試論水中樁基礎(chǔ)工程施工

左湘為

【摘 要】我國(guó)改革開(kāi)放以后，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。發(fā)展經(jīng)濟(jì)需要暢通的道路，只有道路暢通，才能保證經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。但是我國(guó)國(guó)土面積廣且地形復(fù)雜，存在湖泊、大河、大江等，增加了道路施工工程量，要增加橋梁，不能再使用傳統(tǒng)落后的施工技術(shù)、材料、設(shè)備。深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌樁施工技術(shù)是其中最主要的工程施工技術(shù)，符合橋梁工程施工的要求，能使橋梁工程施工的質(zhì)量得到保證。文章主要討論我國(guó)目前橋梁施工過(guò)程當(dāng)中常見(jiàn)的鉆孔灌樁施工工程。

【關(guān)鍵詞】水中樁;基礎(chǔ);工程施工

【中圖分類號(hào)】U445 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）05-0156-02

0 引言

為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速平穩(wěn)發(fā)展，我國(guó)加強(qiáng)了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資力度。橋梁作為交通行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，一直都是我國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)。目前，我國(guó)修建了大量橋梁、道路，以滿足交通運(yùn)輸能力，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展。雖然我國(guó)橋梁施工工程設(shè)備技術(shù)已經(jīng)得到很大的發(fā)展，但還是存在不足。因此，要想辦法創(chuàng)新，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，吸取它們的經(jīng)驗(yàn)，以更好地完善我國(guó)橋梁的施工質(zhì)量和速度。在施工前要設(shè)計(jì)好施工方案，做好詳細(xì)的工作計(jì)劃。橋梁工程中的一部分工程是在水中施工，所以有較大的難度。因此，對(duì)施工材料、施工器械的使用都要做好防范措施。雖然施工材料和機(jī)械會(huì)受到一定的限制，但是要保證施工進(jìn)度。

1 施工方案的確定

在水下施工不同于在陸地上那樣簡(jiǎn)單，因此在施工前要做好詳細(xì)的水中環(huán)境、周邊氣候等的勘查。保證施工現(xiàn)場(chǎng)的安全及施工的質(zhì)量。在設(shè)計(jì)施工方案時(shí)一定要考慮到可能突發(fā)的情況，以免在突發(fā)危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)無(wú)法快速應(yīng)對(duì)。

2 樁基施工

2.1 陸上樁基施工

在樁基施工時(shí)，首先要進(jìn)行圍堰或者平整場(chǎng)地，進(jìn)行勘察，測(cè)繪制圖，然后根據(jù)圖紙進(jìn)行樁基放樣。第一步，護(hù)筒埋設(shè)。采用挖坑埋設(shè)法實(shí)測(cè)定位，需要在護(hù)筒底部和外側(cè)四周采用黏質(zhì)土回填，并分層夯實(shí)，使得護(hù)筒底口處不致漏失泥漿。在洛清江大橋陸上鉆孔樁護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大15 cm，護(hù)筒頂面高出地面30 cm，護(hù)筒埋設(shè)時(shí)采用機(jī)械挖孔，人工調(diào)整鋼護(hù)筒位置。第二步，鉆進(jìn)時(shí)首先采用小沖程開(kāi)孔，使得初成孔堅(jiān)實(shí)、豎直、圓順，不僅能起到導(dǎo)向作用，并且能防止孔口坍塌。當(dāng)鉆進(jìn)深度超過(guò)鉆頭全高時(shí)需要加沖程，以便進(jìn)行正常的沖擊，遇到下面堅(jiān)硬巖層則采用中、大沖程，遇到松散地層則采用中、小沖程。當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，必須對(duì)孔深、孔形、孔徑和孔傾斜度進(jìn)行檢查，清孔采用換漿法。在清孔排渣時(shí)要注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍塌。清孔后對(duì)泥漿試樣，進(jìn)行性能指標(biāo)實(shí)驗(yàn)。沉渣厚度，要求端承樁≤5 cm。清孔完成并檢測(cè)合格后開(kāi)始安裝鋼筋籠，需采用吊車進(jìn)行安裝。水下混凝土灌注首先采用鋼導(dǎo)管，導(dǎo)管的內(nèi)徑為300 mm，導(dǎo)管使用前需按要求先進(jìn)行水密承壓試驗(yàn)，而且進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，同時(shí)不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能灌注混凝土?xí)r的最大內(nèi)壓力p的1.3倍。最后，混凝土灌注時(shí)，灌注的樁頂高程比設(shè)計(jì)高程高出1.0 m，混凝土灌注中現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員做好混凝土灌注記錄及泥漿試驗(yàn)記錄，混凝土的坍落度控制在18～22 cm，混凝土需有良好的和易性、流動(dòng)性、泵送性。樁基施工工藝流程如圖1所示。

2.2 鉆孔平臺(tái)樁基施工

2.2.1 鉆孔平臺(tái)的設(shè)計(jì)與施工

根據(jù)地質(zhì)情況及墩位設(shè)計(jì)尺寸，擬在鉆孔平臺(tái)上采用沖擊鉆進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸為8.7 mx12 m，平臺(tái)基礎(chǔ)需打設(shè)12根直徑為600 mm、長(zhǎng)度為12～18 m的鋼管柱，樁頂橫梁、主縱梁均采用3H45a型鋼，其上分配橫梁采用125a“工”字鋼，面板采用12 mm厚鋼板鋪設(shè)，鋼管柱之間采用2[20a槽鋼焊接剪刀撐。由于工期緊張，本工程須在汛期進(jìn)行施工。為保證汛期施工安全，每根立柱鋼管柱底部灌注3 m高425水下混凝土，增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性，但下游方向打設(shè)一排鋼管柱作為橫向斜撐，與下游一排立柱鋼管柱焊接牢固。增加平臺(tái)整體穩(wěn)定性，在平臺(tái)上鋪設(shè)安全爬梯，用于工作人員上下平臺(tái)。爬梯外側(cè)用防護(hù)網(wǎng)包圍防護(hù)，爬梯用鋼筋構(gòu)建與舊橋墩相連，加強(qiáng)爬梯穩(wěn)定性。

2.2.2 鉆孔平臺(tái)施工準(zhǔn)備

鉆孔平臺(tái)施工作業(yè)擬投入的施工設(shè)備主要有駁船配置QUY50履帶吊1臺(tái)，90型振動(dòng)錘1個(gè)，運(yùn)輸平板車1輛，運(yùn)輸船1艘，300 kW發(fā)電機(jī)等。振動(dòng)打樁機(jī)采用90型振動(dòng)錘，具有液壓夾裝置，能與鋼管柱自行做剛性連接，既可打樁，又能撥樁，操作簡(jiǎn)便，能克服樁的摩阻力，使樁下沉較快，可提高沉樁速度。

2.2.3 施工方法

首先用駁船搭載長(zhǎng)臂挖機(jī)將平臺(tái)范圍河底進(jìn)行清淤整平，然后在測(cè)量控制下，拋設(shè)錨定設(shè)備，其具體位置用浮筒做超標(biāo)識(shí)，進(jìn)行駁船就位，泊船就位后，管樁由拖車從棧橋運(yùn)輸?shù)蕉瘴唬寐膸У?、振?dòng)錘等機(jī)具在測(cè)量?jī)x器的指引下插打鋼管柱至設(shè)計(jì)標(biāo)高。在插打鋼管柱期間必須全程測(cè)量監(jiān)控，保證樁身垂直及控制樁位。鋼管柱搭設(shè)完畢后在履帶吊的配合下先進(jìn)行鋼管柱樁頂找平。然后安裝平臺(tái)鋼管樁間剪刀撐，安裝樁頂剪刀撐的同時(shí)，縱橫梁與平面系的拼裝組件已準(zhǔn)備就位，通過(guò)運(yùn)輸車和運(yùn)輸船運(yùn)輸至吊裝施工場(chǎng)地。最后由駁船搭載履帶吊吊裝就位，吊裝時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)施工人員控制吊裝的順序、平面位置、標(biāo)高等控制性指標(biāo)，待拼裝組件吊裝完畢后，安置平臺(tái)護(hù)欄。在打設(shè)鋼管樁的同時(shí)，臨時(shí)碼頭人員加工鋼套箱、縱橫梁和平面系的拼裝組件，并組織平臺(tái)整體組件材料的裝車運(yùn)輸工作，所有平臺(tái)整體由運(yùn)輸車和運(yùn)輸船員送至墩位處。卸車、安裝一次完成。

3 樁基的砼施工

樁基需采用導(dǎo)管法灌注砼，導(dǎo)管接頭則采用螺紋加密封圈連接。導(dǎo)管使用前，先自下而上逐節(jié)進(jìn)行編號(hào)，按要求嚴(yán)格進(jìn)行水密、水壓試驗(yàn)。灌注首批砼前，則需對(duì)實(shí)測(cè)孔底的沉渣厚度及各項(xiàng)泥漿等指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，大于設(shè)計(jì)及規(guī)范要求值時(shí)，需進(jìn)行二次清孔。

本工程擬在舊橋上占用半幅外側(cè)一個(gè)行車道和外側(cè)超車道，用于鉆孔平臺(tái)樁基混凝土澆筑施工，半幅剩余內(nèi)側(cè)一個(gè)行車道和另外半幅2車道開(kāi)放交通，保持3車道通行。擬采用泵車進(jìn)行樁基混凝土澆筑，通過(guò)導(dǎo)管入孔，為了確保成樁的質(zhì)量，澆筑高度要高出設(shè)計(jì)樁頂1.0 m。砼灌注過(guò)程中，需經(jīng)常測(cè)量孔內(nèi)砼面的上升高度并記錄，適當(dāng)?shù)鼐徛椒€(wěn)提升，快速逐節(jié)拆除導(dǎo)管，導(dǎo)管拆除時(shí)，必須嚴(yán)格控制其埋深為2～6 m。

4 鉆孔平臺(tái)樁基施工質(zhì)量控制點(diǎn)

當(dāng)履帶吊起在孔口拼接完成時(shí)需放入孔內(nèi)并將鋼筋籠面固定，才能確保其平面位置。在鋼筋籠下放時(shí)，必須保證鋼筋籠豎直下放，目的是防止其與孔壁過(guò)度的摩擦碰撞。將鋼筋籠上端臨時(shí)錨固于平臺(tái)上是為了防止鋼筋籠在砼澆過(guò)程中上浮。

在鋼筋籠外側(cè)按指定位置設(shè)置砼墊塊，以確保鋼筋籠保護(hù)層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

此外，需采用常規(guī)導(dǎo)管拔球法灌注砼，同時(shí)導(dǎo)管使用前跟使用一定時(shí)間后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行水密、水壓試驗(yàn)，符合要求方可使用。

漏斗容量不小于4 m3。，以滿足砼澆筑導(dǎo)管開(kāi)球時(shí)埋深1.0 m以上的要求。

澆筑過(guò)程中導(dǎo)管的埋置深度控制在2～6 m，砼灌注面高出設(shè)計(jì)樁頂1.0 m。

5 結(jié)語(yǔ)

橋梁施工是我國(guó)交通運(yùn)輸施工當(dāng)中最復(fù)雜、最有難度的一項(xiàng)工程。雖然鉆孔灌注樁的施工技術(shù)趨于成熟，但是仍應(yīng)該進(jìn)一步研究創(chuàng)新，以保證工程質(zhì)量，這不僅關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)的進(jìn)步，更關(guān)系到人民的生命安全和國(guó)家的形象。本工程在設(shè)計(jì)時(shí)有詳細(xì)明確的施工方案及人員管理制度，能確保本工程的施工質(zhì)量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張永璐.淺議橋梁深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014（5）：14.

[2]付勇，曹凌.淺談深水中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工[J].山西建筑，2008（17）：139-140.

[3]祝靖華.橋梁深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析[J].科技與企業(yè)，2014（15）：274.

[4]李忠.卵石土地區(qū)橋梁深水樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究[J].交通世界，2018（30）：86-87.

[5]陳星斌.橋梁工程深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究[J].建材與裝飾，2018（6）：261-262.

[6]劉爽.基于橋梁深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的探索[J].建設(shè)科技，2017（7）：102-103.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]