五峰山長江特大橋主墩鉆孔樁施工

魏湛力

摘要：鉆孔灌注樁在各類土木工程中廣泛應(yīng)用，具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優(yōu)點，目前在鐵路橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位。通過工程實踐，為類似施工提供借鑒。

Abstract： Bored pile is widely used in civil engineering， has the advantages of good shock resistance， large bearing capacity， small construction noise， can solve the special foundation settlement load， etc. Therefore， at present， the bored pile foundation has occupied an important position in the field of railway bridge foundation engineering. Through the engineering practice， it provides the reference for the similar construction.

關(guān)鍵詞：橋梁；鉆孔樁；工藝控制

Key words： bridge；bored pile；process control

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）08-0129-02

0 引言

鉆孔灌注樁廣泛使用于鐵路橋梁施工中，施工大部分都是在水下作業(yè)，在施工過程中無法觀察，成樁后也不能進行開挖驗收，施工質(zhì)量較難控制，發(fā)生事故后又較難處理。很容易出現(xiàn)樁位偏差過大、孔底沉渣偏多、鋼筋籠上浮、樁體混凝土離析、斷樁、夾泥等質(zhì)量問題，控制好施工過程中每一個環(huán)節(jié)，力爭成樁之前將隱患消除。本文以五峰山長江特大橋為研究對象，分析了主墩灌注樁的施工過程，旨在指導(dǎo)工程實踐，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供借鑒。

1 工程概況

五峰山長江特大橋橋梁總長6408.909m，其中跨江大橋主橋長1432m；南北公鐵合建段引橋長1444.799m（北岸757.9m）；南北單建鐵路引橋長3532.11m（北岸2304.811m）。鐵路設(shè)計行車速度250公里/小時，正線線間距4.6m，預(yù)留兩線鐵路。高速公路；雙向八車道；設(shè)計行車速度100公里/小時；橋面寬度40.5m。正橋主航道橋采用（84+84+1092+84+84）m雙塔連續(xù)鋼桁梁懸索橋橋式方案。

其中北岸主3#塔承臺設(shè)置70根Φ3.1/2.8m變徑樁，變徑點位于基巖面-72m處。樁基呈梅花式布置，樁底均進入微風(fēng)化石英閃長斑巖。承臺平面采用圓形，厚9.5m，直徑40.0m，采用C35混凝土。為改善承臺、塔底截面受力，在承臺頂面設(shè)置5.0m高的臺式塔座。

另外因承臺封底需要，在系梁位置設(shè)置4根臨時鉆孔樁，直徑為2.8m，樁長約45m。

樁基設(shè)置Φ3.3m鋼護筒，護筒長33.5m，底標高-26.5m。

2 鉆孔灌注樁施工

2.1 總體施工工藝及流程

采用搭設(shè)水上鋼平臺進行鉆孔樁施工，主墩布置10臺KP4000氣舉反循環(huán)鉆機成孔。主墩上下游各安裝一臺120t龍門吊和250t.m塔吊作為主要起重工具，后續(xù)根據(jù)工期需要，再配備一艘300t全旋轉(zhuǎn)浮吊和100t履帶吊提高起重作業(yè)工效。鉆孔樁施工工藝流程如圖1所示。

2.2 成孔施工工藝

2.2.1 成孔順序

因鉆孔樁孔距較近，且護筒底口以下為粉細砂層，為防止鉆孔、灌注砼時出現(xiàn)串孔，鉆孔樁需要嚴格按隔孔施工的原則安排施工。樁基施工按上下游對稱分為兩個相對獨立的作業(yè)區(qū)，每個作業(yè)區(qū)布置5臺鉆機。

2.2.2 泥漿制配及循環(huán)系統(tǒng)

粉細砂層底標高為-43.6m至-44.6m之間，為確保鉆孔樁不塌孔、保證樁基施工質(zhì)量，選用高塑性粘土或膨潤土作為備用材料對泥漿性能進行調(diào)整，確保制配出來的鉆孔泥漿為不分散、低固相、高粘度的優(yōu)質(zhì)PHP泥漿，泥漿指標符合表1的要求。

鉆孔泥漿均采用泥漿攪拌機護筒內(nèi)拌制，泥漿經(jīng)凈化器處理后通過泵送流入鉆孔孔內(nèi)，泥漿循環(huán)系統(tǒng)。鉆渣存儲在貯渣箱中，由輪胎式挖機挖至運渣車上運至指定地點處理。

2.2.3 鉆機安放、調(diào)試及移位

鉆機安放橫平豎直，保證底盤與平臺主縱梁平行（HM588型鋼），具體布置如圖2所示。

鉆機安裝前，先進行鉆孔樁鋼護筒的位置測量，得出鋼護筒的偏位情況、傾斜度以及傾斜方向，為后面的鉆孔施工提供依據(jù)資料。

鉆機安放至平臺上后，傾斜鉆架或移動上層底盤將鉆頭、風(fēng)包鉆桿及配重的組合件吊入孔內(nèi)，并臨時固定，鉆機利用自身的卷揚系統(tǒng)（或液壓旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)）安裝鉆桿。鉆機初次就位后，測量利用全站儀或GPS放出樁位中心，然后進行鉆機的中心位置調(diào)整，同時調(diào)整鉆機的底座的平整度，調(diào)整完成后測量再次進行校核，直到鉆機的垂直度≤1/200，平面位置偏差≤2cm，滿足要求為止。為了保證鉆機在鉆進過程中不產(chǎn)生位移，鉆機就位好之后將鉆機與平臺之間進行焊接固定。

鉆機的鉆桿、配重鉆桿、鉆頭安裝之前進行編號以及實際長度的測量和記錄，匯總制成表，并將編號和長度標記在鉆桿上。

鉆機安裝就位后進行調(diào)試，若一切正常，即可開始鉆進。

鉆機的移位分二種情況進行：自行移位和利用浮吊直接吊裝移位。鉆機的自行移位是在成孔及鉆頭鉆桿撤除之后，利用卷揚機或葫蘆的牽引通過滑軌移動將鉆機移動到位?；蛟诔煽准般@頭、鉆桿撤除之后，利用浮吊直接整體吊起鉆機進行移位。

2.2.4 鉆進成孔

鉆進過程中嚴格控制泥漿指標，根據(jù)不同地層及時調(diào)整鉆進進尺及泥漿指標，并補充優(yōu)質(zhì)泥漿，始終保持護筒內(nèi)泥漿面高于護筒外水面不小于1.5m。

①護筒內(nèi)鉆進：為了防止護筒內(nèi)掉入的鐵件對后期鉆孔造成困難，在開鉆之前，用電磁鐵對護筒內(nèi)進行掃吸，清除孔內(nèi)的鐵質(zhì)雜物。鉆機就位后先進行護筒內(nèi)的鉆進，護筒內(nèi)鉆進選用直徑3.09m的刮刀鉆頭，外圈設(shè)置有鋼絲刷，由于有護筒的防護，護筒內(nèi)地層采取高轉(zhuǎn)速進行鉆進施工。②護筒口鉆進：當鉆頭接近護筒底口（護筒底口以上1m），降低鉆進速度，置換孔內(nèi)泥漿，以形成穩(wěn)定孔壁，每小時進尺控制在0.2～0.4m左右。③粉細砂層鉆進：出護筒后進入粉細砂層鉆進時低檔慢速鉆進，嚴格控制泥漿指標，適當加大泥漿稠度及比重，以增強泥漿護壁能力，每小時進尺控制在0.3～0.5m左右。④巖層內(nèi)鉆進：鉆進至-72m標高時開始變徑，變徑截面位于強風(fēng)化巖中，到達位置后提鉆，更換直徑2.79m的滾刀鉆頭，開鉆時鉆頭反循環(huán)運轉(zhuǎn)，采用反循環(huán)減壓鉆進，每小時進尺控制在0.2～0.8m左右，直至鉆進至樁底標高。

2.3 成樁施工工藝

2.3.1 鋼筋籠安裝

①吊裝方法。前場鋼筋籠的起吊利用龍門吊（或履帶吊和浮吊）進行接高及下放，吊點設(shè)置在每節(jié)鋼筋籠最上一層加勁箍處，對稱布置，共計四個，吊耳采用圓鋼制作并與相應(yīng)主筋焊接。為避免鋼筋籠發(fā)生吊裝變形，鋼筋籠頂口設(shè)置專用吊具。

②接頭連接方法及要求。鋼筋籠接長和沉放之前做好準備工作，孔壁檢測合格后進行鋼筋籠接長和沉放。

起重設(shè)備大鉤通過吊具起吊每節(jié)鋼筋籠上層4個吊耳，小鉤起吊下部第二節(jié)2m間距加強箍位置，三點配合將鋼筋籠豎立，移動至成孔樁位置，將第一節(jié)鋼筋籠下沉，當下層4個吊耳到達孔口位置時，將鋼筋籠托架卡環(huán)扣到吊耳上，緩慢繼續(xù)下沉，使托架受力承受鋼筋籠重量，完成體系轉(zhuǎn)換。卸掉吊具卡環(huán)。再按照第一節(jié)鋼筋籠豎直辦法將第二節(jié)鋼筋籠吊立垂直并對接。提升鋼筋籠1m左右，人員拆除下層吊耳卡環(huán)，鋼筋籠下放。當鋼筋籠下放到第二節(jié)頂口的下層吊耳與鋼護筒平齊時停止下放，將托架卡環(huán)扣在吊耳上，繼續(xù)下沉完成體系轉(zhuǎn)換，同樣方法進行后續(xù)接長施工。

2.3.2 導(dǎo)管下放

鋼筋籠安裝到位后，立即進行導(dǎo)管下放。導(dǎo)管采用無縫鋼管制成，快速螺紋接頭，導(dǎo)管接頭處設(shè)2道密封圈。導(dǎo)管拼裝好首次使用前先灌滿水并封閉兩端進行水密性實驗，合格標準是灌水后穩(wěn)壓10min，接頭、接縫不滲漏即可。

2.3.3 混凝土灌注

混凝土采用2臺180m3/h攪拌站拌制，分別通過6臺8m3/輛輸送車型運輸至施工平臺，再通過2臺60m3/h拖泵泵送至大集料，然后經(jīng)溜槽進入小料斗和導(dǎo)管進行灌注。

混凝土封底灌注采用砍球法、拔塞法施工，在混凝土灌注過程中要始終保持護筒內(nèi)水頭高度在1.5m左右。灌注完成時，砼面不小于設(shè)計樁頂標高1.0m。

3 結(jié)論

綜上所述，混凝土灌注樁施工時要求工序銜接必須非常緊密，對工序的操作標準要求較高，因此需要充分做好施工準備工作，加強各施工人員的聯(lián)系，注重質(zhì)量關(guān)鍵點的把控，才能確?；炷凉嘧兜恼w質(zhì)量。本文以五峰山長江特大橋為研究對象，分析了鉆孔灌注樁總體施工工藝及流程，闡述了成孔施工工藝，最后，從鋼筋籠安裝、導(dǎo)管下放、混凝土灌注三個方面探討了成樁工藝，旨在指導(dǎo)工程實踐，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供借鑒。

參考文獻：

[1]張琨，鐘啟凱，戴小松，等.超厚砂卵石層鋼板樁圍堰設(shè)計與施工[J].施工技術(shù)，2011（3）：31-34.

[2]楊立財.某特大橋深水鋼板樁圍堰設(shè)計探討[J].鐵道建筑技術(shù)，2012（6）：22-25.

[3]王君堂，郜滿珍.鋼板樁圍堰的設(shè)計與施工[J].山西建筑，2007（4）：129-130.