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大橋旋轉法鉆孔灌注樁基礎施工

2004-12-03 未知 14650

大橋旋轉法鉆孔灌注樁基礎施工

摘要:鉆孔灌注樁基礎在公路橋梁工程中應用比較廣泛，它的施工工藝及技術發展也比較成熟。其優點：承載力大、穩定性好、沉降量小、沖刷的河床和不穩定的河道對它的影響小、受施工水位或地下水位高低的影響較小。
關鍵詞:灌注樁施工
０、概述
海南東線高速公路（擴建）工程陵水至三亞段Ｋ281＋954處藤橋東河大橋，長247m、寬8.5m，基礎為鉆孔灌注樁，其中７＃墩樁徑1.5m，樁長35.74m，樁基所處位置的地質情況如圖１所示。
旋轉法鉆孔灌注樁基礎的施工程序如下：
測量放線樁位——埋設護筒——鉆機準確就位——鉆孔——第一次清孔——質量檢查——吊放鋼筋籠——吊放導管——第二次清孔——灌注水下砼
１、施工前準備工作
１.１測量放線
開工前,我們首先對大橋的中線、水準點進行檢查復核和補充，并按照滿足精度要求放出7#墩的四處位置，圍堰筑島高出正常水位0.6m，(因施工日期為4月份，而海南6-10月份為臺風降水集中期，故不予考慮)再定出樁位，距有樁2.0m范圍內均需滿填以滿足有足夠寬度的填土保護護筒不受水的浸滲。
１.２埋設護筒
樁位測量放樣后，進行護筒的埋設。以樁心為中心挖土，埋設直徑為1.8m、高為2.5m鋼護筒，鋼護筒中心要與樁中心在同一垂線上，就位、整平。護筒四周用粘土回填，夯實，以防翻砂和漏漿，排漿洞口對準泥漿沉泥池方向。
１.３安裝鉆架和鉆機
用枕木設置工作平臺，保證其足夠的穩定性和平整度，使操作時不發生位移和搖晃。檢測其縱、橫向誤差在5cm以內，鉆桿垂直度偏差為0.02％，滿足規范要求。
１.４造泥漿
泥漿的作用主要是護壁和浮渣。泥漿比重小，易出現塌孔，護壁效果差；泥漿比重大，影響進尺和漏漿再利用速度。本工程７＃墩樁基地質是圓礫粗砂、中砂、礫砂，強風化花崗巖和閃長巖，在砂層鉆孔所采用泥漿比重為1.22，強風化巖石層更換金剛石鉆頭，泥漿比重為1.35，為防止因泥漿比重大而“糊鉆”，摻外加劑ＦＣＬ（分散劑）0.1％，改善泥漿性能，增加鉆進速度。
２、鉆孔
鉆孔時主要應控制好二個基本參數：鉆壓和轉速
２.１鉆壓
鉆頭是在鉆壓和回轉扭矩作用下切削和破碎巖土而獲得進尺。為此鉆進時需有一定的鉆壓，鉆壓太小，鉆進速度慢；鉆壓太大，鉆具磨耗嚴重。因此應根據樁位地質情況，鉆桿直徑、樁徑、鉆頭形式、鉆頭刀具數目、鉆具強度等因素綜合考慮，合理確定鉆壓。
２.２轉速
鉆桿轉速要考慮滿足碎巖土的扭矩需要，又要考慮鉆具的磨耗及孔壁穩定等情況。鉆具強度一定時，鉆頭直徑越大，轉速應越慢。
開鉆時，先使鉆頭降至距孔口5cm左右啟動泥漿泵，待泥漿循環幾分鐘后，再啟動鉆機慢度回轉，同時慢慢降下鉆頭，孔口位置先慢轉，孔口穩定后逐漸增加轉速正常鉆進。鉆后，轉速的控制對成孔及后期水下砼澆筑有其重要的影響，進尺速度過快，孔壁難以形成一定厚度的泥漿護壁層，易形成塌孔等事故的發生；進尺速度過慢，可能形成擴孔，影響整個分項工程施工速度，亦不可取。因而在７＃墩樁基鉆孔中，針對地質具體情況，鉆孔時，細砂層、粗砂層、礫砂層、巖石層進尺速度遞減，以確保樁成孔質量，為工程后期順利施工提供條件。成孔長度以鉆桿總長度為準(鉆頭部分除外)，勿以軟繩測之。
鉆至設計標高后，便開始清孔，此時將鉆頭提離孔底30cm左右空轉，然后根據泥漿比重情況，泵入相對密度和含砂率較小的泥漿或清水，直到孔內的泥漿比重達到1.05～1.2之間，含砂率小于４％。
3、鋼筋籠制作及吊裝
我們根據吊裝設備能力分節制作鋼筋籠。分節制作時，鋼筋接頭應錯開布置。鋼筋籠骨架上端應設置四根吊環上穿鋼管，定位于鉆機平臺上，以保證有足夠長度的鋼筋嵌入系梁中，滿足設計要求。
鋼筋籠骨架側邊設置“π筋”控制保護層厚度的部件。
4、灌注水下砼
目前我們基本上是采用直升導管法灌注水下砼，即將導管居中插入到離孔底0.3～0.4m。導管上口接漏斗，在接口設隔水栓，隔絕砼與導管內水的接觸，在漏斗中存備足夠數量的砼后，放開隔水栓，存備的砼連同隔水栓向孔底落，將導管內的水全部壓出，并使管下口埋在孔內砼中不小于1m，為了檢驗此數，我們根據現場進行漏斗的體積驗證試驗。
漏斗體積圖如下：
Ｖ１＝1.3×1.3×1.5＝2.54m３
Ｖ２＝h／6×（Ｆ１＋Ｆ２＋4Ｆ０）　
　　＝0.6／6×（1.95＋0.09＋4×0.8×0.9）＝0.5m３
漏斗體積：ＶＫ＝Ｖ１＋Ｖ２＝3.04m３
規范中要求：Ｖ≥π×Ｄ２×ＨＣ／4＋π×Ｄ２×h1／4
＝1.5２π×1.4／4＋0.25２π×36.6／4×1.1/2.4
＝3.30m3
因：Ｖ＞ＶＫ，故需加體積大于0.4m３的儲料斗，而爬梯運料斗可容納２盤料（250L）。體積大于0.4m３，這樣首批砼的數量可以保證，海南氣溫較高，澆筑此樁大概需要3.5－4.5h，摻入適量的緩凝劑，保持砼的和易性及澆筑的連續性。隨著砼不斷通過漏斗、導管灌入鉆孔，孔內初期灌注的砼及其上面的泥漿水被頂托上升，相應地不斷提升導管，直至孔頂灌注完畢。
水下混凝土澆筑過程中，要定時檢查導管的埋置深度，澆筑時砼面的理論升高值與實際上升值進行對比，嚴防因”護孔”而形成導管撥出砼面至樁身砼出現”斷樁”或”夾渣”事故的發生，并將測量結果進行詳細記錄，以便為動測樁基量對其砼質量判斷提供必要的依據。
水下砼澆筑必須連續進行，砼要有較好的性能，施工過程中要掌握每次向導管投料后都應“翻漿”，否則，應及時上下活動導管(50cm內)，防止堵塞，同時檢查砼的各項性能指標，調整砼的技術參數，改善砼的和易性，順利澆筑到樁頂
灌注樁質量控制，主要于水下砼灌注的質量的好壞，砼除了具有一定的強度外，還要有較好的和易性、流動性和保水性，同時需有較長的初凝時間。由于砼是在水下灌注，影響砼質量的因素很多，主要是受水和泥沙的影響，再有施工中不允許振搗，砼的密實度和均勻性都比較差，強度遠遠低于陸地上澆筑的砼。為了保證其質量，首先應設計出性能優良的砼配合比,我們選用砼的水灰比為0.55，砂率48%，坍落度在18-20cm之間。其次施工時要經常取樣檢查砼的性能，及時調整配合比，并加強施工管理，保證施工順利。
５、注意事項和事故處理
５.１　鉆孔前
　　（１）、注意測量的準確性，保證護筒埋置位置準確。
　　（２）、護筒埋置時，其土質應密實不漏水和不漏漿。
　　（３）、鉆具安裝時應檢查其垂直度和穩定性，施工過程中也應經常檢查。
５.２　鉆孔時
　　（１）、經常檢查保證護筒內的水頭高度和泥漿稠度。鉆進過程中，應隨時檢查和記錄土質情況，與設計土質對照，及時控制和調整鉆進速度和泥漿稠度。
　　（２）、鉆孔要連續作業，中途不能停鉆。相鄰樁開鉆需等鄰孔砼達到一定強度后才開始。終孔后要對成孔進行全面檢查。
　　（３）、出現坍孔，應仔細分析查明原因和坍孔位置，然后采用小礫石夾粘土回填至坍孔位置，待回填土穩定后，采取加強泥漿稠度、加高水頭和深埋護筒等措施，重新鉆進。
（４）、鉆孔偏斜、彎曲，應吊住鉆錐在偏斜、彎曲處，反復掃孔，或回填至偏斜、彎曲處，重新鉆進。
（５）、鉆孔漏漿，此時可適當減小水頭高度，加稠泥漿，慢速轉進，用沖周法鉆孔時，可加入碎卵石進行沖周，加密孔壁。
５.３　成孔后
成孔后，應抓緊進行清孔，吊裝鋼筋籠和安放導管，快速灌注水下砼。比時應注意如下幾點：
　　（１）、吊裝鋼筋籠時，應避免沖撞孔壁，影響孔壁穩定。
　　（２）、鋼筋籠吊裝后，要再次檢測孔內的泥漿比重、含沙率和孔底沉淀層厚度是否符合要求，否則應再次清孔。
　　（３）、導管吊裝前，管內壁應擦潤滑油，管接口密實不漏水。漏口的容積應滿足首次埋深。
　　（４）砼拌和物，應按照設計配合比，砼的和易性、坍落度應符合要求。
　　（５）、灌注砼時，應隨時測量灌注標高和導管埋深，埋深不得小于1.5米。太深應及時拆管，否則導管很難撥出，就會造成斷樁。灌注時，應經常提升、插進導管，防止砼塞管。
　　
　　
參考文獻
１、交通部《公路橋涵施工技術規范》（JTJ041-89）人民交通出版社　1989年
２、交通部第一公路局《公路橋涵施工手冊》人民交通出版社　1985年

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