劉伶利

摘 要：文章結(jié)合樂(lè)昌至廣州高速公路樁基施工，對(duì)樁基施工技術(shù)進(jìn)行了闡述，提出樁基施工質(zhì)量控制優(yōu)化及問(wèn)題處理措施。

關(guān)鍵詞：高速公路；樁基施工；質(zhì)量控制；措施

1 工程概況

樂(lè)昌至廣州高速公路是京港澳高速公路粵境段復(fù)線，走向大致與京港澳高速公路平行。本項(xiàng)目的建設(shè)，將進(jìn)一步加強(qiáng)粵北地區(qū)與珠三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，不僅是完善廣東省南北高速公路網(wǎng)的需要，同時(shí)對(duì)緩解京港澳高速公路粵北段的交通壓力，加快武廣高鐵和京廣鐵路人貨集散有重大意義，并能大幅度提升南北大通道的抵抗自然災(zāi)害的能力。本工程T23合同段位于英德市連江口鎮(zhèn)，起點(diǎn)樁號(hào)K185+100，終點(diǎn)樁號(hào)K199+830，路線全長(zhǎng)14.73km。本項(xiàng)目主線采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度120km/h、路基寬度34.5m。本工程橋梁樁基共有4種樁徑，分別為：φ1.2m、φ1.5m、φ1.8m、φ2.0m，采用鉆孔灌注樁及人工挖孔樁，陡坡上沖樁機(jī)很難就位，影響進(jìn)度；小塘大橋、下步村大橋、鯉魚沙大橋、連江大橋、高洲浦大橋、樹壩大橋等跨飛來(lái)峽庫(kù)區(qū)，按水中樁基施工，需采用圍堰、鋼便橋等施工措施搭設(shè)平臺(tái)后方能施工，成本投入大。

2 樁基施工

2.1 施工方法

2.1.1 水中樁基施工

利用鉆孔平臺(tái)沉放鋼護(hù)筒，且固定鋼護(hù)筒。利用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，鉆進(jìn)過(guò)程泥漿護(hù)壁。汽車吊或50t履帶吊吊放鋼筋籠，導(dǎo)管法水下灌注混凝土成樁。

2.1.2 灘地樁基施工

場(chǎng)地平整，埋設(shè)孔口護(hù)筒，選用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，鉆進(jìn)過(guò)程泥漿護(hù)壁。汽車吊吊放鋼筋籠，導(dǎo)管法水下灌注混凝土成樁。

2.2 施工工藝

本工程主橋樁基分為水中樁和陸地樁，施工工藝略有不同。

水中墩鉆孔灌注樁施工中首先搭設(shè)水上作業(yè)平臺(tái)，利用振動(dòng)錘振設(shè)鋼護(hù)筒，選用沖擊鉆機(jī)泥漿護(hù)壁正循環(huán)鉆進(jìn)成孔；鋼筋籠在陸地加工場(chǎng)分段制作完成后運(yùn)至水上作業(yè)平臺(tái)，利用履帶吊或汽車吊安放鋼筋籠，孔口對(duì)接接長(zhǎng)，用定位鋼筋控制標(biāo)高；灌注前利用導(dǎo)管氣舉反循環(huán)二次清孔；導(dǎo)管法水下混凝土澆灌成樁。陸地樁施工時(shí)首先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，然后根據(jù)測(cè)放的樁位點(diǎn)埋設(shè)孔口護(hù)筒，選用沖擊鉆機(jī)泥漿護(hù)壁正循環(huán)鉆進(jìn)成孔，鋼筋籠在加工場(chǎng)分段制作完成后運(yùn)至施工墩臺(tái)，利用汽車吊安放鋼筋籠，孔口對(duì)接接長(zhǎng)，用定位鋼筋控制標(biāo)高；灌注前利用導(dǎo)管氣舉反循環(huán)法二次清孔；導(dǎo)管法水下混凝土澆灌成樁的施工工藝。

2.3 施工平臺(tái)要求

平臺(tái)尺寸應(yīng)能滿足鉆孔設(shè)備的布置、操作、移動(dòng)和混凝土澆筑的要求。平臺(tái)頂標(biāo)高確定應(yīng)考慮施工期水位、潮位、波浪和鉆孔工藝等因素。本工程平臺(tái)頂標(biāo)高確定為+22.30m。平臺(tái)應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，應(yīng)能承受施工設(shè)備、材料和人員的荷載，并能承受水流力、波浪力、風(fēng)力和施工船舶系靠力等荷載。要能承受80t履帶吊行走和8m3混凝土罐車行駛到各孔口。平臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮裝拆方便和成樁后下一步工序的施工，且具有安全生產(chǎn)設(shè)施，并設(shè)立航行警示標(biāo)志。

2.4 鋼護(hù)筒施工

護(hù)筒的作用：控制樁位中心、導(dǎo)正鉆具；防止孔口失穩(wěn)孔壁坍塌、防止漏漿；隔離鉆孔內(nèi)外的水力聯(lián)系；固定鋼筋籠等。鋼護(hù)筒施工步驟如下：

（1）水上鋼護(hù)筒施工步驟：導(dǎo)向架安裝定位→首節(jié)護(hù)筒入導(dǎo)向架→測(cè)量校核→首節(jié)護(hù)筒振動(dòng)下沉→測(cè)量校核→第二節(jié)接長(zhǎng)、焊縫檢驗(yàn)→第二次振動(dòng)下沉→移走導(dǎo)向架→繼續(xù)振動(dòng)下沉到位→防護(hù)措施。

（2）陸地鋼護(hù)筒施工步驟：平整場(chǎng)地→測(cè)放樁位→挖比護(hù)筒直徑大0.5m、深約1.7m的引孔→吊起鋼護(hù)筒插入孔內(nèi)→校正鋼護(hù)筒平面位置→固定鋼護(hù)筒→護(hù)筒周圍回填黏性土振搗密實(shí)。

2.5 沖擊鉆進(jìn)成孔

正常沖擊鉆進(jìn)時(shí)，開孔前先往護(hù)筒內(nèi)灌入泥漿（或填入黏土），開始低錘（小沖程）密擊，沖程控制在0.4～0.6m，當(dāng)?shù)貙虞^為松散時(shí)，可往孔內(nèi)加入黏土使孔壁擠密。當(dāng)沖擊鉆頭底距鋼護(hù)筒底0.5～1.0m時(shí)，必須向孔內(nèi)投入1.5m3片石和黏土混合體（比例為1∶1），然后小沖程沖孔，控制成孔進(jìn)尺，當(dāng)沖至護(hù)筒底口附近時(shí)，再向孔內(nèi)投入1.5m3片石和黏土混合體（比例為1∶1），然后小沖程反復(fù)沖孔造壁，防止因護(hù)筒底口孔壁不穩(wěn)固發(fā)生滲漏和坍塌故障。當(dāng)鉆出鋼護(hù)筒底（入巖初期），須放慢成孔進(jìn)尺速度，待巖面平整后再正常成孔。直至沖至護(hù)筒底口以下3～5m后，可加大沖程并轉(zhuǎn)入正常速度鉆進(jìn)。沖孔時(shí)可邊沖擊邊用正循環(huán)排渣，也可采用間歇式排渣方式，每沖擊1～2m必須循環(huán)排渣，以提高鉆進(jìn)效率。

2.6 混凝土灌注

2.6.1 下放導(dǎo)管

（1）施工過(guò)程利用專用灌注架下放導(dǎo)管及二次清孔。導(dǎo)管可使用φ300mm的無(wú)縫鋼管加工制作，壁厚要大于4mm，導(dǎo)管接頭采用粗螺紋連接，使用前導(dǎo)管需進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不宜小于1.0MPa。

（2）根據(jù)孔深配備所需導(dǎo)管，導(dǎo)管底節(jié)長(zhǎng)度為4～6m，下放導(dǎo)管時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量每節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度及安裝順序，并認(rèn)真做好記錄。導(dǎo)管連接時(shí)，接頭部位應(yīng)清洗干凈，密封圈應(yīng)清潔無(wú)損傷，并涂抹黃油。導(dǎo)管應(yīng)擰緊上牢，防止灌注過(guò)程出現(xiàn)事故。

（3）導(dǎo)管在吊放入孔時(shí)，應(yīng)保持位置居中，防止導(dǎo)管撞壞鋼筋籠。并在每根導(dǎo)管連接前檢查防水膠墊是否完好，有無(wú)老化現(xiàn)象，保證連接部位的密封性。導(dǎo)管下至底口距孔底30～50cm時(shí)即可停止，并在孔口用夾板固定，進(jìn)行二次清孔。

2.6.2 二次清孔

導(dǎo)管下放完畢，重新測(cè)量孔深及孔底沉渣厚度，如孔底沉渣厚度超過(guò)要求，則應(yīng)進(jìn)行二次清孔，直至孔底沉渣厚度達(dá)到要求。

（1）氣舉反循環(huán)二次清孔

氣舉反循環(huán)二次清孔是在鋼筋籠和灌注導(dǎo)管安放完畢后，利用灌注導(dǎo)管通過(guò)氣舉反循環(huán)進(jìn)行清孔，其原理為：壓縮空氣通過(guò)供氣管路送至導(dǎo)管內(nèi)，在導(dǎo)管內(nèi)形成密度小于泥漿的氣液混合體，并在導(dǎo)管內(nèi)外密度差和不斷壓氣的聯(lián)合作用下，空氣、泥漿和巖屑三相混合流沿導(dǎo)管內(nèi)孔上升，噴向地面沉淀池，空氣飄散、鉆渣沉淀、泥漿流回孔內(nèi)，形成氣舉反循環(huán)。

利用氣舉法清孔時(shí)，首先將直徑50mm的風(fēng)管下入導(dǎo)管內(nèi)，風(fēng)管的長(zhǎng)度不宜小于30m，風(fēng)管上部通過(guò)專用接頭與空壓機(jī)的氣管相接，并將專用接頭與導(dǎo)管連接。二次清孔時(shí)，先將導(dǎo)管提起一定高度（根據(jù)孔底沉淀厚度確定），然后開啟空壓機(jī)供氣，氣舉反循環(huán)正常后，邊循環(huán)邊緩慢下放導(dǎo)管，直至導(dǎo)管下放至孔底，反循環(huán)排出的泥漿中含砂量滿足要求，孔底沉渣清除干凈時(shí)為止。

（2）正循環(huán)二次清孔

對(duì)于大直徑的鉆孔樁，可利用兩臺(tái)3PNL泥漿泵正循環(huán)二次清孔。

2.6.3 水下混凝土灌注

混凝土灌注采用導(dǎo)管法，使用聚苯乙烯泡沫板隔水，利用吊車提升導(dǎo)管灌注混凝土。灌注過(guò)程應(yīng)按以下程序進(jìn)行操作。

（1）安裝集料斗：二次清孔完畢后，在導(dǎo)管頂端安裝初灌料斗，以便混凝土罐車卸料。

（2）放置泡沫隔水塞：利用聚苯乙烯泡沫板制作隔水塞，隔水塞直徑比導(dǎo)管內(nèi)徑小約5cm，將隔水塞放置在導(dǎo)管內(nèi)，使其漂浮在泥漿面上，并用鋼板封住初灌斗底口。

（3）混凝土初灌：初灌時(shí)，首先利用10m3的混凝土罐車直接往初灌斗內(nèi)進(jìn)行卸料，當(dāng)混凝土灌滿初灌斗后，換用另一輛裝滿10m3的混凝土罐車使其卸料斗對(duì)準(zhǔn)初灌斗。拔掉隔水板，使首批混凝土一起壓住隔水球迅速落下，然后從罐車往初灌斗內(nèi)快速卸料，直至罐車中的混凝土全部灌入孔內(nèi)。此時(shí)孔口迅速返出大量或泥漿，表明隔水球和混凝土順利到達(dá)孔底并上升，首批混凝土灌完即轉(zhuǎn)入連續(xù)灌注。

（4）混凝土面上升高度測(cè)量：混凝土面測(cè)量以測(cè)錘多點(diǎn)測(cè)量為準(zhǔn)，同時(shí)用混凝土灌注量計(jì)算值進(jìn)行復(fù)核，如二者誤差較大時(shí)應(yīng)找出誤差原因，排除影響混凝土灌注的因素，再繼續(xù)進(jìn)行灌注。用測(cè)錘測(cè)量時(shí)應(yīng)在鉆孔內(nèi)四周多點(diǎn)測(cè)量，并取測(cè)點(diǎn)中的低點(diǎn)作為拆除導(dǎo)管的依據(jù)，如有意外情況時(shí)應(yīng)增加測(cè)點(diǎn)數(shù)。由于測(cè)量時(shí)主要由測(cè)量人員手感確定，所以在拆除導(dǎo)管前由質(zhì)檢員進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后才能拆除導(dǎo)管，測(cè)量時(shí)間間隔不大于20min，每次測(cè)量都要進(jìn)行記錄。

（5）導(dǎo)管的拆除：根據(jù)施工規(guī)范要求及施工經(jīng)驗(yàn)，拆除導(dǎo)管由埋管深度和混凝土埋管時(shí)間來(lái)決定，混凝土的埋管深度宜控制在2～4m之間。導(dǎo)管拆除時(shí)應(yīng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行記錄，與下導(dǎo)管時(shí)的原記錄進(jìn)行復(fù)核，確保導(dǎo)管拆除無(wú)誤，導(dǎo)管拆除后要及時(shí)清洗，以備下次再用。

（6）混凝土灌注標(biāo)高的確定：混凝土的實(shí)際灌注標(biāo)高要高于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.8～1.0m，以保證樁頂部位混凝土強(qiáng)度。在灌注將近結(jié)束時(shí)，應(yīng)核對(duì)混凝土的灌入數(shù)量，以確定所測(cè)混凝土的灌注標(biāo)高是否正確。

（7）在混凝土的灌注過(guò)程中，隨時(shí)對(duì)混凝土的和易性、坍落度進(jìn)行檢測(cè)，確保混凝土的質(zhì)量。灌注過(guò)程中由記錄員做好灌注記錄，同時(shí)應(yīng)組織好人力、物力，確保連續(xù)灌注，不得中間停頓。水下灌注應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)完成，本工程混凝土灌注時(shí)間不應(yīng)超過(guò)8h。

3 施工重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

（1）多處覆蓋層主要為礫礫和卵石層，鋼護(hù)筒振沉難度大，底口易于變形應(yīng)對(duì)措施：制定合理的鋼護(hù)筒振沉方案，鋼護(hù)筒加工時(shí)底口和頂口應(yīng)包箍進(jìn)行加強(qiáng)，嚴(yán)格控制鋼護(hù)筒在礫砂和卵石層的貫入度，必要時(shí)引孔后進(jìn)行二次振沉。

（2）多處覆蓋層較薄，鉆孔灌注樁施工時(shí)護(hù)筒底口易串通漏漿應(yīng)對(duì)措施：鉆孔灌注樁施工時(shí)嚴(yán)格控制孔內(nèi)泥漿面高度，避免泥漿面過(guò)高導(dǎo)致護(hù)筒底口外地層壓翻而漏漿。

（3）鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)為嵌巖樁，要求孔底沉渣厚度小，清孔難度大應(yīng)對(duì)措施：嚴(yán)格控制泥漿性能參數(shù)、氣舉反循環(huán)二次清孔、直螺紋連接鋼筋籠、首批混凝土控制及沉渣檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，橋梁樁基施工質(zhì)量控制至關(guān)重要，在解決施工中存在的問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)選取施工工藝和相關(guān)技術(shù)，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，從而提高施工質(zhì)量。

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