宜張高速公路旋挖鉆干法成孔施工技術(shù)

羅嗣松

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

宜張高速公路旋挖鉆干法成孔施工技術(shù)

羅嗣松

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

介紹宜張高速公路白雅路分離式立交采用旋挖鉆干法成孔施工技術(shù)，通過(guò)采用旋挖鉆干法成孔，利用干法灌注混凝土，減少了泥漿滲漏，確保了白雅路分離式立交施工工期和施工質(zhì)量。

宜張高速 旋挖鉆 干法成孔 樁基施工

1 工程概況

宜張高速公路在K39+261.800m處與白雅公路交叉，設(shè)分離式立交橋一座，為主線(xiàn)下穿。白雅公路等級(jí)為一級(jí)，橋型布置為4×30m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力T梁，交角85°，全長(zhǎng)127.0m，共有預(yù)應(yīng)力T梁40片。橋臺(tái)為柱式橋臺(tái)，鉆孔樁基礎(chǔ)；橋墩采用柱式墩，圓形截面。橋面凈寬2×凈12m，橋面瀝青混凝土鋪裝厚度為10cm，平面位于直線(xiàn)上；橋面橫坡為雙向2%，縱斷面縱坡為0.1%。樁基直徑1.5m和1.8m，樁長(zhǎng)分別為20m和25m。

橋址區(qū)屬壟崗地貌區(qū)，地面標(biāo)高136m～138m，地勢(shì)較為平坦。上部主要覆蓋第四系可塑～硬塑狀黏性土，具弱～中等膨脹潛勢(shì)；下部為中密～密實(shí)卵石(Qal+pl)，雜色，飽和，中密～密實(shí)，大于2cm含量約占65%～95%，一般粒徑2cm～15cm，亞圓形為主，整個(gè)橋址區(qū)均有分布，鉆探揭示厚度32m。橋址區(qū)勘察期間，卵石層中無(wú)地下孔隙潛水。橋梁樁基施工采用旋挖鉆干法成孔。

2 主要施工方法

2.1 測(cè)量放樣

采用全站儀精確定位樁孔位置，根據(jù)定位點(diǎn)拉十字線(xiàn)釘放四個(gè)控制樁。以四個(gè)控制樁為基準(zhǔn)，控制護(hù)筒的埋設(shè)位置和保證鉆機(jī)準(zhǔn)確就位。護(hù)樁要做好保護(hù)工作，防止施工過(guò)程中被擾動(dòng)。

2.2 鋼護(hù)筒制作及埋設(shè)

護(hù)筒采用6mm鋼板卷制成型，其內(nèi)徑比設(shè)計(jì)樁徑大20cm，上下口外圍加焊加勁環(huán)，樁基鋼護(hù)筒長(zhǎng)2cm。

護(hù)筒安裝時(shí)，鉆機(jī)操作手利用擴(kuò)孔器將樁孔擴(kuò)大，之后通過(guò)大扭矩鉆頭將鋼護(hù)筒壓入設(shè)計(jì)標(biāo)高。護(hù)筒壓入前及壓入后，通過(guò)靠在護(hù)筒上的精確水平儀調(diào)整護(hù)筒的垂直位置。護(hù)筒頂一般高于原地面0.3m，以便鉆頭定位及保護(hù)樁孔。

2.3 鉆機(jī)就位

旋挖鉆機(jī)緩慢移至鉆孔平臺(tái)上，調(diào)整鉆機(jī)，使樁孔處于鉆機(jī)的工作范圍之內(nèi)。同時(shí)對(duì)鉆機(jī)四周有效范圍進(jìn)行清理，保證鉆孔過(guò)程中卸渣合理、操作靈便且無(wú)碰掛現(xiàn)象。

鉆機(jī)對(duì)中前，復(fù)核十字護(hù)樁中心掛線(xiàn)，滿(mǎn)足規(guī)范要求后，啟動(dòng)電腦自動(dòng)復(fù)位裝置，并對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)整，使鉆桿、鉆頭的中心與樁位中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，并用垂線(xiàn)復(fù)核。

2.4 鉆孔施工

2.4.1 鉆進(jìn)。開(kāi)鉆時(shí)，先低檔慢速鉆進(jìn)，鉆至護(hù)筒以下1m后，再調(diào)為正常速度。在鉆進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)常抽取渣樣并與設(shè)計(jì)地質(zhì)核對(duì)，注意土層變化，以便及時(shí)針對(duì)不同地層調(diào)整鉆速及鉆進(jìn)壓力。鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高并經(jīng)巖樣判別確認(rèn)到位后，停止鉆進(jìn)。地質(zhì)情況按相應(yīng)地質(zhì)的相關(guān)表記錄，旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)施工時(shí)及時(shí)填寫(xiě)《鉆孔記錄表》。

2.4.2 終孔。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，必須核實(shí)地質(zhì)情況。通過(guò)鉆渣，與地質(zhì)柱狀圖對(duì)照，以驗(yàn)證地質(zhì)情況是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。如與勘測(cè)設(shè)計(jì)資料不符，及時(shí)通知監(jiān)理工程師及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)代表進(jìn)行確認(rèn)處理。如滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，立即對(duì)孔深、孔徑和孔型進(jìn)行檢查。

2.5 清孔及檢測(cè)

2.5.1 孔深及沉渣厚度檢測(cè)。成孔后，根據(jù)旋挖鉆顯示界面的鉆孔深度L1，利用測(cè)繩測(cè)量孔深L2，兩者對(duì)比。如果L2小于L1，采用旋挖斗清孔，密切注視電腦上的深度顯示值。當(dāng)顯示值為鉆進(jìn)深度顯示值時(shí)，原位正向旋轉(zhuǎn)4～5轉(zhuǎn)，使孔底沉渣旋入容斗內(nèi)，同時(shí)利用旋挖斗的平底斗齒將孔底清理為平底，然后提出旋挖斗卸渣。

為確保孔底沉渣滿(mǎn)足要求，第一次掏渣后還需用測(cè)繩檢測(cè)孔深，如果測(cè)量深度與鉆進(jìn)深度一致，表明清孔合格，否則再次用旋挖斗繼續(xù)清渣至合格。

2.5.2 孔徑檢測(cè)。清孔后及時(shí)用測(cè)繩測(cè)量孔深，用檢孔器檢測(cè)孔徑、孔的傾斜度等各項(xiàng)指標(biāo)。檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設(shè)計(jì)孔徑，長(zhǎng)度等于孔徑的4倍。嚴(yán)禁采用強(qiáng)插檢孔器方法進(jìn)行檢孔?？咨睢⒖讖?、傾斜度檢測(cè)合格后，方準(zhǔn)進(jìn)入下一道工序。下放鋼筋籠及灌注混凝土前，重新測(cè)量孔深，檢查是否有塌孔現(xiàn)象。遇塌孔或沉渣過(guò)厚時(shí)，及時(shí)用旋挖斗進(jìn)行二次清孔。

2.6 鋼筋籠制作及吊裝

樁基鋼筋骨架采用φ28mm、φ22mm的Ⅱ級(jí)鋼筋，螺旋筋采用φ10mm的I級(jí)鋼筋，加勁筋采用φ22mm的Ⅱ鋼筋。樁徑1.5m樁基聲測(cè)管采用3根φ57mm鋼管，呈等邊三角形均勻綁扎在鋼筋籠加勁筋內(nèi)側(cè)；樁徑1.8m樁基聲測(cè)管采用4根φ57mm鋼管，呈正四邊形均勻綁扎在鋼筋籠加勁筋內(nèi)側(cè)。

鋼筋籠分節(jié)制作，長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整。骨架成型采用加勁筋成型法，加勁筋設(shè)在主筋內(nèi)側(cè)，間距2m。鋼筋籠制作可按以下步驟進(jìn)行：按設(shè)計(jì)尺寸做好加勁筋圈，標(biāo)出主筋位置；把主筋擺在工作平臺(tái)上，標(biāo)出加勁筋位置；并用木直角板校正加勁筋與主筋的垂直度，后點(diǎn)焊。按此順序轉(zhuǎn)動(dòng)骨架，將主筋逐根焊好。

鋼筋籠制作完成后，存放于鋼筋棚內(nèi)，用枕木墊高，防止雨淋或被淤泥等污染。每節(jié)鋼筋籠均掛牌寫(xiě)明規(guī)格、尺寸及使用部位。

鋼筋籠的吊放采用扁擔(dān)起吊法，在鋼筋籠上部箍筋與主筋焊接處設(shè)2個(gè)吊耳，吊點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。并在鋼筋籠中部設(shè)一個(gè)滑動(dòng)吊點(diǎn)，滑動(dòng)吊點(diǎn)采用6m長(zhǎng)φ18mm的鋼絲繩，用25t汽車(chē)吊同時(shí)起吊。在鋼筋籠吊放時(shí)，避免骨架碰撞、骨架變型、聲測(cè)管折斷。鋼筋籠吊入孔內(nèi)，平面位置應(yīng)準(zhǔn)確，上端高出護(hù)筒1m，用2根鋼管橫穿鋼筋籠擱在護(hù)筒頂上，并調(diào)整鋼管坡度，使吊入孔內(nèi)的鋼筋籠垂直孔中心位置。然后吊上另一節(jié)鋼筋籠，使主筋垂直并與下節(jié)的鋼筋籠主筋對(duì)準(zhǔn)焊接，并保證聲測(cè)管位置準(zhǔn)確。在鋼筋籠焊接時(shí)，焊接的斷面必須錯(cuò)開(kāi)，同一斷面的焊接數(shù)量不得大于50%。焊接時(shí)沿橫斷方向先對(duì)稱(chēng)點(diǎn)焊，再對(duì)稱(chēng)全焊，沿垂直方向先焊骨架下部，后焊骨架上部。制作及焊接質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求，焊渣隨焊隨敲。

鋼筋籠在吊入樁孔后，要嚴(yán)格控制鋼筋籠的標(biāo)高及孔樁的中心位置，滿(mǎn)足要求后與鋼護(hù)筒固定牢靠，避免在澆灌混凝土?xí)r鋼筋籠偏移及上浮。

2.7 導(dǎo)管配置及安裝

2.7.1 導(dǎo)管選擇

2.7.1.1 導(dǎo)管采用專(zhuān)用的螺旋絲扣導(dǎo)管，內(nèi)徑300mm，中間節(jié)長(zhǎng)2.65m，最下節(jié)長(zhǎng)4m，配備0.5m、1m、1.5m非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。導(dǎo)管制作要堅(jiān)固、內(nèi)壁光滑、順直、無(wú)局部凹凸，對(duì)于舊導(dǎo)管，試壓前通過(guò)稱(chēng)重方式判定壁厚是否滿(mǎn)足使用要求。

2.7.1.2 導(dǎo)管在使用前，除對(duì)其規(guī)格、質(zhì)量和拼接構(gòu)造認(rèn)真檢查外，還需進(jìn)行試拼和試壓。試壓導(dǎo)管的長(zhǎng)度滿(mǎn)足最長(zhǎng)樁澆筑需要，導(dǎo)管自下而上順序編號(hào)和注明節(jié)段長(zhǎng)度，嚴(yán)格保持導(dǎo)管的組合順序，每組導(dǎo)管不能混用。導(dǎo)管組拼后的軸線(xiàn)差，不宜超過(guò)鉆孔深的0.5%，且不大于10cm。

2.7.1.3 導(dǎo)管長(zhǎng)度按孔深和工作平臺(tái)高度決定，漏斗底至鉆孔上口段，宜使用非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)導(dǎo)管。

2.7.1.4 導(dǎo)管下放豎直、輕放、以免碰撞鋼筋籠。下放時(shí)要記錄下放的節(jié)數(shù)，下放到孔底后，比較理論長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度是否吻合。

2.7.1.5 完全下放導(dǎo)管到孔底并檢查無(wú)誤后，輕輕提起導(dǎo)管，控制底口距離孔底0.3m～0.5m，并位于鉆孔中央。

2.7.2 導(dǎo)管安裝。導(dǎo)管安裝時(shí)逐節(jié)量取導(dǎo)管實(shí)際長(zhǎng)度并按序編號(hào)，做好記錄以便在混凝土灌注過(guò)程中控制埋管深度。注意橡皮圈是否安置，檢查每個(gè)導(dǎo)管兩頭絲扣有無(wú)破絲等現(xiàn)象。

2.8 混凝土灌注

2.8.1 混凝土灌注

灌注混凝土前，需對(duì)混凝土輸送管路及容器灑水潤(rùn)濕，待儲(chǔ)料斗儲(chǔ)滿(mǎn)混凝土后，開(kāi)始灌注混凝土。首批灌注混凝土封底時(shí)，導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不得小于1m；拌制好的混凝土用混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至樁基口處，注入吊車(chē)提升的料斗內(nèi)，車(chē)內(nèi)混凝土方量約8m3，由一人統(tǒng)一指揮，吊車(chē)起吊。

2.8.1.1 首批混凝土下落后，混凝土連續(xù)灌注。在灌注過(guò)程中，導(dǎo)管埋置深度宜控制在3m～6m。

2.8.1.2 澆筑連續(xù)進(jìn)行，中途停歇時(shí)間不超過(guò)30min?；炷恋倪\(yùn)輸時(shí)間和距離盡量縮短，以迅速、不間斷為原則，宜在2h以?xún)?nèi)完成，防止在運(yùn)輸中產(chǎn)生離析。在整個(gè)澆筑過(guò)程中，及時(shí)提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管埋深控制在3m～6m。導(dǎo)管提升時(shí)保持軸線(xiàn)豎直和位置居中，逐步提升。如導(dǎo)管法蘭卡掛在鋼筋籠上，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，使其脫開(kāi)鋼筋骨架后移到鉆孔中心。

考慮采用干法灌注樁基混凝土。灌注過(guò)程中，樁頂標(biāo)高3m范圍內(nèi)混凝土采用插入式振搗棒振搗密實(shí)，以保證樁頂混凝土質(zhì)量。

灌注混凝土過(guò)程中，采用重量不小于4kg的測(cè)錘，經(jīng)常量測(cè)孔內(nèi)混凝土面的上升高度；導(dǎo)管到達(dá)一定埋深后，逐級(jí)快速拆卸導(dǎo)管，并在每次起升導(dǎo)管前，探測(cè)一次孔內(nèi)混凝土面高度。測(cè)量用的測(cè)繩在每根樁灌注前后用鋼尺校核各一次，避免發(fā)生錯(cuò)誤。

2.8.1.3 灌注完混凝土后，及時(shí)將導(dǎo)管、漏斗等進(jìn)行清理和檢查，以備下一孔使用。

2.8.1.4 在灌注混凝土前，填寫(xiě)檢查鉆孔樁和鋼筋籠情況的“相關(guān)檢測(cè)表格”，在澆注混凝土的過(guò)程中，填寫(xiě)“混凝土澆筑記錄”。

2.8.2 樁基混凝土灌注應(yīng)注意的問(wèn)題

2.8.2.1 混凝土運(yùn)抵灌注地點(diǎn)時(shí)，檢查其和易性、坍落度等情況，坍落度控制在18cm～22cm。灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管下口至孔底的距離為0.30m～0.50m，儲(chǔ)料斗首批混凝土儲(chǔ)量，保證灌注后導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不小于1.0m。

2.8.2.2 灌注開(kāi)始后，連續(xù)有節(jié)奏地灌注混凝土，并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿(mǎn)時(shí)，徐徐灌注，防止在導(dǎo)管內(nèi)造成高壓空氣囊，造成堵管。及時(shí)測(cè)定孔內(nèi)混凝土面的高度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。

2.8.2.3 灌注過(guò)程中若發(fā)生堵管時(shí)，可上下活動(dòng)導(dǎo)管，嚴(yán)禁使用振搗設(shè)備振動(dòng)導(dǎo)管，如處理無(wú)效時(shí)，及時(shí)將導(dǎo)管及鋼筋籠拔出，重新清孔，吊裝鋼筋骨架和灌注混凝土。

2.8.2.4 混凝土灌注是一個(gè)完整、連續(xù)、不可間斷的工作。灌注工作開(kāi)始前，機(jī)械管理人員和負(fù)責(zé)司機(jī)對(duì)混凝土灌注所使用的全部機(jī)械進(jìn)行維修、保養(yǎng)，以保證機(jī)械在施工過(guò)程中正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.8.2.5 灌注過(guò)程中記錄混凝土灌注量及相應(yīng)的混凝土面標(biāo)高，用以分析擴(kuò)孔率，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)告主管工程師，并進(jìn)行處理。

2.8.2.6 在灌注混凝土將近結(jié)束時(shí)，核對(duì)混凝土的灌入數(shù)量，以確保所測(cè)混凝土的灌注高度是否正確。

3 結(jié)語(yǔ)

宜張高速公路白雅路分離式立交施工已結(jié)束，通過(guò)超聲波檢測(cè)，白雅路分離式立交橋的樁基施工質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖紙要求。宜張高速公路旋挖鉆干法成孔施工技術(shù)，為其它類(lèi)似工程施工提供了一定的參考作用。

U443.159∶U

B

2095-1809(2016)06-0038-03

羅嗣松(1907.7-)，男，江西上高人，本科，高級(jí)工程師，主要從事施工技術(shù)。

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