(chē)、沖擊鉆機(jī)等大型施工機(jī)械不利組合情況下的施工安全，并在是施工過(guò)程中安排專(zhuān)人對(duì)鋼棧橋和工作平臺(tái)進(jìn)行安全監(jiān)控。

（2）由于場(chǎng)地限制和水流速影響，樁基鋼護(hù)筒定位比較困難，履帶吊下放鋼護(hù)筒時(shí)必須經(jīng)過(guò)導(dǎo)向架，保證鋼護(hù)筒定位準(zhǔn)確。

（3）鋼護(hù)筒底端要密封嚴(yán)實(shí)，防止鉆孔過(guò)程中鋼護(hù)筒內(nèi)的泥漿外漏流失。

（4）水中施工橋梁樁基特別注意環(huán)保，根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)采取有效的環(huán)保措施，防止泥漿直接排入河道或海洋造成環(huán)境污染。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用沖擊鉆機(jī)施工海中橋梁鉆孔灌注樁時(shí)，將鋼護(hù)筒埋置和插打這兩種施工方法的特點(diǎn)相結(jié)合，并采用水泥和土形成的泥漿防滲，成功解決了在深海無(wú)覆蓋層地質(zhì)條件下鋼護(hù)筒定位、固定和防滲困難的問(wèn)題，為以后類(lèi)似地質(zhì)條件下水中樁基施工提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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冒氣泡為止，同時(shí)應(yīng)避免引起離析或表面浮漿過(guò)分的現(xiàn)象產(chǎn)生。振搗棒插入間距為300mm，呈梅花狀布置振搗。澆筑開(kāi)始2～3h后，混凝土初步按標(biāo)高用長(zhǎng)刮尺刮平。6h混凝土澆搗好后，從檐口到屋脊用平板振動(dòng)器對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗，來(lái)消除由于撓度而產(chǎn)生的裂縫，表面用木抹子打磨，并在混凝土初凝前，對(duì)混凝土進(jìn)行二次抹壓，以控制混凝土早期塑性收縮裂縫。等混凝土表面收漿后，混凝土表面進(jìn)行薄膜加2層毛毯覆蓋養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于14d，養(yǎng)護(hù)期間不得堆載和其他施工作業(yè)。

4.7 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的保護(hù)

為控制混凝土漿液通過(guò)樓承板縫隙漏到下面的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)后期面層處理的問(wèn)題，在澆筑前，采用發(fā)泡劑盡可能地密封所用縫隙（可以在白天從室內(nèi)檢查，看到樓承板有亮光的地方就進(jìn)行處理）。

在澆搗時(shí)，在室內(nèi)利用移動(dòng)操作平臺(tái)，派人在板底進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有漏漿的就及時(shí)清理，這樣就基本能保證鋼梁等構(gòu)件不被污染。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼筋桁架樓承板不僅可以有效地提高施工效率，降低施工成本，而且又可以做到綠色施工，實(shí)現(xiàn)環(huán)保的目標(biāo)。這種方法基本棄用了傳統(tǒng)屋面樓板的施工方法，利用板下大梁及自身承載能力，消耗了現(xiàn)澆混凝土的負(fù)載，保證了建筑屋面樓板現(xiàn)澆樓板的施工質(zhì)量，值得我們推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔣曉燕，肖備，王彥理.GRF現(xiàn)澆混凝土空心樓板裂縫分析與防治[J].施工技術(shù)，2010.

[2] 王寰.淺談現(xiàn)澆混凝土空心樓板施工技術(shù)[J].中華民居旬刊，2013.

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4測(cè)量控制

4.1鋼管內(nèi)混凝土達(dá)到標(biāo)高的測(cè)量

對(duì)混凝土已達(dá)到的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，以控制兩側(cè)的對(duì)稱(chēng)加載。攪拌樓設(shè)專(zhuān)人記錄拌和的混凝土盤(pán)數(shù)，使兩側(cè)灌注速度相同。利用拱肋上錨箱的對(duì)稱(chēng)性，拱上控制人員用錘敲擊鋼管，憑聲音判斷混凝土已達(dá)到的位置，并用對(duì)講機(jī)與相關(guān)人員聯(lián)絡(luò)，判斷兩側(cè)混凝土的對(duì)稱(chēng)性。當(dāng)兩對(duì)稱(chēng)半跨的進(jìn)度差超過(guò)1m時(shí)，進(jìn)度快的一側(cè)應(yīng)暫停泵送，等到進(jìn)度滿足要求后再進(jìn)行。

4.2拱肋軸線偏位測(cè)量

利用全站儀和拱肋軸線上緣貼反光膜進(jìn)行拱肋軸線偏位測(cè)量。每根鋼管在灌注混凝土前、灌注至混凝土量1/2時(shí)、完成時(shí)、完成24h時(shí)，共4個(gè)工況進(jìn)行測(cè)量，并做好記錄。拱肋軸線觀測(cè)采用對(duì)拱腳、1/8L、1/4L、3/8L、1/2L處對(duì)應(yīng)拱肋軸線上緣共9個(gè)斷面鋼管貼反光膜進(jìn)行觀測(cè)。

4.3拱肋標(biāo)高測(cè)量

標(biāo)高測(cè)量目的在于掌握混凝土灌注過(guò)程中拱肋標(biāo)高變化情況，特別在灌注至1/2數(shù)量前后拱頂?shù)纳仙?/2半跨附近拱肋的下沉情況。利用全站儀和拱肋軸線上緣貼反光膜進(jìn)行觀測(cè)標(biāo)高。每根鋼管在灌注混凝土前、灌注至混凝土量1/2時(shí)、完成時(shí)、完成24h時(shí)，共4個(gè)工況進(jìn)行測(cè)量，并做好記錄。

5鋼管混凝土質(zhì)量檢測(cè)方法及補(bǔ)強(qiáng)

待拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后并確保砼收縮穩(wěn)定后，檢查拱肋鋼管混凝土是否密實(shí)。拱頂混凝土的密實(shí)質(zhì)量檢查方法為超聲波無(wú)損檢測(cè)。對(duì)不密實(shí)的部位，采用鉆孔壓漿法壓注與混凝土等強(qiáng)度的微膨脹水泥漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，然后將鉆孔補(bǔ)焊封閉。

結(jié)束語(yǔ)

跨疏港高速公路特大橋1-64米系桿拱拱肋三次壓注混凝土的成功實(shí)施，積累了系桿拱橋施工經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)和鍛煉了一批優(yōu)秀技術(shù)人才，也為類(lèi)似工程的施工提供了借鑒和參考。