特殊樁旋挖鉆孔灌注施工

劉祖軍

摘 要：鉆孔灌注樁是目前技術(shù)比較成熟的孔樁施工方法。旋挖鉆施工大直徑長(zhǎng)樁的過程，還是具有一定的難度。本文以運(yùn)煤專用線黃織鐵路工程薛家壩大橋的主橋基礎(chǔ)為例，詳細(xì)介紹了旋挖鉆施工大直徑長(zhǎng)樁從場(chǎng)地平整到水下混凝土灌注的整個(gè)工藝過程，對(duì)同類工程具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：大直徑;長(zhǎng)樁;鉆孔灌注

一、緒論

運(yùn)煤專用線黃織鐵路工程薛家壩大橋，主橋下部結(jié)構(gòu)采用直徑2.0m，成樁鋼筋混凝土有效長(zhǎng)58m，成孔總長(zhǎng)70m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，屬于大直徑深長(zhǎng)樁基礎(chǔ)施工，施工采用360R旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。

二、鉆孔施工

（一）施工場(chǎng)地平整

橋梁主墩距離既有工廠內(nèi)專用線路9.5m，屬于臨近既有線施工。為確保主墩樁基安全施工，提高施工機(jī)械作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性（施工時(shí)的機(jī)械主要有：360R旋挖鉆機(jī)高27m、重達(dá)125t;70t吊車臂展28m;混凝土攪拌車重60t），在鉆孔施工前，對(duì)施工場(chǎng)地內(nèi)的左右幅主墩基坑范圍采用換填處理，換填方案為底層采用片石加級(jí)配碎石，表層采用6%水泥穩(wěn)定碎石，換填總深度為2.5m。

（二）測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)提供的控制點(diǎn)為依據(jù)建立測(cè)量控制網(wǎng)，測(cè)量放樣前，按要求對(duì)設(shè)計(jì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，確定設(shè)計(jì)坐標(biāo)正確后方可使用。放樣采用全站儀坐標(biāo)法測(cè)量，測(cè)量前計(jì)算每個(gè)孔樁中心的坐標(biāo)，并采用計(jì)算及復(fù)核制度?，F(xiàn)場(chǎng)放樣后，也采用換手復(fù)核，確保樁位正確。樁位測(cè)放后，及時(shí)做好保護(hù)樁，機(jī)械及人員嚴(yán)禁破壞保護(hù)樁。

（三）鋼護(hù)筒方案

根據(jù)4#主墩承臺(tái)基坑支護(hù)排樁施工時(shí)地質(zhì)情況反映，原地面下至9m處為卵石層且含水量豐富，容易出現(xiàn)孔壁坍塌。在最先進(jìn)行的孔樁施工時(shí)，采取安放3m孔口鋼護(hù)筒的做法，孔內(nèi)采用泥漿護(hù)壁，但是，在施工過程中，孔內(nèi)時(shí)常出現(xiàn)孔壁坍塌痕跡。主墩樁基4#墩施工時(shí)，決定吸取經(jīng)驗(yàn)，確保鉆孔成功，采用直徑2.2m鉆頭開孔鉆至8.5m左右，然后埋設(shè)直徑2.2m，壁厚12mm，長(zhǎng)9m的鋼護(hù)筒，護(hù)筒頂端高出作業(yè)面50cm。鋼護(hù)筒埋設(shè)采用機(jī)械與人工配合的辦法進(jìn)行。

（四）泥漿

工程技術(shù)人員根據(jù)前期樁基施工情況，并與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行商討，決定主墩樁基作業(yè)時(shí)外購(gòu)沖擊鉆施工形成的泥漿，以保證旋挖樁施工孔壁的穩(wěn)定。外購(gòu)泥漿主要性能指標(biāo)理論值及實(shí)測(cè)值如下：

（1）泥漿比重：1.1～1.3，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)1.26;

（2）泥漿粘度（s）：16～22s，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)17s;

（3）泥漿含砂率：〈4.5%，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)6%。

（五）鉆孔

（1）鉆孔采用先掏芯、后擴(kuò)孔法施工，其施工工藝過程如下：

①采用直徑2.2m鉆頭鉆進(jìn)至8.5m左右埋設(shè)鋼護(hù)筒;

②采用直徑1.5m鉆頭鉆進(jìn)至45m左右;

③采用直徑2.0m鉆頭擴(kuò)孔至40m左右;

④采用直徑1.5m鉆頭鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高5cm以下;

⑤采用直徑2.0m鉆頭擴(kuò)孔至實(shí)際孔底。

（2）鉆孔參數(shù)。

①直徑1.5m鉆斗掏芯鉆孔參數(shù)：

0～20米范圍13m/h;20～40米范圍8m/h;

40～60米范圍6m/h;60～70米范圍2m/h。

②直徑2m鉆斗擴(kuò)孔鉆孔參數(shù)：

10～20米范圍10m/h;20～40米范圍8m/h;

40～60米范圍3m/h;60～70米范圍2m/h。

③通過鉆孔記錄表，從開孔至終孔時(shí)間為30h。

（六）鋼筋籠制作及安裝

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，樁基鋼筋籠主筋采用HRB400鋼筋，鋼筋直徑28mm，共52根。加強(qiáng)內(nèi)圓形箍筋采用直徑25mm的HRB400，間距2.0m/根，外箍筋采用直徑10mm的HPB300，間距為20cm。

（2）原設(shè)計(jì)主筋采用焊接施工，根據(jù)左幅橋5#墩施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及作業(yè)隊(duì)施工經(jīng)驗(yàn)，主筋采用焊接施工，孔內(nèi)接頭焊接時(shí)間達(dá)到11個(gè)小時(shí)左右，孔底沉渣厚度難以保證。經(jīng)過與設(shè)計(jì)院溝通，樁基孔內(nèi)連接采用焊接或套筒兩者都可以，為保證鋼筋籠安放時(shí)間控制在合適范圍，主墩施工時(shí)選用套筒連接方式進(jìn)行。

（3）以主墩設(shè)計(jì)鋼筋籠長(zhǎng)度為60.0m，鋼筋籠配筋參考值如下：

底籠1：9m+12m=21m;底籠2：1.2m+9m+12m=22.2m

中籠：9m+12m=21m;中籠：9m+12m=21m

頂籠1：9m+9m=18m;頂籠2：9m+7.8m=16.8m

（4）下放鋼筋籠采用70t汽車吊，主筋接長(zhǎng)采用套筒連接，長(zhǎng)60m重達(dá)17t的鋼筋籠下放接長(zhǎng)及定位基本控制在4個(gè)小時(shí)左右完成。

（七）導(dǎo)管安裝

（1）導(dǎo)管采用300mm內(nèi)徑，螺栓接口形式的無縫鋼管。

（2）導(dǎo)管安裝前相關(guān)密封性等試驗(yàn)。

（八）清孔

在導(dǎo)管安裝完成后，進(jìn)行二次清孔。主墩樁基二次清孔采用氣舉反循環(huán)法進(jìn)行，成功將孔底2.5m沉渣清孔至設(shè)計(jì)要求。

（九）混凝土澆筑

（1）做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，挖掘機(jī)清理好施工平臺(tái)，搭設(shè)好鋼板。

（2）做好混凝土連續(xù)供應(yīng)工作，澆筑混凝土運(yùn)輸車輛8臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)另備有1臺(tái)36m天泵備用。

（3）首盤封底采用3.5m3漏斗，澆筑首盤混凝土?xí)r，采用12m3灌車。砍球后灌車加大馬力傾泄混凝土，在3分鐘時(shí)間左右完成第一車12m3混凝土灌注。

（4）現(xiàn)場(chǎng)水下混凝土澆筑主要采用自卸，不考慮拆管時(shí)間，基本上3分鐘一車。導(dǎo)管拆除基本上每澆筑60m3拆除一次，每次拆管15米，時(shí)間為15分鐘?；炷翝仓倳r(shí)間為3小時(shí)30分鐘（含拆卸導(dǎo)管時(shí)間），比預(yù)計(jì)8個(gè)小時(shí)提前4個(gè)小時(shí)50分鐘。

三、結(jié)語(yǔ)

旋挖鉆進(jìn)行大直徑長(zhǎng)樁施工的關(guān)鍵之一在于護(hù)壁，施工過程中，可根據(jù)地質(zhì)條件合理選用泥漿護(hù)壁或鋼護(hù)筒跟進(jìn);另一個(gè)關(guān)鍵在于水下混凝土灌注，對(duì)于大方量的水下混凝土施工，施工組織是至關(guān)重要的，在施工之前，一定要做好各種預(yù)案，確保在出現(xiàn)意外情況時(shí)，處理起來也要有條不紊。本工程在進(jìn)行大直徑長(zhǎng)樁施工時(shí)，總結(jié)前期施工經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)地組織施工，所完成的孔樁在質(zhì)量檢測(cè)中，均達(dá)到一類樁。

參考文獻(xiàn)：

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