大直徑深長樁施工技術(shù)

張 鵬

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

大直徑深長樁施工技術(shù)

張 鵬

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

文章通過揚州市文昌東路東延工程芒稻河大橋主墩樁基采用正反循環(huán)施工的實踐，介紹樁基的施工工藝及施工技術(shù)，提供了大直徑深長樁在施工過程中需要注意的相關(guān)事項。

大直徑深長樁；泥漿制備；正反循環(huán)；施工技術(shù)

1　工程特點

揚州市文昌東路東延工程芒稻河大橋位于揚州城東部，場地地貌分區(qū)屬于長江下游沖積平原區(qū)，地勢較為平坦，地面高程6.0～9.0m（1985國家高程基準(zhǔn)）。場地北分別有萬福閘和芒稻閘，場地有道路連通市區(qū)各系主要干道，水陸交通十分便利。

大直徑深長樁在施工過程中有許多的施工難點，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：大直徑深長樁成孔較難，其具體變現(xiàn)在三個方面：①樁體較長、直徑較大，對轉(zhuǎn)機型號和剛度要求較高；②地質(zhì)條件復(fù)雜，易塌地層→30%左右礫石層→巖層，對成孔的工藝要求高；③水文條件復(fù)雜，該工程位于長江口，潮汐影響大，又為南水北調(diào)取水口，且為淮河泄洪通道。砼灌注難度大，主要表現(xiàn)在：①樁長樁底水壓大，首灌砼不易灌注，容易發(fā)生首灌失敗；②導(dǎo)管長且水壓力大，對導(dǎo)管的強度和密封性能要求高；③對砼質(zhì)量要求高，要有較好的流動性。

2　施工工藝及設(shè)備

（1）搭設(shè)鉆孔工作平臺。在設(shè)計主墩的施工平臺過程中，需要考慮各種因素，包括所在區(qū)域的水文情況、樁基施工需要等因素。同時，還應(yīng)合理設(shè)計兩主墩平臺，一般將其設(shè)計為水中固定平臺，同時還應(yīng)按照施工要求，進行每墩單幅設(shè)計，其規(guī)格為20根Φ800mm鋼管，一共設(shè)計為5排，并將單層鋼貝雷設(shè)置在平臺承重系統(tǒng)，同時還應(yīng)合理設(shè)置荷載分配梁，一般采用Ⅰ型剛橫梁。最后采用中梁及15mm鋼板，使其形成固定平臺。

（2）埋設(shè)鋼護筒。鋼護筒利用DZ-60型振動錘及導(dǎo)向設(shè)施來完成，依據(jù)橋位控制點，用全站儀放出鋼護筒（即樁基位置）的準(zhǔn)確位置，并在平臺設(shè)樁位臨時控制點。在沉設(shè)護筒時，隨時檢查其平面位置，發(fā)現(xiàn)偏移立即進行校正。護筒埋設(shè)完成后，應(yīng)用精密水準(zhǔn)儀測量鋼護筒頂面高程，同時要定期觀測河床的沖刷情況以防由于護筒入土深度不深而及時采取相關(guān)措施，確保護筒底部穿孔現(xiàn)象發(fā)生，具體可采取在護筒外拋放沙袋或加振護筒。

（3）鉆機就位。要求鉆機支墊牢固，鉆尖對中（偏差小于20mm），鉆桿垂直（鉆孔垂直度偏差不得大于1/300），采用高精度的水平尺測量。根據(jù)本橋首先在工作平臺上安裝鉆機底盤，并初步定位，底盤可預(yù)先在平地上拼裝好，用起重機吊放到平臺上就位調(diào)平。然后逐個安裝鉆架、鉆機轉(zhuǎn)盤、鉆機、電動機以及起吊系統(tǒng)等，最后反復(fù)調(diào)整鉆機底盤至水平。

（4）泥漿制備。鉆孔采用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁，優(yōu)質(zhì)的泥漿可使孔壁形成一層粘性好、密度大、抗?jié)B性高的泥皮，以保持孔壁穩(wěn)定。通過調(diào)查，揚州西楊廟鎮(zhèn)有優(yōu)質(zhì)粘土。配置泥漿指標(biāo)：粘度23.5s，比重1.06～1.08，含砂量＜4%，PH值8～10；膠體率＞98%；失水率＜15%。具體由試驗后確定。鉆至下層的粉砂層時需加大泥漿的比重和粘性等指標(biāo)。

（5）泥漿循環(huán)系統(tǒng)。①正循環(huán)（0～80m）。泥漿循環(huán)系統(tǒng)，主要由造漿池、儲漿池、沉淀池、泥漿凈化系統(tǒng)和運渣汽車等組成。鉆渣和泥漿不能就近倒入河中，鉆孔過程中的鉆渣應(yīng)裝入專用吊渣筒內(nèi)，通過運渣汽車轉(zhuǎn)運到指定地點進行處理。澆注混凝土過程中回收可使用的泥漿，用引流槽引流至儲漿池內(nèi)儲備，質(zhì)量較差的不能直接利用的泥漿引流至沉淀池，經(jīng)處理后運輸?shù)街付ǖ攸c排放；②氣舉反循環(huán)（80m-設(shè)計孔深）。根據(jù)施工的實際情況與機械設(shè)備的配套情況采用具體做法如下：采用相鄰的兩護筒連通，同時鉆渣隨泥漿從鉆桿排出，進入泥漿罐沉淀，然后經(jīng)過處理后的泥漿經(jīng)相鄰護筒再次沉淀后流入鉆進孔內(nèi)，形成不斷地循環(huán)。

3　施工工藝

（1）鉆進。造漿完畢后，采用正循環(huán)低速開鉆。開孔后先小水量給水，慢速平穩(wěn)地輕壓，待整個鉆頭進入土后可以按正常速度鉆進。鉆頭在護筒內(nèi)正循環(huán)轉(zhuǎn)動，邊進尺邊加粘土造漿，轉(zhuǎn)速為1～2檔，緩慢進尺，注意鉆頭不要碰到護筒，在鉆頭穿過護筒底前，泥漿主要指標(biāo)控制在相對密度在1.20以上，粘度為21～26Pa.s，砂率＜5%，膠體率＞98%，當(dāng)泥漿指標(biāo)符合要求后才允許緩慢穿過主護筒底。在鉆頭穿過護筒底的過程中，鉆速必須緩慢，控制在1～2檔，進尺控制在0.4m/h以內(nèi)，同時最好加適量的鋸末到泥漿中循環(huán)，注意泥漿向外滲的速度，若護筒內(nèi)泥漿面下降較快，應(yīng)還要減慢鉆頭進尺速度，并增加粘土和鋸末繼續(xù)造漿。當(dāng)鉆頭整個穿過護筒底后，可加快鉆進速度。鉆頭進入到亞粘土層后，鉆進速度可加快至3～4檔，此時泥漿應(yīng)是比較濃，相對密度在1.25以上，砂率放在10%，此時不應(yīng)急于換漿或加水稀釋泥漿。當(dāng)鉆頭進入到粉細砂、砂礫層，此時鉆機還是正循環(huán)中速進尺，并且啟動泥漿分離器，降低泥漿的含砂率和比重，減輕鉆機的負荷。當(dāng)鉆機正循環(huán)穿過第13層進入第14層粉砂（夾淺黃色50～200mm厚姜結(jié)石塊）層后，改用反循環(huán)鉆機開始反循環(huán)進尺。當(dāng)正循環(huán)改為反循環(huán)后，若泥漿指標(biāo)滿足不了要求，應(yīng)及時向孔內(nèi)注入合格的泥漿。

（2）清孔。在孔深達到設(shè)計標(biāo)高后，采用抽漿換漿法清孔，鉆頭提起距離孔底200mm，采用稍高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動鉆頭，一邊繼續(xù)反循環(huán)，把孔底泥漿、鉆渣混合物排出孔外，一邊向孔內(nèi)補充泥漿罐凈化后的泥漿。

（3）鋼筋籠制作安裝。鋼筋籠制作采用分節(jié)加工，鋼筋籠在專用胎架上綁扎成型，并在胎架兩端設(shè)置限板，確保每根鋼筋長度和位置準(zhǔn)確，以便于鋼筋籠接頭連接。加工好的鋼筋籠按安裝要求分節(jié)、分類編號。主筋的連接，場內(nèi)采用電弧焊接，加強箍筋采用電弧焊接，螺旋箍筋采用搭接。鋼筋籠接頭采用焊接接頭或擠壓套筒接頭。鋼筋籠施工中，應(yīng)保證同一斷面接頭數(shù)不超過50%。鋼筋籠逐節(jié)接長下放，下放時嚴(yán)格對準(zhǔn)孔位中心。全部鋼筋籠安裝完畢后，把鋼筋籠與鋼護筒焊接固定，防止?jié)仓^程中鋼筋籠上浮，混凝土澆筑完畢及時進行解除。鋼筋籠的保護層采用圓形混凝土墊塊，混凝土墊塊中間穿鋼筋，焊在鋼筋籠主筋上，每2m高設(shè)一層，每層4個，間隔設(shè)置。確保鋼筋籠不接觸孔壁，不使之成為鋼筋腐蝕通道。

（4）二次清孔。由于樁長，鋼筋籠吊裝完成后，應(yīng)進行二次清孔，孔底沉渣厚度控制在200mm以內(nèi)。待各種指標(biāo)達到規(guī)范要求后，停止清孔，及時灌注水下砼。

（5）灌注水下砼。灌注水下砼時，砼盡量避免正對導(dǎo)管中心，以免發(fā)生“氣塞”現(xiàn)象，水下砼的灌注工作要連續(xù)進行，不得中途停頓。灌注過程中，要經(jīng)常探測孔內(nèi)砼頂面高度，及時調(diào)整導(dǎo)管的埋深（2～6m），灌注過程中要始終保持導(dǎo)管位于鉆孔中心。

4　大直徑深長樁施工時應(yīng)注意的細節(jié)

（1）防墜落措施。深長樁鋼筋籠自重大，但吊點和普通鋼筋籠基本相同，在下放過程中墜落的風(fēng)險非常大。①吊點處主筋與加強箍強度不足。預(yù)防措施：以輔助措施加強吊點強度，吊點綁扣方法；②吊筋焊接質(zhì)量差，吊點設(shè)置不合理。預(yù)防措施：自重超9t的鋼筋籠，應(yīng)設(shè)3個以上吊點。吊筋與主筋、吊環(huán)的連接，推薦采用焊接，要保證焊接長度和質(zhì)量。鋼筋籠自重由吊機轉(zhuǎn)到吊筋的過程，應(yīng)緩慢進行，并檢查并各吊點是否均勻受力，有沒有浮空點；③鋼絲繩斷裂。預(yù)防措施：檢查并及時更換鋼絲繩。這種事故也有可能發(fā)生，一旦發(fā)生，會造成人員傷亡事故；④掛吊型鋼墜落。預(yù)防措施：可采用兩種方法：A.用粗麻繩或鐵鏈條連在平臺上，墜落時可拉回；B.設(shè)計專用的掛吊裝置，兼主筋連接的操作平臺。

（2）定位措施。鋼筋籠下放完成前，應(yīng)進行精確定位。常規(guī)的鋼筋籠定位，靠吊筋位置估算。但水上樁基吊筋自由長度較大，鋼筋籠位置控制較難。水上樁基施工，鋼筋籠上口均在護筒內(nèi)，可以設(shè)計專用的組合外箍，夾在主筋上，通過外箍和護筒之間的關(guān)系來進行精確定位。同時，保證鋼筋保護層厚度。外箍必須可調(diào)，以消除護筒偏位帶來的平面誤差。從環(huán)保節(jié)能的角度看，建議外箍可周轉(zhuǎn)。

（3）防變形措施。大型鋼筋籠在起吊、運輸過程中，會產(chǎn)生變形，平放的時候，也會因為自重產(chǎn)生較大的變形。所采取的措施如下：①加內(nèi)支撐。內(nèi)支撐置于各加強箍與主筋交叉位置，兩端采用螺口，通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)頂撐，可周轉(zhuǎn)；②安置架。對于大型鋼筋籠，在場內(nèi)或樁位處的堆放、運輸過程，可考慮型鋼或木結(jié)構(gòu)的安置架；③起吊控制。根據(jù)本項目的實際和運距，鋼筋籠可逐節(jié)運到現(xiàn)場安裝，免去卸車環(huán)節(jié)。采用兩點起吊，緩慢進行，注意防止主筋端部壓彎和整體過大彎曲。

5　結(jié)束語

揚州市文昌東路東延工程芒稻河大橋主墩樁基，采用的相關(guān)工藝及技術(shù)措施，保證了整個樁基工程質(zhì)量和工程進度，可以為同類型的橋梁施工提供借鑒。

［1］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.JTG/T F50-2011.

［2］交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊——橋涵（下冊）［M］.北京：人民交通出版社，1993.

TU74

A

1671-3818（2016）09-0053-02