大直徑深水樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

賀湘榮

摘要：G319國(guó)道瀘溪繞城公路白沙大橋上部構(gòu)造為16m空心板+（56+2X90+56m）箱梁+3X30m T梁，全長(zhǎng)408m?；A(chǔ)均采用鉆孔灌注嵌巖樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，其中2、3、4號(hào)主墩樁基每個(gè)墩為2根上部Φ3.6m，下部為Φ3.2m的變截面樁基。樁基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)控制點(diǎn)為：大直徑樁基成孔工藝、超重鋼筋籠安裝、大方量砼灌注施工等。

關(guān)鍵詞：大直徑；深水；樁基礎(chǔ)；施工技術(shù)

1.工程概況

G319國(guó)道瀘溪繞城公路白沙大橋位于沅江五強(qiáng)溪水庫(kù)尾部瀘溪縣城邊，上部構(gòu)造為16m空心板+（56+2X90+56m）箱梁+3X30m T梁，全長(zhǎng)408m?；A(chǔ)均采用鉆孔灌注嵌巖樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，其中2、3、4號(hào)主墩樁基每個(gè)墩為2根變截面樁基，上部Φ3.6m，下部為Φ3.2m。

3號(hào)墩樁基位置水最深，樁基最長(zhǎng)，該處水深為15至30m間變化（受水庫(kù)蓄水影響），設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)45.6m，單樁鋼筋籠重達(dá)45噸，單樁砼達(dá)430立方左右。下面重點(diǎn)以3號(hào)墩樁基施工進(jìn)行說(shuō)明，并結(jié)合其他墩位出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行研究和探討。

項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)控制點(diǎn)為：大直徑樁基成孔工藝、超重鋼筋籠安裝、大方量砼灌注施工等。

2.施工準(zhǔn)備

由于該橋梁主橋墩設(shè)計(jì)采用變截面樁基，上部水中和卵石層為Φ3.6m，下部基巖為Φ3.2m，卵石層和基巖比較堅(jiān)硬，因此選擇沖擊鉆沖擊成孔方法施工，選用1臺(tái)鉆頭Φ3.6m的沖擊鉆機(jī)進(jìn)行施工，另外配備2臺(tái)鉆頭Φ3.2m的鉆機(jī)。為保證施工機(jī)械設(shè)備、鋼筋和砼等的運(yùn)輸，采用6m寬的鋼便橋作為施工運(yùn)輸通道。

鋼護(hù)筒直徑采用3.8m，壁厚2cm鋼板，單節(jié)鋼護(hù)筒高2m。鋼護(hù)筒在加工場(chǎng)制作好后運(yùn)至樁基礎(chǔ)位置進(jìn)行焊接安裝。為保證鋼護(hù)筒的垂直度和位置準(zhǔn)確，經(jīng)測(cè)量放樣出樁基礎(chǔ)中心位置后，在其周圍安裝和固定導(dǎo)向架，鋼護(hù)筒在導(dǎo)向架內(nèi)安裝。鋼護(hù)筒節(jié)段間焊接位置不得漏水，鋼護(hù)筒下放到河床卵石層后使用振動(dòng)錘進(jìn)行振動(dòng)下沉，鋼護(hù)筒必須插入卵石層一定深度，鉆孔過(guò)程中鋼護(hù)筒不得繼續(xù)下沉。鋼護(hù)筒就位后復(fù)核孔位中心偏差，測(cè)量鋼護(hù)筒頂標(biāo)高，確定鉆孔深度。

3.鉆孔施工

3.1泥漿制備。泥漿的好壞直接影響鉆孔的速度和效果，本橋選用黃粘土作為造漿材料，將黃粘土倒入鋼護(hù)筒內(nèi)，用鉆錘沖擊攪動(dòng)，使泥漿均勻，鉆孔過(guò)程中控制泥漿比重為1.2～1.4左右，有利于沖擊效果和鉆渣的浮出。

3.2泥漿循環(huán)。原計(jì)劃利用同排相鄰樁基礎(chǔ)鋼護(hù)筒作為泥漿循環(huán)和沉淀池，但由于鋼護(hù)筒無(wú)法穿透卵石層到達(dá)巖石層，為防止鋼護(hù)筒底部穿孔，鋼護(hù)筒內(nèi)外壓差不宜過(guò)大，而沅江水位變化很大，利用相鄰樁基礎(chǔ)鋼護(hù)筒作為泥漿循環(huán)和沉淀池操作起來(lái)非常困難。施工過(guò)程中采用提砂機(jī)，用泥漿泵將鉆孔內(nèi)泥漿抽至提砂機(jī)，經(jīng)提砂機(jī)將鉆渣過(guò)濾后再送回鉆孔內(nèi)，從而達(dá)到清理鉆渣的目的。

3.3沖擊鉆孔。泥漿制備好后便可以進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔開(kāi)始前必須保證吊鉆錘的鋼絲繩與樁基礎(chǔ)中心一致，鉆孔過(guò)程中經(jīng)常檢查鉆孔傾斜度和深度，鉆孔至樁基截面變化位置時(shí)，更換鉆頭繼續(xù)沖擊鉆進(jìn)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高以下。

3.4引孔鉆孔。由于樁基礎(chǔ)下部直徑為3.2m，首批砼方量需要12方以上，這么大方量的砼需要的料斗施工操作非常不方便，因此擬定在樁底鉆一個(gè)直徑1.2m的小孔，深度為1.5m，導(dǎo)管直接插入到這個(gè)引孔中，從而使首批砼方量降到不足4方。

3.5清孔。沖擊鉆孔至設(shè)計(jì)深度以下后，便開(kāi)始進(jìn)行清孔，清孔首先使用提砂機(jī)進(jìn)行初步清理，再用專門的濾砂器將泥漿中的細(xì)沙清干凈，隨時(shí)檢查泥漿性能指標(biāo)，直至符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

4.鋼筋籠加工安裝

本橋Φ3.2m和Φ3.6m直徑的樁基設(shè)計(jì)配置有118根Φ32mm鋼筋，單樁鋼筋籠重量達(dá)45噸。鋼便橋受成本和水文等因素影響，只能承受噸位在50噸以下的吊車在鋼便橋上施工，而50噸吊車實(shí)際是不能吊起45噸的鋼筋籠的。因此大直徑樁基鋼筋籠的安裝入孔需要采取其他措施，這也給施工控制帶來(lái)新的難度。

4.1鋼筋籠加工制作。先在加工場(chǎng)分節(jié)段加工好，再運(yùn)到樁孔進(jìn)行拼接。單節(jié)鋼筋籠重將近9噸。考慮到鋼筋籠重量非常大，因此對(duì)吊裝受力的加勁圈進(jìn)行特別加固，防止吊裝過(guò)程中由于鋼筋籠自重拉壞鋼筋籠。鋼筋接頭采用套筒連接，單節(jié)鋼筋籠加工時(shí)需要先將套筒連接相鄰節(jié)段鋼筋籠，待第二節(jié)鋼筋籠加工制作好后再松開(kāi)套筒，依次加工制作第三四五節(jié)等，松開(kāi)套筒前做好記號(hào)，防止拼裝時(shí)位置不對(duì)影響套筒連接。

4.2鋼筋籠拼裝，第一節(jié)吊入樁孔護(hù)筒內(nèi)后，用三根Φ10cm鋼棒插入到上部的加勁圈下，使第一節(jié)鋼筋籠通過(guò)鋼棒定位在樁基孔口，再吊入第二節(jié)鋼筋籠，根據(jù)預(yù)先做好的記號(hào)對(duì)準(zhǔn)好鋼筋接頭，便可以擰固套筒，使兩節(jié)鋼筋籠形成整體，依次類推，逐節(jié)拼裝，最后形成整體后檢查鋼筋籠中心偏位控制在誤差允許范圍內(nèi)。

4.3在吊裝完第四節(jié)鋼筋籠后，吊車的吊裝能力已經(jīng)接近極限，無(wú)法吊裝起全部的鋼筋籠，因此在第四節(jié)鋼筋籠拼接好下到樁基孔口后，將預(yù)先準(zhǔn)備好的四方架吊至樁孔，四方架四根支撐柱焊接在工作平臺(tái)的工字鋼上，四方架頂部四個(gè)角分別掛一個(gè)20噸的手拉葫蘆，第五節(jié)鋼筋籠拼接好后，利用四個(gè)手拉葫蘆將鋼筋籠緩慢下放到樁孔內(nèi)。鋼筋籠就位后拆除手拉葫蘆和四方架。

4.4鋼筋籠加工安裝施工控制要點(diǎn)

4.4.1鋼筋力學(xué)性能和套筒連接接頭質(zhì)量必須經(jīng)檢驗(yàn)合格方可使用。鋼筋數(shù)量、規(guī)格、尺寸和間距等都必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

4.4.2鋼筋籠安裝過(guò)程中，隨時(shí)檢查是否存在變形，套筒連接接頭是否擰到位等。鋼筋籠安裝完后檢查中心偏位和標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求

4.4.3由于樁基直徑大，鋼筋籠鋼筋數(shù)量多，套筒連接接頭也非常多，樁基鋼筋籠每節(jié)有118個(gè)接頭，因此鋼筋籠的拼接非常困難，在檢查接頭質(zhì)量時(shí)必須認(rèn)真嚴(yán)格檢查，鋼筋接頭間應(yīng)盡量做到?jīng)]有空隙，套筒必須全部擰到位，如果鋼筋接頭間隙過(guò)大或套筒無(wú)法擰到位，則必須采取幫條焊加固處理，確保施工質(zhì)量。

4.4.4檢查聲測(cè)管布置是否均勻牢固，聲測(cè)管內(nèi)灌滿水，蓋好蓋子。

4.4.5鋼筋籠安裝需要兩至三天時(shí)間，樁孔內(nèi)泥漿會(huì)沉淀到底部，為保證灌注水下砼質(zhì)量，必須進(jìn)行二次清孔，泥漿各項(xiàng)指標(biāo)檢查符合要求后才能灌注砼。

5.大方量砼灌注

5.1單根樁砼方量達(dá)到430方以上，由于水泥加了緩凝劑初凝時(shí)間也只有7～8小時(shí)左右，因此必須控制在7～8小時(shí)完成砼灌注，灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)首批砼初凝后易導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞?？紤]一些各方面因素影響，砼拌和站生產(chǎn)能力不能低于75方每小時(shí)才能滿足要求。

5.2灌注過(guò)程中，經(jīng)常測(cè)探砼面位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深在2～6m左右，防止導(dǎo)管堵塞。

5.3砼灌注應(yīng)超出系梁底部50cm以上，以保證樁頂砼密實(shí)、無(wú)泥漿或松散層。超灌部分在系梁施工前鑿除。

5.4經(jīng)灌注前認(rèn)真組織和精心安排，三臺(tái)JS1000型砼攪拌站同時(shí)拌合砼，9臺(tái)砼罐車運(yùn)輸砼，灌注過(guò)程中施工非常順利，3-0樁基從3月9日上午11：52開(kāi)始灌注首批砼，到最終灌完時(shí)間為19：08，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

5.5砼灌注施工控制要點(diǎn)

5.5.1原材料檢查，砼所用的水泥和砂石料必須經(jīng)檢查符合規(guī)范要求方能使用，砼配合比驗(yàn)證滿足設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。

5.5.2砼拌合好后檢查其均勻性和坍落度等，不符合要求時(shí)不得使用。有時(shí)砼罐車在現(xiàn)場(chǎng)等待時(shí)間比較長(zhǎng)，也需要再次檢查砼性能，避免砼坍落度損失易導(dǎo)致堵管。

5.3.3灌注過(guò)程中經(jīng)常檢查砼高度和導(dǎo)管埋置深度，做好砼灌注記錄。

6.結(jié)束語(yǔ)

大直徑深水樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中存在著非常多的安全隱患，需要高度重視，多檢查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，狠抓落實(shí)整改，做好各項(xiàng)安全保障措施和應(yīng)急預(yù)案，杜絕重大安全事故的發(fā)生。

【參考文獻(xiàn)】

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