合蚌客運(yùn)專線九龍崗特大橋樁基施工簡(jiǎn)論
合蚌客運(yùn)專線九龍崗特大橋全長(zhǎng)14?279.42 m,其樁基采用Φ100 cm、Φ125 cm、Φ150 cm、Φ200 cm和Φ220 cm五種樁徑的鉆孔樁?,F(xiàn)就不同地質(zhì)條件下的鉆孔樁施工工藝和技術(shù)控制進(jìn)行闡述。
1 成孔方法
1.1 沖擊鉆機(jī)成孔
當(dāng)樁位地層中有硬巖、孤石和大粒徑的卵石層時(shí)采用沖擊鉆。開(kāi)孔時(shí)先在孔中灌入泥漿或直接注水,投入粘土,用沖擊錐以小沖程反復(fù)沖擊造漿。鉆進(jìn)過(guò)程中始終保持孔內(nèi)水位高出地下水位1.5 m-2.0 m。護(hù)筒底腳以下2 m-4 m范圍內(nèi)一般比較松散,采用濃泥漿、小沖程、高頻率反復(fù)沖砸,促使護(hù)筒底口形成“硬殼”。若遇到傾斜巖面,則回填粘土、小塊片石并用小沖程沖砸,一面擠石造壁,一面切削傾斜巖面,直至全斷面進(jìn)入巖石后正常鉆進(jìn)。
1.2 反循環(huán)鉆機(jī)成孔
反循環(huán)鉆孔灌注樁是采用反循環(huán)沖洗液護(hù)壁的鉆孔灌注樁,攜帶巖渣的沖洗液沿鉆桿中心孔向上返出,由于鉆桿過(guò)水面積小,使較小流量獲得較大上返流速,有效排除大粒徑巖渣,提高排渣效率和鉆進(jìn)效率。在穩(wěn)定地層鉆孔可使用清水為介質(zhì),但孔內(nèi)水位宜高于孔外水位2 m以上。若地層不穩(wěn)定,須在鉆孔前將護(hù)筒送到巖面或護(hù)筒跟進(jìn)鉆孔到巖面,用清水反循環(huán)鉆進(jìn)。
1.3 旋挖鉆機(jī)成孔
旋挖鉆機(jī)采用筒式鉆斗。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后,旋轉(zhuǎn)鉆斗并施加壓力,將土擠入鉆斗內(nèi),儀表自動(dòng)顯示筒滿時(shí),鉆斗底部關(guān)閉,提升鉆斗將土卸于堆放地點(diǎn)。施工中保證泥漿面始終不低于護(hù)筒底部,保證孔壁穩(wěn)定性。通過(guò)鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土和泥漿護(hù)孔壁,反復(fù)循環(huán)直至成孔。
2 巖溶發(fā)育地段成孔
本段部分樁基穿過(guò)溶洞,為保證鉆孔順利進(jìn)行,采用沖擊鉆成孔,護(hù)筒跟進(jìn)的施工方法。
2.1 鉆孔前的溶洞處理方法
開(kāi)鉆前,對(duì)填充物進(jìn)行土工試驗(yàn),分析其物理力學(xué)特性,檢測(cè)容重、含水量、孔隙率等,為注漿參數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況,對(duì)每根樁設(shè)計(jì)出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。施工前,在橋位外進(jìn)行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗(yàn),取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),完善施工方案,指導(dǎo)施工。
根據(jù)巖溶發(fā)育程度,擬定6種處理方案。
1)對(duì)已探明較小封閉型溶洞在鉆孔前可用注漿加固法處理。
2)對(duì)遇到未探明巖隙:發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿面較慢下降時(shí)采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土配置5%的CMC外加劑并加入鋸木灰拌成軟塑狀,分批投入孔內(nèi),再用1 m-1.5 m小沖程進(jìn)行沖鉆,使鋸木灰和粘土擠入巖石裂隙,隔斷泥漿漏失的通道。
3)對(duì)于遇到未探明的小溶洞:如突然發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿面較快下降,用小片石(直徑10 cm-20 cm)和粘土,按1:1的比例迅速回填,并用小沖程擠壓密實(shí)。同時(shí)迅速補(bǔ)水,直到泥漿面不再下降。
4)較大封閉型溶洞:先在孔口附近準(zhǔn)備好足夠的塊石、粘土、水泥。在洞頂打穿時(shí),一旦發(fā)現(xiàn)漏漿,要迅速填堵,防止塌孔。一般溶洞洞頂擊穿后,樁孔中泥漿會(huì)迅速下降,此時(shí)要用鏟車及時(shí)將準(zhǔn)備好的塊石、粘土、水泥拋入孔中直到泥漿停止下降,并慢慢上升,此時(shí)可用沖錘進(jìn)行適當(dāng)擠壓,反復(fù)拋塊石、粘土、水泥,直至把樁基兩側(cè)的溶洞都填滿或堵死為止,最后補(bǔ)充滿泥漿再重新成孔。
5)對(duì)于單級(jí)串通型溶洞:采取用12 mm厚鋼板加工成的雙護(hù)筒跟進(jìn)方法解決,大護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞頂巖石上,小護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞下0.5 m,大護(hù)筒比設(shè)計(jì)孔徑大0.4 m,小護(hù)筒比設(shè)計(jì)孔徑大0.2 m。大小護(hù)筒需用等直徑鉆頭沖孔。
6)對(duì)于多級(jí)串通型的溶洞:同單級(jí)串通型溶洞處理方案類似,只是采用多級(jí)護(hù)筒跟進(jìn)方法解決,最內(nèi)側(cè)小護(hù)筒跟進(jìn)到最下層溶洞底以下0.5 m。
2.2 護(hù)筒跟進(jìn)法施工要點(diǎn)
1)巖溶地區(qū)鉆孔樁基礎(chǔ)施工采用沖擊成孔工藝,以十字型鉆頭沖擊成孔,泥漿護(hù)壁,下沉與沖孔直徑相同的鋼護(hù)筒達(dá)基巖面,其作用是防止孔壁坍塌。當(dāng)進(jìn)尺接近溶洞頂部2 m左右時(shí),要求鉆機(jī)操作人員改用低沖程(1 m-1.5 m)沖擊,以防止擊穿溶洞頂板時(shí)卡鉆。
2)當(dāng)鉆穿巖溶頂板時(shí)暫停鉆孔,將小于上述鋼護(hù)筒直徑20 cm的鋼護(hù)筒沉入巖溶層,并隨鉆孔跟進(jìn)至穩(wěn)定性巖面。沖擊鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高,清孔、安放鋼筋籠、灌注水下砼,鋼護(hù)筒則留在巖溶地層中與水下砼結(jié)合成為一根“鋼護(hù)筒砼樁”。
3)跟進(jìn)的鋼護(hù)筒底要進(jìn)行加固處理:用舊鋼軌與鋼護(hù)筒底焊接牢固插打鋼護(hù)筒。
4)鋼護(hù)筒跟進(jìn)要安裝樁帽及樁錘,樁錘用B-3型復(fù)打氣錘。
5)錘擊鋼護(hù)筒下沉過(guò)程中,要嚴(yán)格控制鋼護(hù)筒的傾斜度和錘擊貫入度,中心偏差不得大于5 cm,斜度不得大于1%。
3 檢孔及清孔
樁深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,進(jìn)行樁徑、垂直度采用檢孔器檢查,檢孔器用鋼筋籠做成,其外徑等于設(shè)計(jì)孔徑,長(zhǎng)度等于孔徑的4-6倍。如發(fā)生彎孔、斜孔、縮孔等情況較嚴(yán)重時(shí),應(yīng)重新鉆孔。清孔的目的是降低孔內(nèi)泥漿比重,減少沉碴厚度。保證砼灌注質(zhì)量,沉碴厚度必須控制在規(guī)范或設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。清至泥漿比重為1.05左右,測(cè)量沉碴厚度,合格后開(kāi)始下鋼筋籠。
4 鋼筋籠制作安裝
按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范要求進(jìn)行鋼筋籠的制作,并在鋼筋籠四周對(duì)稱焊接保護(hù)層筋或按設(shè)計(jì)要求設(shè)置圓形砼墊塊,保證鋼筋籠的定位并有足夠的保護(hù)層,并在頂節(jié)鋼筋籠上焊接至少4根加長(zhǎng)鋼筋,以固定鋼筋籠。
為縮短下籠時(shí)間,盡可能增大鋼筋籠的長(zhǎng)度,較長(zhǎng)鋼筋籠分節(jié)制作,每節(jié)長(zhǎng)9 cm或12 m,鋼筋籠接頭采用直螺紋套筒連接。為了防止鋼筋籠放置偏心,以及保證砼保護(hù)層的厚度,每隔2 m綁扎圓形墊塊。
5 水下砼灌注
砼灌注采用下導(dǎo)管水下灌注,導(dǎo)管采用壁厚6 mm無(wú)縫鋼管,底部距孔底30 cm-50 cm,導(dǎo)管要有足夠的剛度和強(qiáng)度,導(dǎo)管使用前和使用一個(gè)時(shí)期后應(yīng)做壓水試驗(yàn),并試驗(yàn)隔水栓能否順利通過(guò)。水密試驗(yàn)時(shí)的水壓不小于孔底靜水壓力的1.5倍;壓水試驗(yàn)根據(jù)施工中可能出現(xiàn)的最大壓力確定。導(dǎo)管自下而上作標(biāo)尺和編號(hào),灌注前還要進(jìn)行升降試驗(yàn)。
為防止水下砼在灌注過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng),砼凝固而導(dǎo)致重大事故的發(fā)生,砼中根據(jù)試驗(yàn)加入相應(yīng)外加劑,改善砼的和易性及節(jié)約水泥。砼集中拌合,泵送澆筑。
首批砼灌注前精確計(jì)算首盤砼方量,制作足夠容積的封底用漏斗,確保封底順利,確認(rèn)封底成功后,進(jìn)行正常澆注。
澆注開(kāi)始時(shí),要連續(xù)有節(jié)奏地進(jìn)行,當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿時(shí),徐徐地澆注,防止在導(dǎo)管內(nèi)造成高壓氣囊,壓漏導(dǎo)管。導(dǎo)管底端要始終埋入砼面以下2 m-6 m,嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出砼面;砼澆筑過(guò)程中采取加固措施防止鋼筋籠上浮;在澆注將近結(jié)束時(shí),導(dǎo)管內(nèi)砼柱高度相對(duì)減少,導(dǎo)管內(nèi)砼壓力降低,而導(dǎo)管外井孔的泥漿稠度增加、比重增大。若出現(xiàn)砼頂升困難,可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿,減少泥漿比重,使?jié)沧⒐ぷ黜樌M(jìn)行。
6 樁基檢測(cè)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,對(duì)樁的完整性采用超聲波無(wú)破損法或動(dòng)測(cè)法進(jìn)行檢測(cè);并委托有資質(zhì)的單位,按要求進(jìn)行靜載抗壓試驗(yàn)或全長(zhǎng)鉆孔取樣
試驗(yàn)。
7 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)以上重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制,九龍崗特大橋樁基施工合格率達(dá)100%,優(yōu)良率98%,完全滿足了設(shè)計(jì)要求。
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