跨海大橋大型深水基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

嚴兵

摘 要：文章結(jié)合某特大橋大型深水基建的作業(yè)，為保證基礎(chǔ)項目作業(yè)的質(zhì)量，對其對應(yīng)的海上項目規(guī)劃研究以及作業(yè)技術(shù)展開了具體的分析與研究，為中國橋梁作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)海上大型深基礎(chǔ)作業(yè)技術(shù)的填充與改善提供了借鑒參考。

關(guān)鍵詞：深水基礎(chǔ) 樁底注漿 橋梁施工

1.工程概況

該項目作業(yè)的區(qū)間是某公鐵兩用跨海大橋工程的26#～38#墩基礎(chǔ)以及其下部架構(gòu)體系，起訖里程是DK73+556.32-DK74+301.32，總共可以分成12跨，全長是744.7m。

橋體系配置是：26#～37#墩是64m簡支箱梁，總共有11跨，37#至38#墩是40m一跨，共有一跨，26#～38#橋墩屬于門型的墩體；基礎(chǔ)是鉆孔灌注樁高樁承臺結(jié)構(gòu)，依照孔跨規(guī)格以及地質(zhì)狀態(tài)樁基的半徑分別是2.5m、2.8m、3.0m這3種種類的鉆孔灌注樁。

2.施工設(shè)備

在鉆進孔作業(yè)中，鉆機的扭矩是核心，基于實際施工地層環(huán)境及地質(zhì)條件，鉆孔深度達到了130m，作業(yè)過程中還應(yīng)當(dāng)穿越亞砂土層、粘土層、細砂層等非常復(fù)雜的地形，而鉆機的鉆桿在實際施工中質(zhì)量要求非常嚴苛，本項目中選擇了全液壓鉆機，其技術(shù)相對成熟，并且具備扭矩較大的特點，其抬升性能良好。

借助梳齒鉆頭，鉆頭配置有重量為20t的重塊，以避免孔體出現(xiàn)傾斜的情況，每臺鉆機配置對應(yīng)的空壓機、泥漿凈化裝置、泥漿泵與對應(yīng)的造漿裝置等。

D13#主墩鉆孔樁作業(yè)的主體裝置：效率較大的鉆機4組，中昇3000型4臺；海上混凝土拌和船1艘，一次生產(chǎn)規(guī)格1200m3；發(fā)電裝置4臺，4臺并行運作，每臺規(guī)格400kW；塔吊1座350t，極限起重質(zhì)量20t；其余配適船舶4～6艘，用于補給；起重船1艘，最大載荷量150t。

3.施工技術(shù)

施工工藝流程主要如下：樁基作業(yè)設(shè)備及借助回轉(zhuǎn)鉆進的形式鉆進→成孔作業(yè)→水上攪拌船拌和水泥→水下澆筑混凝土。

3.1鋼筋籠施工

鋼筋籠的整體長度為121.70m，一共有38t，大致可以分成10節(jié)在工廠借助長線同槽的形式來進行制作，節(jié)與節(jié)之間借助直螺紋的螺帽加以固定。鋼筋籠后場制備檢驗符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后，分節(jié)運輸?shù)阶鳂I(yè)場地中展開沉放。在海上作業(yè)要面臨的問題就是風(fēng)浪大，鋼筋籠在使用直螺紋裝配之時相對較為困難，一般都使用受搖晃作用相對較小的設(shè)備來加以固定。

3.2水下混凝土施工

3.2.1混凝土配合比

海上混凝土的可泵性質(zhì)相對較差，并且在澆筑的過程中很容易就會出現(xiàn)有對應(yīng)的堵管情況，因此需選取適當(dāng)?shù)幕炷僚溥m比例，項目鉆孔樁的比例如下：

（1）總膠凝材質(zhì)的使用量控制在400～460kg/m3，膠凝材質(zhì)的配比是：水泥：粉煤灰=6：4；

（ 2 ）水膠之間的比重控制在0.29～0.32之內(nèi)；

（3）砂含量在40～44%之間，高效減水劑的摻和量為膠紙材料的1.2%；

（ 4 ）混凝土的塌落度控制在180～220mm；

（5）規(guī)定使用的混凝土規(guī)格為C30，其初凝的時間大致是1d；

（6）氯離子擴散系數(shù)為<3×10-12 m2/s。

（7）混凝土構(gòu)件抽樣檢驗的數(shù)值：其對應(yīng)的抗壓強度要求控制在52～60MPa的區(qū)間范圍中，氯離子擴散系數(shù)穩(wěn)定在0.3×10-12～1.4×10-12 m2/s區(qū)間之內(nèi)，基本符合對應(yīng)的需求標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2澆注方法

借助水下鋼導(dǎo)管展開混凝土的澆筑，借助集料斗再進行儲藏，在首批的方量下料后，隨即進行首批混凝土的澆筑工作，在此之后開展常規(guī)的澆筑環(huán)節(jié)，一直將導(dǎo)管的預(yù)埋深度維持在5～8m左右的區(qū)間范圍中，直到混凝土澆筑作業(yè)最后完成為止。

3.3樁底注漿

3.3.1樁底壓槳的機理

鉆孔澆筑樁后壓漿在鋼筋籠中事先設(shè)置對應(yīng)的管線，等到混凝土到達對應(yīng)的強度等級之后，借助壓漿管線使用高壓注漿泵來進行對應(yīng)的澆筑工作，讓對應(yīng)的水泥漿液在注入至樁體底部的土層中時，其對應(yīng)區(qū)域的水泥漿就會順著樁壁的周圍向上浮起，并借此來實現(xiàn)其在高度層面上的需求。所以，進行樁體底部的澆筑工作能讓樁體底部沉渣和樁壁的對應(yīng)高度區(qū)間中的安全質(zhì)量問題得到有效的處理解決，抬升樁體頂部的土層的承載性能以及樁壁與土層之間摩擦應(yīng)力。

3.3.2漿液配合比

如表1所示為壓漿液比例。

3.3.3壓漿控制方法

借助壓漿總量以及其所對應(yīng)的壓力值兩個指標(biāo)來控制管理整個壓漿作業(yè)的環(huán)節(jié)，使用注漿量來當(dāng)做是控制監(jiān)管的主體，在注漿的數(shù)量符合對應(yīng)的要求以及標(biāo)準(zhǔn)時，可停止對應(yīng)的施工作業(yè)。當(dāng)壓漿總量達到相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的80%時，其對應(yīng)的也達到了4.OMPa時，也可以停止注射漿液。

3.3.4壓槳施工工藝過程

（1）開塞

鉆孔樁混凝土型號規(guī)格為C30，最初凝結(jié)的時間大致為1d，在混凝土澆筑完成后的24h時展開對應(yīng)的注漿孔開塞工作。詳細的制作方法是：向注漿管道進行其所對應(yīng)的高壓注水清潔作業(yè)，在清潔作業(yè)開展的過程中，在發(fā)現(xiàn)其出漿口有水用處時，關(guān)閉出漿口處的閥門，展開對應(yīng)的持續(xù)施加壓力的過程。當(dāng)壓力應(yīng)力到達管體所承受的極限壓力值時，立即降低其對應(yīng)的壓力值，將壓漿孔沖開。在混凝土最終凝結(jié)之前的這段時間之內(nèi)，要求相關(guān)的工作人員重復(fù)使用上述的這種形式來進行對應(yīng)的清潔工作，防止完成開塞作業(yè)后其對應(yīng)的壓漿孔又被堵上的情況出現(xiàn)。開塞的壓力通常情況下控制在1.O～4.OMPa之間。

（2）第一次循環(huán)壓漿

當(dāng)混凝土強度達到預(yù)先的設(shè)計值時、要求開展超聲波檢驗后開展首次循環(huán)壓漿。首次循環(huán)壓漿主要是以其壓漿量來進行對應(yīng)的管控，每個回路之間的壓漿總量是300L，4個回路之間一共有1200L。每個回路的壓漿作業(yè)完成后，要求立即使用另外一臺設(shè)備來進行清潔。

（3）第二次循環(huán)壓漿

根據(jù)書泥漿的具體初凝時間，在確立其所對應(yīng)的壓漿間隔時間后，總體原則是要求間隔的時間>水泥漿最初凝結(jié)所對應(yīng)的。第二次循環(huán)壓漿仍然是以壓漿量檢測的形式為主，每一個回路的壓漿總數(shù)量是300L，4個路線加起來就是1200L。二次壓漿的意義所在也是堵住其中的間隙。

（4）第三次循環(huán)壓漿

第三次循環(huán)壓漿主要是以注漿壓力與注漿總量展開測控，依舊是依照上文中的形式開展。依照最后所得到的信息，注漿壓力依照4.OMPa來進行管理，注漿量根據(jù)其≥注漿總數(shù)量的規(guī)定，即6500～6800L之間，穩(wěn)壓時間根據(jù)5min來管理。因為在具體的作業(yè)過程中都還沒有觀測到樁身上升，因此不再將樁體上抬數(shù)量來當(dāng)作是其對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)了。第三次循環(huán)壓漿的目的就是想要讓其附近相對較為薄弱的區(qū)域往上走，以此來實現(xiàn)對應(yīng)的高度層面上的需求。

3.3.5壓漿過程中的注意事項

（1）壓漿管隨著鋼筋籠一同下降時，要求借助對應(yīng)的保護手段來進行維護，以免水泥漿進入到管道中。

（2）在作業(yè)的環(huán)節(jié)中要管理其配合比重，漿液要求有著較強的流動性，不離析、不沉淀，漿液放入對應(yīng)的儲存桶時要求使用紗網(wǎng)展開對應(yīng)的過濾工作，以免雜質(zhì)堵住壓漿孔以及管線。

（3）壓漿總數(shù)量以及其對應(yīng)的壓力要求在澆筑工作開展之間就計算好，要充分地了解樁體底部和樁體內(nèi)側(cè)以及對應(yīng)區(qū)間中的地質(zhì)狀況與土體狀況，依照試驗樁的注漿情況最終確定注漿總量以及其對應(yīng)的注漿壓應(yīng)力。

（4）開塞工作將會直接影響到是否可以順利注漿，開塞的時間要求掌握得非常到位，在混凝土初凝后立刻開展，要求在混凝土凝結(jié)前要注重防止堵塞工作的開展。

（5）前兩次循環(huán)作業(yè)完成后清潔管線同樣也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，假若清潔工作開展得不及時，就有可能會出現(xiàn)堵塞的情況，影響之后的作業(yè)開展。

4.結(jié)束語

綜上所述，某公鐵兩用跨海大橋鉆孔樁作業(yè)借助海水泥漿，降低了作業(yè)資金，而且在鉆孔作業(yè)時不會由于氣候、海上狀況、器械等干擾使鉆孔作業(yè)停止，極大限度地降低了鉆孔作業(yè)中出現(xiàn)安全事故的概率，保證其施工的安全與質(zhì)量，簡化步驟，提升了經(jīng)濟效益，值得參考。

參考文獻：

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