海域公路橋梁項目長大鉆孔樁的施工技術(shù)

張樹梁

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

相比于傳統(tǒng)方式，長大鉆孔樁施工技術(shù)無論在工程質(zhì)量還是操作性方面均有明顯優(yōu)勢。該技術(shù)可降低工程成本，延長公路海域橋梁的使用壽命，創(chuàng)造更為穩(wěn)定的行車環(huán)境。但長大鉆孔樁施工對技術(shù)水平提出了較高的要求，因此有必要圍繞材料、設(shè)備、人員以及工藝方法等層面對其展開技術(shù)性探討，以創(chuàng)造出更具耐久性、效率性的海域橋梁施工工藝。

1 工程概況

杭甬復(fù)線寧波一期威海高架橋位于浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)，項目起點(diǎn)樁號K37+920，終點(diǎn)樁號K40+520，正線總長2.6 km。海域橋梁海域鉆孔樁607 根，平均樁長101 m，樁徑1.8～2.2 m，總長度5.85 萬延長米。作業(yè)區(qū)域受漲潮落潮的影響，有水、無水交替變化，不具備船駁作業(yè)條件，施工過程中均在海上進(jìn)行搭設(shè)平臺作業(yè)，受海潮、臺風(fēng)等不利因素的影響，易產(chǎn)生鋼護(hù)筒變形、下沉、鉆孔泥漿滲漏、縮孔、塌孔、垂直度超標(biāo)等情況。對鉆孔樁施工過程中的有效控制、各工序時間節(jié)點(diǎn)銜接及成樁質(zhì)量保證，難度較大。整體來說，工程施工量較大，對技術(shù)水平提出了較高的要求。

2 地基情況

樁基部分需穿過深入淺層軟土及深層軟土層等結(jié)構(gòu)層，該土層具有“天然含水量高、壓縮性高、靈敏度高、強(qiáng)度低、透水性低”等特點(diǎn)。另外，海域水具有腐蝕性，為避免樁基鋼筋長期侵水被腐蝕，采用20 m 永久鋼護(hù)筒作為防護(hù)。由于施工中要搭設(shè)鉆孔平臺，綜合考慮鉆機(jī)的性能水平、自重，作業(yè)空間，最終選定自重較輕的反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)。使用該方式后，鉆孔平臺可設(shè)置泥漿鉆渣分離裝置，提升鉆渣回收效率及泥漿利用率，施工過程具有良好的連貫性，并發(fā)揮出良好的環(huán)水保效果[1]。

3 長大鉆孔樁施工技術(shù)

作為整個長大鉆孔樁施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，前期準(zhǔn)備工作至關(guān)重要。在進(jìn)行長大鉆孔樁施工前，應(yīng)安排專人深入現(xiàn)場勘察，綜合考慮工程需求，設(shè)計出科學(xué)的施工方案，所有施工環(huán)節(jié)及工藝方法均需滿足工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。長大鉆孔樁施工存在諸多不確定因素，因此需要制定出緊急應(yīng)對方案，發(fā)生突發(fā)性事故可以在第一時間將其解決，避免事故的持續(xù)發(fā)酵。施工人員的培訓(xùn)工作也至關(guān)重要，在施工前必須對所有工程人員進(jìn)行安全培訓(xùn)及技術(shù)交底，以提升其操作水平，增強(qiáng)安全責(zé)任意識。施工材料挑選過程中需要嚴(yán)格遵循工程施工標(biāo)準(zhǔn)，對進(jìn)場材料進(jìn)行檢驗，確保無誤后方可投入使用。

3.1 泥漿拌制和循環(huán)

受海域施工平臺空間影響，在進(jìn)行長大鉆孔樁施工時，施工空間相對狹小，不利于泥漿拌制工作的開展。對此，泥漿隨著鉆孔的深度進(jìn)行拌制。諸如泥漿拌合存儲容器、泥漿管道、大功率循環(huán)泵等均是拌制中的重點(diǎn)內(nèi)容，同時也是泥漿循環(huán)系統(tǒng)的不可缺部分。

3.2 鉆孔施工

為提升鉆機(jī)位置的精確性，需事先利用全站儀設(shè)備進(jìn)行樁位中線放樣工作，完成鉆機(jī)拼裝后利用履帶吊將其就位于指定區(qū)域，并能對鉆機(jī)的中心位置進(jìn)行調(diào)整，確保鉆機(jī)滿足水平與垂直度要求，對應(yīng)的水平偏差控制在1 cm 以內(nèi)，垂直度偏差≤1/200。此外，利用焊接的方式將鉆機(jī)與預(yù)埋鋼筋進(jìn)行固定處理，避免鉆進(jìn)施工時出現(xiàn)位移現(xiàn)象。

（1）綜合考慮本工程的施工要求，選定型號為KTY300 的液壓動力頭鉆機(jī)進(jìn)行施工，待鋼護(hù)筒打入黏土層1 m 以上，方可進(jìn)行鉆進(jìn)施工?？偨Y(jié)當(dāng)前的相關(guān)工程可知，可使用的鉆頭類型有兩種：①單環(huán)四翼刮刀鉆頭，對黏土及軟土地層尤為適用；②滾刀鉆頭，適用于泥質(zhì)砂巖結(jié)構(gòu)。鉆進(jìn)作業(yè)時，如果遇到膨潤土等特殊地質(zhì)，允許適當(dāng)加大泥漿比重。本工程所使用的泥漿密度以1 m 為宜，粘稠度15～20 s，確保膠體率≥95%。任何一臺鉆機(jī)設(shè)備均需要配套一臺ZX-250 泥漿分離器，對泥漿做進(jìn)一步處理，以提升泥漿的均衡性。此外，當(dāng)展開氣舉反循環(huán)工序的施工時，應(yīng)額外設(shè)置2 個空氣混合室，并將其置于鉆具上，特殊情況下可以適當(dāng)提升鉆進(jìn)壓力，確保鉆孔施工的順利進(jìn)行[2]。

（2）清孔和成孔檢測。結(jié)束長大鉆孔樁施工后，需要對其進(jìn)行清孔處理并對成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測。在本工程中，基于泥漿循環(huán)系統(tǒng)的作用可以將孔內(nèi)物質(zhì)置換出來，確?？椎啄酀{液完全被抽出；而后對孔洞上、中、下3 個部位的泥漿進(jìn)行質(zhì)量檢測?；谔嵘龣z測精確性的目的，采用了DM-84 超聲波探測儀，具體圍繞孔深、孔徑以及傾斜度三大方面展開，將所得結(jié)果與工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，分析其是否達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。

（3）二次清孔。長大鉆孔樁施工對泥漿量提出了較高的要求，同時泥漿比是極為關(guān)鍵的一項內(nèi)容。終孔施工前需將其比例控制在1.15～1.2，以縮短二次清孔換漿作業(yè)時間。二次清孔作業(yè)時，需挑選高性能泥漿材料，避免泥漿沉淀現(xiàn)象，在導(dǎo)管定位器的作用下將吊管固定在一定高度，使其與孔底保持一定距離，而后逐步進(jìn)行送漿清孔作業(yè)，最后以勻速緩慢的方式下放導(dǎo)管。

3.3 鋼筋籠施工

本工程所需的鋼筋籠長度100 m，重19 t，綜合考慮清孔作業(yè)需求，最終將鋼筋籠分為4 個階段，單個節(jié)段重量控制在5 t左右。基于長線法完成鋼筋籠的制作，在施工過程中還要設(shè)置一個鋼筋籠對接臺座。在操作過程中，應(yīng)對搭接頭進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)記，確保后續(xù)施工可以直觀地找到各個搭接頭。此外，槽鋼圓環(huán)法也可以完成鋼筋籠施工作業(yè)，此時需要在鋼筋籠周邊2～3 m 的區(qū)域設(shè)置一道坎，以避免吊裝位移現(xiàn)象。

吊裝作業(yè)時，2 臺設(shè)備應(yīng)同時運(yùn)行，在加強(qiáng)箍圈中設(shè)置若干個槽鋼圓環(huán)，彼此之間的間距控制在2～3 m 范圍內(nèi)，在吊帶吊臺的作用下將鋼筋籠吊起，隨后移動至指定樁位，經(jīng)對位等環(huán)節(jié)后進(jìn)行安裝。施工平臺鋼筋籠吊裝現(xiàn)場見圖1。

3.4 澆筑水下混凝土

進(jìn)行樁基水下混凝土澆筑施工時，采用海工C35 水下混凝土；頻繁對坍落度進(jìn)行檢測，確保其和易性能指標(biāo)滿足水下灌注要要，同時緩凝時間≤600 min。導(dǎo)管安裝作業(yè)前，應(yīng)做好密封工作，調(diào)整導(dǎo)管與孔底的距離，使其達(dá)到30 cm 及以上水平，而后在導(dǎo)管上部安裝漏斗，計算好封底混凝土用量。此后便可展開混凝土水下澆筑施工，整個過程必須確?；炷吝B續(xù)供應(yīng)導(dǎo)管埋深≥2 m，確保樁基具有足夠的完整性。在對樁身混凝土澆筑的同時，應(yīng)注意做好泥漿的調(diào)配及外運(yùn)工作，避免泥漿泄漏污染海域。

4 結(jié)束語

圖1 施工平臺鋼筋籠吊裝

綜上所述，在當(dāng)前的公路海域橋梁工程中，長大鉆孔樁施工技術(shù)的重要性正逐步彰顯，它可以顯著提升公路海域橋梁的整體性能。與傳統(tǒng)方式相比，該技術(shù)具有一定的特殊性，因此在施工前需要做好現(xiàn)場勘察工作。綜合考慮工程需求，做好選材工作，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢查，對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，以保證長大鉆孔樁施工的順利進(jìn)行。