鉆孔灌注樁在軟土地基鐵路涵洞支護(hù)中的施工技術(shù)

文/綦嵐　中國石油化工股份有限公司天津分公司　天津　301600

鉆孔灌注樁在軟土地基鐵路涵洞支護(hù)中的施工技術(shù)

文/綦嵐中國石油化工股份有限公司天津分公司天津301600

由于灌注樁擠土效應(yīng)很小、鉆孔機(jī)占地小、成樁時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)、對周邊環(huán)境影響小，適合于地下管網(wǎng)較密集、對地振動(dòng)敏感的設(shè)備廠房附近及狹窄地塊施工。本文結(jié)合中石化天津分公司二煤廠鐵路涵洞支護(hù)工程項(xiàng)目，介紹鉆孔灌注樁質(zhì)量保證措施。

鉆孔灌注樁，工程支護(hù)，施工工藝，質(zhì)量控制

1、工程概況

中石化天津分公司第二煤廠鐵路涵洞支護(hù)工程項(xiàng)目，位于天津市濱海新區(qū)（大港）北圍堤路南側(cè)、十米河西路西側(cè)，天津分公司熱電部廠區(qū)內(nèi)，屬軟土地基，III類場地土；土層地質(zhì)特征分布見表1。涵洞凈寬6.0m，長11.3m。原涵洞部分的地基處理方案，不能滿足鐵路涵洞地基承載力特征值大于140KPa、沉降不能大于10cm以及在發(fā)生不均勻沉降時(shí)涵洞本身結(jié)構(gòu)不能破壞等要求。為了盡可能在不改變原涵洞設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上解決上述問題，采用樁基方案。并利用原基坑設(shè)計(jì)中的支護(hù)灌注樁，其原設(shè)計(jì)樁徑φ700 mm、間距@875 mm不變，部分樁長由基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)的13.3 m 加長至40 m，單樁設(shè)計(jì)極限承載力716KN。計(jì)40 m樁長的涵洞樁16顆，20m以下樁長的支護(hù)樁22顆，樁位布置見圖1樁位布置圖。樁頂設(shè)現(xiàn)澆鋼筋砼冠梁，采用C30鋼筋砼。涵洞頂采用預(yù)制鋼筋砼蓋板，蓋板選用N45A蓋板叁橋（2006）5202-B，板寬1.0 m?；又ёo(hù)樁、涵洞工程樁一起施工，項(xiàng)目工期35天（2013.6.4--2013.7.10），即鐵路斷交35天后恢復(fù)通車。

表1　場地土層分布

圖1　樁位布置圖

2、工程難點(diǎn)

場地土軟，有厚約10 m的淤泥層，為配合外側(cè)的三軸攪拌樁基坑止水，樁密布，凈距175mm。樁依次施工時(shí)易穿孔、縮頸。涵洞樁的樁長徑比大，約為57：1。為把傾斜度控制在≤1％，必須采取有效措施控制鉆孔垂直度。

3、施工要點(diǎn)

3.1成孔

采用一臺BRM-1型正循環(huán)潛水鉆機(jī)施工?，F(xiàn)場粘土造漿，泥漿比重1.1～1.3。開始鉆孔時(shí)，應(yīng)稍提鉆桿，在護(hù)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)造漿，開動(dòng)泥漿泵進(jìn)行循環(huán)，待泥漿均勻后以低檔慢速開始鉆進(jìn)。待泥漿性能達(dá)到一定要求后，方可按正常速度鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，必須保證鉆孔的垂直，應(yīng)密切注意地層變化。在粘性土中鉆進(jìn)，宜采用中等轉(zhuǎn)速，大泵量，稀泥漿。進(jìn)尺不得太快，太快鉆桿易折斷，泥塊不易粉碎。在沙土或硬土層中鉆進(jìn)，需注意控制進(jìn)尺、輕壓、低檔慢速、大泵量、稠泥漿鉆進(jìn)。泥漿泵應(yīng)有足夠的流量，以免影響鉆進(jìn)速度。如泥漿泵流量不足可用污水泵代替。為了避免泥漿泵損壞時(shí)停工，每臺鉆機(jī)應(yīng)配兩套泥漿泵輪換使用。起落鉆頭要避免撞擊孔壁。在接卸鉆桿時(shí)，必須嚴(yán)防鉆頭脫落。鉆進(jìn)時(shí)要防止擴(kuò)孔和卡鉆。每進(jìn)尺5—8m，應(yīng)檢查鉆孔直徑一次。

3.2鋼筋加工和連接

鋼筋籠制作：30 m長鋼筋骨架分兩段加工，鋼筋籠主筋孔口吊裝焊時(shí)，為減少吊裝作業(yè)時(shí)間，主筋采用單面焊縫，鋼筋接頭按《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18-2003）的要求，確保上下鋼筋同心。鋼筋籠外側(cè)每隔4m沿四周均勻焊接2根Φ20折形定位鋼筋。，并在鋼筋籠上做好吊點(diǎn)和孔口固定處的加強(qiáng)處理。鋼筋籠吊裝：單段鋼筋籠重2.5噸，利用25T汽車吊安裝入孔。為保證鋼筋籠吊裝安裝時(shí)不變形，鋼筋骨架在加工時(shí)設(shè)置強(qiáng)勁內(nèi)撐架。

3.3二次清孔

待安放鋼筋籠及導(dǎo)管就緒后，再利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔。清孔的方法是在導(dǎo)管頂部安裝一個(gè)彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再從孔底沿著導(dǎo)管外置換沉碴。清孔標(biāo)準(zhǔn)是孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求，孔底泥漿密度≤1.15～1.20，復(fù)測沉碴厚度在100mm以內(nèi)。

3.4水下灌注砼

水下混凝土灌注：計(jì)算首批封孔混凝土數(shù)量，使其有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土的深度不小于1.0m。開導(dǎo)管用隔水栓，隔水栓預(yù)先用8號鐵絲懸吊在混凝土漏斗下口，當(dāng)混凝土裝滿后，剪斷鐵線，混凝土即下沉至孔底，排開泥漿，埋住導(dǎo)管口。隨著澆注連續(xù)進(jìn)行，隨拔管，中途停歇時(shí)間不超過15min。在整個(gè)澆注過程中，導(dǎo)管在混凝土埋深以1.5～4m為宜?？紤]樁頂混凝土將被鑿除，灌注時(shí)水下混凝土的澆注面按高出樁頂設(shè)計(jì)高程的500mm控制，以保證樁頂混凝土的澆注質(zhì)量，避免造成樁頭砼強(qiáng)度不滿足要求的質(zhì)量問題。

3.5成樁順序

根據(jù)場地土較軟，樁凈距僅175mm，為防止出現(xiàn)樁穿孔、縮頸等情況，采用單機(jī)跳打法（隔二打一），一臺樁基，晝夜施工，歷時(shí)7天完工。

結(jié)語：

中石化天津分公司二煤廠鐵路涵洞支護(hù)工程的鉆孔灌注樁施工，通過分析施工工藝及場地條件，控制施工難點(diǎn)，避免了鉆孔灌注樁基施工中易出現(xiàn)的縮徑、傾斜、塌孔等問題。