摘要:伴隨經濟社會的飛速發(fā)展,我國公路(鐵路)建設事業(yè)不斷發(fā)展和進步,隨著公路里程的延伸,各種形式種類的橋梁爭相出現(xiàn),重型化、大型化的公路運輸車輛,交通量隨之增加,給公路和橋梁帶來了巨大的壓力,尤以橋梁基礎為關鍵。文章以工程實例對橋梁鉆孔灌注樁基礎的施工要點進行了探討。
關鍵詞:公路橋梁;鉆孔灌注樁;鋼筋籠制作;鋼筋籠吊裝;水下混凝土;施工要點 文獻標識碼:A
中圖分類號:U445 文章編號:1009-2374(2016)33-0088-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.044
1 本合同段樁基工程簡況
張家口至石家莊公路三期三號地(冀蒙界)至張北段高速公路全長57.813km,路線按雙向四車道高速公路標準建設,設計時速100km/h,路基寬26m,橋涵設計汽車荷載采用公路一級,設計洪水頻率大、中、小橋和涵洞均采用1/100。其中L6標段位于河北省張北縣北部和沽源縣西部,里程樁號:K33+000~K43+000。
本標段共含有3×13m空心板中橋兩座:4×20m預制組合箱梁中橋一座:4×20m預制組合箱梁分離式立交橋一座:18+2*24+18m預應力砼連續(xù)現(xiàn)澆箱梁互通式立交橋一座。其樁基工程:共設計鉆孔灌注樁基礎
140根。
2 鉆孔灌注樁施工準備
2.1 施工場地、設備及平臺等準備工作
用推土機或裝載機將場地清理、平整、夯實;采用QZ-200型反循環(huán)鉆機鉆孔/三翼空心單尖鉆錐。在工地需要打井,以保證水源的就近取水,同時前期的施工電源主要依靠發(fā)電機,并且發(fā)電機安裝在施工平臺上,還需要保證混凝土的供應。除此之外,樁基施工采用泥漿池,這樣有利于避免污染,還要做好護壁泥漿的相關工作。
2.2 按照設計圖進行放線、定樁
進行引測需要根據(jù)設計圖紙上的測量控制網和水準點,并且安放鉆機前,要保證樁位線的準確。測量放線需要依據(jù)樁位坐標,同時和全站儀共同判斷出樁的具體位置。
3 鉆孔灌注樁施工技術要點
3.1 護筒制作及埋設
需要對鋼護筒進行焊接作業(yè),同時為整體焊接,然后對護筒進行埋設工作,該工作需要挖設一個坑,坑的直徑要比護筒多20~40cm,并且其中心軸線要對準樁位中心,從而確保導向的準確、孔口土壤的穩(wěn)定、實現(xiàn)孔內外表層水的有效隔離及保護孔口、孔壁不塌。設定護筒的內徑為200cm(比樁徑大30cm),護筒頂標高超過施工面,大概超過20~30cm。
3.2 制備泥漿
該工程使用的黏土(或膨潤土)及水滿足的條件為:塑性指數(shù)大于25、粒徑小于0.005mm的粘顆粒含量大于50,然后用攪拌機將其調制成泥漿,泥漿調制好后放置在鋼制泥漿池內以滿足后期的需要。
3.3 鉆機安裝就位及鉆孔方法
3.3.1 下鉆前,要判斷好鉆頭的準確位置,位置的確定需要以中心定位樁拉線為依據(jù),并且經過多次的重復,才能找到恰當?shù)你@頭位置。鉆機就位后要保證頂端和底座的平穩(wěn),并且用經緯儀對鉆臂的垂直度進行仔細全面的測量,準確無誤后方可用纜繩將其頂端固定好。鉆機剛開始工作需要緩慢鉆進,等到鉆頭或是導向部位完全進入地層后,使初成孔壁堅實、豎直、圓順,起到導向作用,方可加速鉆進。要小心鉆進過程中沉陷或是位移的產生,如果出現(xiàn)要馬上采取相應的措施。
3.3.2 如果鉆機是反循環(huán)的,那么開始作業(yè)前需要開啟轉盤和泥漿泵,直到有足夠數(shù)量的泥漿泵進入鉆孔后才能開始鉆進作業(yè),在黏性土中宜中等速度、大泵量、稀泥漿鉆進;在通過砂層時,應輕壓、低檔慢速、大泵量、稠泥漿中鉆進。
3.3.3 采用泥漿固孔措施,泥漿比重在1.25~1.40之間,孔內泥漿高出水位1.5~2.0m,以防塌孔。反循環(huán)鉆機鉆進時,應連續(xù)的補充泥漿,防止鉆機只排渣,水頭降低而造成塌孔。
3.4 清孔和二次清孔
鉆孔至設計標高后應清孔,在澆筑水下混凝土前如果沉渣超過施工技術規(guī)范要求時應進行二次清孔。
清孔:當采用循環(huán)鉆機鉆孔時,采用換漿清孔法和抽漿清孔法,將鉆頭提起10~20cm,并不斷旋轉,置換泥漿和將其渣物排掉;進行清孔排渣作業(yè)時,為避免塌孔,需要保留孔內水頭。
二次清孔:除采用開口泥漿盒檢查沉淀厚度外,在澆筑水下混凝土前,將孔底沉積過厚的沉渣攪動,使小量沉降的泥漿漂浮后,立即澆筑水下混凝土。
3.5 鉆機作業(yè)
鉆機工作的完成需要不同班組共同努力,同時班組人員要對鉆孔施工情況進行記錄,在交班的時候需要對下一班人員對鉆機作業(yè)的相關情況進行說明。鉆進施工人員還要了解地層狀況,對位于地層變化處的渣樣進行研究,并記錄其研究結果,其后以地質剖面圖為依據(jù),進行對比。
3.6 應對鉆孔故障的方法
3.6.1 在鉆孔過程中如果出現(xiàn)坍孔、彎孔、縮孔、偏斜、擴孔、埋鉆、糊鉆等故障的話,需要先確定故障位置,然后對其發(fā)生原因進行判定,最后確定處理方法。
3.6.2 處理鉆孔偏斜的方法。鉆孔會出現(xiàn)不同的偏斜情況,那么其處理方法必然不同。其中如若鉆孔不深且偏斜接近于1%的,其處理步驟為校正鉆機—反復對鉆錘掃孔,使孔垂直;如果偏斜度大于1%,則需要重新鉆。另外,如果巖層是傾斜的也會導致鉆孔偏斜,這時需要緩慢進行鉆進作業(yè),低壓下進行鉆進,并且通過傾斜巖后方可進行正常鉆進作業(yè)。
3.6.3 擴孔縮孔的處理方法。如果是因為鉆錐、鉆桿的擺動太大造成的擴孔縮孔的話,則需要調整鉆壓,從而有利于避免鉆桿彎曲,進而形成擴孔;對于鉆頭磨損嚴重造成的縮孔,則需要對其實施補焊作業(yè)。
3.7 鋼筋籠的制作和吊放安裝
3.7.1 可以分段制作橋梁長樁鋼筋籠骨架,依據(jù)吊裝條件確定分段長度(大約為11m),同時保證其形狀不變,并且接頭不能在一起;鋼筋籠的安裝需要使用吊車,還要一段一段地進行下沉作業(yè)。具體步驟為:第一段進孔后,需要在孔口安置鋼管,然后吊起下一段鋼筋籠,并且將其底端對準上一段鋼筋籠,對正之后進行焊接作業(yè),然后拆掉鋼管,將鋼筋籠用吊車放入到位。
3.7.2 鋼筋籠每隔2~2.5m就架設Φ16~Φ18的鋼筋箍,將其加固。同時將環(huán)形砂漿墊塊安置在骨架的箍筋上,直徑滿足保護層的厚度需要。
3.7.3 用吊車將鋼筋籠安裝好,在鋼筋籠箍筋和主筋連接處設置起吊點,并且吊點要呈對稱性,而且要一次完成吊起作業(yè)。只有技術人員在場,才能進行鋼筋籠下放作業(yè),并且對護筒頂標高進行現(xiàn)場測量工作,從而控制鋼筋籠上浮和樁頂標高等問題,鋼筋籠與設計高程符合后固定好孔口,最后進行混凝土澆筑作業(yè)。
3.8 技術準備工作
3.8.1 準備好所需要的材料,如內徑為250~350mm的圓錐形漏斗和鋼制導管,導管中間每節(jié)為2m,底部每節(jié)長為4~6m,與漏斗相連的輔助管節(jié)為0.5m和1m各一節(jié)。導管螺紋連接,使用前進行水密承壓和接頭抗拉性能試驗(試驗水壓為孔內水壓的1.3倍),試拼完成后需要對導管的尺度進行標注,連接后的管道軸線的偏斜度與其長度的差值不能超過0.1%(前者大于后者),漏斗的上口直徑為80cm、高為90cm,并且上口連接于儲料口,下口連接導管?;炷凉嘧⒆鳂I(yè)的后期,需要注意的是漏斗底部和樁頂或孔口水面的差距至少為4m(前者高于后者)。
3.8.2 儲料斗:漏斗和儲料斗的容積與第一批混凝土數(shù)量的關系為,前者大于等于后者,第一批混凝土體積計算方法:
第一批混凝土體積:
V≥πD2(H1+H2)/4+πd2h1
式中:
D——樁孔直徑(m)
H1——樁孔底與導管底端間距(m)
H2——導管初次埋置深度(m)
d——導管內徑(m)
h1——樁孔內混凝土達到埋置深度H2時,導管內混凝土柱平衡導管外壓力所需的高度(m),即h1=Hw*γw/γc
3.8.3 在漏斗底部設置可靠的隔水栓或板式閘門。
3.8.4 水下混凝土的配制:水下混凝土C20:砂率:40%~50%;水灰比:0.5~0.6;混凝土坍落度:18~22cm。
3.9 水下混凝土的灌注
3.9.1 實施水下混凝土灌注作業(yè)需要滿足:鉆孔驗收合格、孔底的沉淀厚度二次檢查后仍合格、鋼筋籠下沉到要求的位置和相應的其他準備都合格。
3.9.2 第一批混凝土灌注后,混凝土內導管的埋入深度應大于等于1m。
3.9.3 在灌注作業(yè)中需要每經過15分鐘,就進行一次孔內緩凝土面位置的探測工作,如若導管的埋入深度不合適,能夠及時糾正。總的來說,導管的埋入深度2~6m,并且值得注意的是導管不能放置于混凝土面。
3.9.4 只要水下混凝土灌注開始了,就需要一直持續(xù)直到完成,同時做好相應的施工記錄。后期的混凝土要緩慢灌入,千萬不能著急和量過大,避免管內形成高壓氣囊,最終出現(xiàn)漏水。
3.9.5 如果孔內混凝土面與鋼筋孔底端持平,那么需要將導管的埋入深度加大,同時放慢灌注速度,從而混凝土的上升沖力得到下降。如若混凝土進入骨架的深度超過2m,那么導管的埋置深度能夠適當降低,但不能低于2m。
3.9.6 灌注工作完成后,緩凝土的頂面高度應超出設計高度0.5~1m,還要將灌注量和樁長進行對比。
4 鉆孔灌注樁的檢驗
要按照規(guī)范和設計要求檢查樁身混凝土,看其質量是否達標。經檢測L6標段所有橋梁樁基礎全部為一類樁,工程質量符合設計和規(guī)范要求。
5 結語
隨著我國交通運輸事業(yè)的日益壯大,對地基基礎工程的要求更為嚴格,加上公路橋梁施工中的地質條件和施工技術現(xiàn)工程質量密切相關,特別是其中的地基施工更是決定著工程質量,橋梁鉆孔灌注樁施工要嚴格按施工方案、質量標準、操作規(guī)程和流程施工,必須保證鉆孔灌注樁施工技術質量,為整體工程的穩(wěn)定和牢固提供質量保證。
參考文獻
[1] 陳嬌.關于橋梁鉆孔灌注樁施工技術的分析[J].科技 致富向導,2012,(7).
[2] 史佩棟.樁基工程手冊[M].北京:人民交通出版 社,2008.
作者簡介:趙立峰(1975-),男,河北鹿泉人,供職于河北省地礦局第三地質大隊,研究方向:水文地質、工程地質和環(huán)境地質,公路工程,地質災害治理。
(責任編輯:王 波)