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      淺談懷溝大橋鉆孔灌注樁施工

      2013-10-21 10:58:30趙柏古拉
      卷宗 2013年12期
      關鍵詞:關鍵工序技術控制

      趙柏古拉

      摘 要:本文結合寧夏固原懷溝大橋鉆孔灌注樁施工實踐,就大型橋梁鉆孔灌注樁施工的關鍵工序和技術控制進行了簡要闡述。

      關鍵詞:橋梁基礎;鉆孔樁施工;關鍵工序;技術控制

      懷溝大橋位于固原市原州區(qū)附近的懷溝上,中心樁號K1+910,軸線與懷溝交角105度。橋梁起點樁號K1+825.5,終點樁號為K1+944.5,懷溝大橋為4-40米裝配式預應力混凝土T梁橋,橋墩柱式墩、空心薄壁墩,最大墩高47.9米,基礎為鉆孔灌注樁基礎。橋臺為肋式臺,鉆孔灌注樁基礎,橋梁全長169米,橋梁寬20米;橋墩采用圓柱墩和空心薄壁墩。

      本橋鉆孔灌注樁基礎樁徑有Φ1.5、Φ1.8兩種,均按拄樁設計。共有Φ1.5鉆孔灌注樁544m,Φ1.8鉆孔灌注樁2840m,擬采用旋挖鉆機成孔,導管法灌注水下混凝土。

      鉆孔灌注樁施工工藝流程為:平整場地→設立工作臺→樁位放樣→埋設護筒→鉆機就位→鉆進→成孔→清孔→提鉆→下放鋼筋籠→下導管→灌注水下砼→拔除護筒→鑿除樁頭→驗收

      1 施工準備

      平整墩臺位置施工場地,用全站儀測設樁位并放出十字護樁,以方便隨時檢查樁位。制作鋼護筒,加工鉆孔樁鋼筋籠,儲備粘土,用于灌注水下混凝土的導管檢查其密封性,準備泥漿池、沉淀池并做好泥漿排放措施,防止污染環(huán)境。

      (1)埋設護筒。護筒一律采用鋼護筒,內徑比樁徑大20~30cm,節(jié)長2.0~2.5m。護筒埋設深度2.0~3.0m,其頂端高出地面至少0.3m,高出地下水位1.5m以上。旱地護筒采用挖埋法,護筒周圍用粘土夯實。護筒節(jié)間焊接要嚴密,謹防漏水。

      (2)護筒埋設要求準確豎直,護筒頂面中心和護筒底面中心位置與設計偏差小于2cm,護筒豎向的傾斜度不得大于1%。

      (3)泥漿制備。用于護壁的粘土,其性能指標需符合規(guī)范要求。為保證泥漿的供應質量,施工時設置制漿池、貯漿池及沉淀池。泥漿傳送采用泥漿槽和泥漿泵。在鉆孔作業(yè)中隨時檢驗泥漿比重、粘稠度、含砂率、膠體率等,及時調整,確保護壁良好,鉆進順利,一般情況下泥漿指標保持在相對相對密度1.20~1.40,粘度保持在22-23 Pa.s,含砂率≤4,膠體率≥95,并及時填寫泥漿試驗記錄。泥漿循環(huán)使用,廢棄泥漿沉淀后妥善處理。

      (4)鉆機就位。采用旋挖鉆機。鉆機就位后,調平機座,量測檢查鉆頭中心與護筒中心是否在一條鉛垂線上,與孔位中心的偏差是否在規(guī)范允許范圍之內。檢查鉆桿的垂直度是否滿足要求及鉆桿、鉆頭等部位連接是否牢固、運轉是否良好。

      2 鉆孔作業(yè)

      開鉆前應縱橫調平鉆機,安裝導向套,將鉆機緩慢放下,使鉆頭對準孔位。當電源指針偏向無負荷狀態(tài)時即開始下鉆,在鉆孔過程中,應經常觀察電流表,如超過額定電流時應放慢下鉆速度。操作的過程中,需要改變鉆桿的回旋方向時,須等鉆桿完全停止轉動后再重新啟動。

      在開始鉆進或穿過軟硬土層交界處時,為保持鉆桿豎直,宜緩慢進尺。在含圓礫、角礫的土層或含水量較大的軟塑粘性土層中鉆進時,應盡量減少鉆桿晃動,以免擴大孔徑。

      鉆進過程中應隨時清除孔口積土和地面散落土。遇到孔內滲水、塌孔、縮頸等異常情況時,應將鉆具從孔內提出,研究妥善處理。

      在硬夾層中鉆進時可采取以下方法:對于直徑小于10cm的石塊,可采用普通螺旋鉆頭鉆進;對于直徑大于成孔直徑1/4的石塊,宜用鑲焊硬質合金的耙齒鉆頭慢速鉆進,石塊一部分可擠進孔壁,一部分沿螺旋鉆桿輸出鉆孔。

      幾種常見鉆孔事故的預防及處理:

      坍孔:坍孔多發(fā)生于松散砂層中,多數原因是泥漿粘度不夠,頭壓力不足,護壁情況不好造成,也有操作上的原因。處理方法:坍孔較少的可以改善泥漿的指標,加大泥漿比重,繼續(xù)鉆進,重者則孔內回填粘土,待恢復密實后重鉆。

      斜孔:在鉆孔時,由于鉆孔方向偏斜產生斜孔,嚴重者影響鋼筋籠的安裝和樁的質量。斜孔的原因主要是鉆機、安裝的不正、不穩(wěn)及鉆桿的彎曲、操作不良等,也有鉆進中如遇到較大巖石塊時而引起彎孔的現(xiàn)象。斜孔不嚴重時,可重新調整鉆機繼續(xù)鉆進;較嚴重時,可采用上、下反復孔的辦法加以處理,使鉆孔正直;嚴重時,要在孔內回填粘土,待恢復密實后重鉆。

      3 清孔及成孔檢查

      終孔后,會同監(jiān)理工程師檢孔,報驗審批。合格后迅速清孔,清孔采用掏渣法和換漿法,嚴禁用加深鉆孔的方法代替清孔。測量孔徑、孔深、孔位和沉淀厚度,確認滿足設計和施工要求后,方可灌注砼。清孔后從孔底提出泥漿試樣,進行性能指標試驗,泥漿應達標準:相對密度1.03—1.1;粘度17—20Pa.s;含砂率<2%;膠體率>98%。測量孔底沉淀厚度,要求小于5cm,清孔完畢后,由質檢人員對孔徑、傾斜度進行測量并認真填寫紀錄,檢測合格后報請監(jiān)理工程師進行檢測,報驗審批后,方可進行下道工序。

      4 鋼筋骨架制作、運輸和起吊就位

      4.1 制作

      鋼筋、機械、焊條等的品種、規(guī)格和技術性能應符合國家現(xiàn)行標準規(guī)定和設計要求。冷拉鋼筋的機械性能必須符合規(guī)范要求,鋼筋平直,表面不應有裂皮和油污。鋼筋骨架制作采用加勁筋成型法。鋼筋籠分段制作,孔口焊接,每段長8-10m。同時,根據保護層要求,焊接鋼筋“耳朵”,焊在骨架主筋外側,布置間距以沿孔徑豎向每隔2.0m左右設一道,每道沿周圍對稱設置4-6個。

      4.2 骨架的運輸

      骨架的運輸,采用在平車上加托架的方法運輸,保證鋼筋骨架運輸過程中不變形。

      4.3 骨架的起吊和就位

      鋼筋骨架起吊和就位利用吊車起吊,為了保證骨架起吊時不變形,采用兩點法,中點到三分之一點之間,綁扎兩根杉木桿,起吊時,先提第一吊點,使骨架稍提起,再與第二吊點同時起吊,提起至設計標高為止,骨架通過槽鋼或鋼管固定于臨時設于孔口的井字架上,即可松開吊點,骨架上下節(jié)連接要保證主筋軸線同心,同時測量鋼筋骨架的標高是否與設計相符,偏差不得大于±5cm,質檢人員應做詳細的標記,請監(jiān)理工程師進行檢測,檢測合格后可以進入下道工序鋼筋安裝的檢查項目.

      5 澆注水下砼

      灌注用砼采用商砼和攪拌站集中供應砼,罐車運輸砼至施工現(xiàn)場,要由質檢人員和試驗人員對進場商砼的坍落度、溫度逐車進行檢測,并由監(jiān)理工程師旁站控制坍落度,檢測結果符合規(guī)范及施工要求后,可以進行砼灌注。

      灌注水下砼采用導管法。導管用無縫鋼管制成,壁厚3mm,內徑為300mm,中間節(jié)長2m,底節(jié)長4m,導管采用絲扣連接,導管使用前要調直,并試拼組裝進行拉力和水密試驗,以保證導管在灌注水下砼的過程中不漏水、漏漿,并防止拉斷。水密壓力計算公式如下; P=rChC-rWHW

      P—導管可能受到的最大內壓力(KPa)

      rC—混凝土拌和物的重度(取24kN/m3)

      hC—導管內混凝土柱最大高度(m),以導管全長或預計的最大高度計;

      rW—井孔內水或泥漿的重度(kN/m3)

      HW—井孔內或泥漿的深度(m)。

      2)安裝導管時應注意如下事項

      ①導管的長度必須精確丈量,并做好記錄,以作為安裝和拆除導管的依據;

      ②導管吊入孔內以前,應用測繩對孔深進行測量,導管底應保持距孔底0.4m左右,避免導管下口被沉淀物堵塞,造成卡管事故;

      ③吊裝導管時,要保持導管的垂直狀態(tài),防止傾斜掛卡鋼筋骨架;

      ④導管下放受阻時,應查明原因并采取徐起徐落和正反旋轉來加以解除,不得用高起猛落的方法;

      ⑤導管下放時,要逐節(jié)檢查絲扣有否松動。

      6 鑿除樁頭

      砼灌完24小時后在不影響其它樁施工的情況下,開挖并鑿除樁頭。此時鑿除樁頭需保留10~20cm,在樁頭砼達到設計強度時再次截除,以保證樁頭段砼質量符合規(guī)范。

      7 結語

      通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制,懷溝大橋鉆孔灌樁施工合格率100%,完全滿足了設計要求。

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