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      高速公路橋梁工程中的沖擊鉆成孔灌注樁施工

      2023-12-07 18:39:21辛星
      工程機(jī)械與維修 2023年6期
      關(guān)鍵詞:橋梁工程施工技術(shù)

      辛星

      摘要:結(jié)合具體工程實(shí)例,介紹沖擊鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備工作,對沖擊鉆成孔施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析,詳細(xì)探討鋼筋籠吊裝及混凝土灌注技術(shù)措施,并提出了鉆孔常見問題及處理措施,以提高沖擊鉆成孔灌注樁施工效率,確保橋梁工程整體施工質(zhì)量。

      關(guān)鍵詞:橋梁工程;沖擊鉆成孔;施工技術(shù)

      0? ?引言

      近年來,鉆孔灌注樁施工工藝因其施工簡單、承載能力高、造價低廉等特性,而被廣泛應(yīng)用于公路橋梁工程中。鉆孔灌注樁作業(yè)期間,因受多種因素干擾容易發(fā)生質(zhì)量隱患,所有為了提高沖擊鉆成孔灌注樁施工效率,確保橋梁工程整體施工質(zhì)量,必須加大對鉆孔灌注樁施工工藝的研究力度。

      1? ?工程概況

      廣佛肇高速公路廣州石井至肇慶大旺段佛山段S3標(biāo)段,項目里程樁號為K27+534~K35+112.5,總長7.579km,其中包括:特大橋4座,總長度為6758.5m;中型橋1座,橋長820m;互通立交橋2個、匝道橋6個,總長度為1054.9m;另有7個涵洞。其中新沙路互通總長820m,樁號為K28+562.5~K29+382.5。本工程橋梁樁基選擇沖擊鉆成孔法進(jìn)行樁基礎(chǔ)作業(yè)。

      2? ?鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

      2.1? 鉆孔前的準(zhǔn)備工作

      2.1.1? 場地整理

      在施工之前,應(yīng)根據(jù)不同狀況收拾施工場地。鉆孔樁在水中的基礎(chǔ)均要搭建作業(yè)平臺,鑒于樁基位于干旱地,先將雜物清理干凈再夯實(shí)緊密便可。

      2.1.2? 制作泥漿池

      儲漿池和沉淀池采用鋼板制作鐵皮箱,整體吊裝組合安裝,以便重復(fù)利用,減少人工及材料費(fèi)。沖擊鉆泥漿池規(guī)格為9.5m×4m×2m。

      2.2? 護(hù)筒埋設(shè)

      為防止鉆孔時出現(xiàn)沉降和歪斜,保證鉆機(jī)底座水平與緊實(shí),需提前對施工現(xiàn)場做好整平工作。通過監(jiān)理當(dāng)場檢查合格后,將四根護(hù)樁采用十字線放出來,并以此為標(biāo)準(zhǔn)埋設(shè)護(hù)筒。

      制造護(hù)筒使用10mm厚的鋼板,并將加強(qiáng)筋與吊耳焊接在頂端,其內(nèi)徑必須比樁徑大20cm以上,長度不小于400cm。選用機(jī)械挖掘進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè),搗實(shí)護(hù)筒底端和土層連接的黏土,用黏土將護(hù)筒外側(cè)塞滿并搗實(shí),防止地面水沿此處滲進(jìn)。

      按地質(zhì)情況決定埋深,黏土應(yīng)大于1m,砂土應(yīng)在1.5m以上,在有沖刷的河床處應(yīng)在護(hù)筒底部埋1~1.5m的沖刷線。護(hù)筒頂部應(yīng)比施工水位高1.0~1.5m,超過地面不得小于30cm。

      安裝好鉆機(jī),將鉆頭置于孔中心位置,并確保護(hù)筒垂直,監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后再進(jìn)行鉆孔。鉆機(jī)鉆心和鋼護(hù)筒中央部位誤差不能超過5cm,護(hù)筒斜度誤差不能超過1%。

      2.3? 鉆機(jī)施工

      2.3.1? 鉆機(jī)就位

      搭建完鉆臺后,把鉆機(jī)轉(zhuǎn)移到樁位處,鉆機(jī)底座用鋼枕,以保證底座穩(wěn)定。使用倒鏈滑車將機(jī)座交錯對稱拽緊,以確保在鉆孔及作業(yè)時無移動、下沉現(xiàn)象。鉆架、鉆桿應(yīng)垂直,鉆頭、鉆桿及鉆徑中央處于同一垂直線上,最大誤差不能超過50mm,以確??孜粶?zhǔn)確、鉆孔平直。

      調(diào)整鉆機(jī)底盤使其保持水平且平穩(wěn),啟動試鉆。仔細(xì)將鉆頭與設(shè)計中心對齊,蓋好密封板,試轉(zhuǎn)幾圈,對鉆桿垂直度進(jìn)行監(jiān)測,確保鉆機(jī)頂端的起重滑輪、轉(zhuǎn)盤及樁孔中央處于一條直線。暫時移動鉆架時,要做好標(biāo)記,保證鉆機(jī)回到正確地點(diǎn),需要時要再次對正。

      根據(jù)平臺受力與支撐狀況,合理安排鉆機(jī)放置地點(diǎn),統(tǒng)一計劃開鉆次序,以防相互影響。十字鉆頭常用于碎石土、巖石土,管式鉆具常用于在軟土、砂質(zhì)土。鉆機(jī)布置如圖1所示。

      2.3.2? ?鉆進(jìn)

      樁基打孔選擇沖擊鉆,打孔時將護(hù)筒底口部分打開,把約1:1的小片石與黏土結(jié)合物灌入護(hù)筒中,使用小沖程撞擊。施工期間要留意維持重錘引導(dǎo)效用,確保成孔保持垂直。定期抽樣檢測鉆孔泥漿,若其不合格應(yīng)立即調(diào)節(jié)。為避免發(fā)生塌孔,使用重錘導(dǎo)向沖擊法讓礫石層變成堅固的孔壁,直至達(dá)到設(shè)計高程為止。

      成孔用沖擊法時,開孔宜選擇小沖程,以保證初始成孔牢固、平直、光滑,起到引導(dǎo)和避免孔口塌陷的作用。鉆進(jìn)深度大于全部鉆頭高與沖程之和后,才可實(shí)施常規(guī)沖擊。中、大沖程適用于堅固的浮、卵、巖石層,中、小沖程適用于疏松地層。預(yù)備替換鉆頭,輪流運(yùn)用,鉆頭直徑大于1.5cm磨損時,要立即替換和修復(fù)。

      2.4? ?成孔、清孔

      清孔應(yīng)在成孔檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行。通常用換漿、吸漿、挖渣、空壓機(jī)噴射等清孔方式。該橋清孔采用換漿方式??字心酀{指標(biāo)和沉降厚均為清孔指標(biāo),實(shí)際施工中,確保泥漿密度在1.1以下,沉降厚摩擦樁不得超過30cm,即達(dá)到清孔要求。安裝鋼筋籠到設(shè)計設(shè)計高度后,若泥漿指標(biāo)與沉降厚高于規(guī)定,要重新清孔,直到符合規(guī)定。鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表1。

      2.5? ?鋼筋籠加工及安裝

      2.5.1? ?鋼筋籠制作

      進(jìn)工地的鋼筋應(yīng)附出廠合格證及質(zhì)量保證書,分別按尺寸、型號、批量將其分別放置,并根據(jù)規(guī)范進(jìn)行抽樣檢測。請監(jiān)理方和施工方一起當(dāng)場目擊采樣,以書面形式將檢測結(jié)果告知技術(shù)負(fù)責(zé)人,監(jiān)理部門批準(zhǔn)達(dá)標(biāo)后才能生產(chǎn)。工地放置鋼筋位置需要掛牌,以備檢驗(yàn)。

      鋼筋籠采用在鋼筋加工廠集中加工。在加工鋼筋籠前,根據(jù)不同樁型將每根實(shí)樣翻出,先將加勁箍和螺旋箍筋根據(jù)實(shí)樣制造,使用鋼筋籠滾焊機(jī)加工,采用螺紋套筒連接主筋。根據(jù)要求檢驗(yàn)批號,采樣送檢達(dá)標(biāo)后才能應(yīng)用。

      依照設(shè)計規(guī)定和真實(shí)樁長,在孔上進(jìn)行配筋。主筋搭接下料期間,要確保搭接點(diǎn)的數(shù)目小于主筋的50%。制造加筋箍時,要保證樁主筋防護(hù)層在50mm以上。鋼筋籠真實(shí)長大于30m時,要分段加工鋼筋籠。加工時重疊的鋼筋接頭要彼此交錯,交錯長及數(shù)目要必須符合規(guī)定。加筋和主筋的焊接要符合相關(guān)規(guī)定。

      2.5.2? ?鋼筋籠吊裝施工方法

      完成鋼筋籠施工后,選用起重機(jī)整體起吊,以保證起吊鋼筋籠的安全性。采用三點(diǎn)起吊法,第一和第二吊點(diǎn)設(shè)在骨架上部,使用起重機(jī)大鉤起吊。第三吊點(diǎn)設(shè)在骨架下部1/3處,使用起重機(jī)小鉤。整個鋼筋籠同時起吊,在空中豎起調(diào)整。

      鋼筋籠直徑大于1200mm、長度大于6m時,對起吊點(diǎn)處予以加固。適當(dāng)增加吊點(diǎn)處箍筋,控制焊接質(zhì)量,以保證鋼筋籠在起吊時不致變形或脫落。設(shè)置一個加勁筋于鋼筋籠上端與主筋焊接牢固,用作吊樁支撐點(diǎn)。

      鋼筋籠為一節(jié)時,布置樁身鋼筋籠時應(yīng)選擇一次整體起吊法。分節(jié)制造鋼筋籠時,先把下一節(jié)鋼筋籠吊起放在超過孔口約1.0m處,再起吊上一節(jié)鋼筋籠。對齊主筋后連接,纏上螺旋箍筋,提起全部鋼筋籠,將其緩慢放到孔中就緒[1]。

      2.6? ?安裝導(dǎo)管

      認(rèn)真檢測導(dǎo)管焊接縫,并進(jìn)行防水測試,15min內(nèi)不滲漏即可。導(dǎo)管相連時,用橡膠圈封口,并擰緊導(dǎo)管連接處,避免導(dǎo)管澆筑混凝土過程中漏水[2]。

      第一次澆筑混凝土?xí)r,確保導(dǎo)管懸高為25~50cm。確保分段導(dǎo)管容易拆卸、移動,且不能超過導(dǎo)管吊裝機(jī)械的起吊高。每次使用完,均應(yīng)檢測導(dǎo)管有無漏水情況,橡膠墊有無老舊滲漏,若有要立即替換橡膠墊。若導(dǎo)管出現(xiàn)小洞,立即焊接修補(bǔ)。將一段已用過導(dǎo)管取出后,應(yīng)馬上用水沖洗潔凈、堆放齊整,以便于下回使用。

      2.7? ?二次清孔

      在鋼筋骨架及導(dǎo)管放下后,水下混凝土澆筑前,要對孔中泥漿指標(biāo)及孔底沉降厚度進(jìn)行重新檢測。若其不滿足規(guī)范,必須再次清孔,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能澆筑水下混凝土。二次清孔后泥漿密度應(yīng)為1.03~1.10,含砂率應(yīng)<2%,膠體率高于98%。

      2.8? ?混凝土灌注

      2.8.1? ?水密試驗(yàn)

      對導(dǎo)管進(jìn)行水密試驗(yàn)合格后方可用于灌樁施工。水密試驗(yàn)要求導(dǎo)管應(yīng)能承受1.2~1.5MPa的壓力。使用前需要檢查導(dǎo)管是否漏氣、漏水、變形,接頭連接是否牢固可靠。定期進(jìn)行一次水密性試驗(yàn),試驗(yàn)壓力為樁孔底靜水(漿)壓力的1.5倍。

      水密試驗(yàn)方法如下:拼裝好的導(dǎo)管,將兩端封閉,在端口焊接進(jìn)出輸水管頭。往管內(nèi)注水,注滿后封出水管頭,加壓注水,達(dá)到檢測壓力,經(jīng)過15min不漏水即為合格。

      2.8.2? ?混凝土灌注要點(diǎn)

      在混凝土澆筑前,對孔底部泥漿沉渣厚進(jìn)行檢測,若其大于150mm應(yīng)重新清孔。確保孔壁穩(wěn)固,以免鉆孔坍塌。對拌和料的均勻度、坍落度進(jìn)行嚴(yán)格把控,將坍落度在18~22cm?;炷翝仓陂g,先將皮球置于料斗底部,待拌制好的混凝土填滿料斗后,即可將球剪掉[3]。

      確保混凝土澆筑不間斷,并盡量減小導(dǎo)管拆卸的相隔時間。若導(dǎo)管中混凝土不足,要慢慢澆注,避免在導(dǎo)管中產(chǎn)生高壓氣袋,擠壓掉密封墊片。

      在澆注期間,保證孔中壓力穩(wěn)定,避免鉆孔坍塌。采用測深錘及時對混凝土面高與埋設(shè)導(dǎo)管的深度進(jìn)行檢測,認(rèn)真把控導(dǎo)管埋設(shè)深(以2~6m為宜),避免導(dǎo)管提漏或埋設(shè)太深無法拔出產(chǎn)生斷樁。埋設(shè)導(dǎo)管深度根據(jù)混凝土表面浮渣厚來確定,有緩凝劑加入拌合料、澆注速度過快、導(dǎo)管較牢固且有充分提升能力時,可將埋設(shè)深度適量增加。

      為了使混凝土沖擊力降低,抑制鋼筋籠上浮,在混凝土澆筑表面與鋼筋框架接觸時,最好增大導(dǎo)管埋深,并降低澆注速率。混凝土表面滲到鋼筋框架特定深度后,將導(dǎo)管適當(dāng)抬高,保證鋼筋框架埋入導(dǎo)管下端一定深度?;炷翝仓敳繕?biāo)高要超過設(shè)計樁頂部標(biāo)高至少80cm,以便將浮漿和樁頭清除。

      2.9? ?泥漿處理

      塘邊互通主線橋及匝道橋、西樂公路高架橋樁基泥漿采用泥漿分離機(jī)處理,泥漿分離機(jī)原理如下:泥漿在輸料泵的壓力作用下被送進(jìn)各濾室,通過濾布將固體和液體分離。在濾布上形成濾渣,直至充滿濾室形成濾餅。濾液穿過濾布,并沿濾板溝槽流至下方出液孔通道,集中排出。濾室過濾開始時,泥漿在進(jìn)料泵的推動下,經(jīng)止推板上的進(jìn)料口進(jìn)入各濾室內(nèi),并借進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)行過濾。

      3? ?鉆孔異常處理

      3.1? 坍孔處理

      在鉆孔期間出現(xiàn)塌孔時,應(yīng)找出起因并予以解決。為了提高孔壁構(gòu)造治理,可根據(jù)具體情況將干燥木屑添加到泥漿內(nèi),并適當(dāng)提高泥漿密度。待鉆頭全部沒入泥漿后,以均勻速度下至孔底,保證每一次提鉆的速度為0.3~0.5m/s。塌孔較厲害時,必須將孔回填后再次鉆孔。

      3.2? ?縮孔處理

      若鉆孔中出現(xiàn)彎孔、縮孔,通常應(yīng)將鉆頭提至偏孔位置在來回掃孔,直至鉆孔筆直。若出現(xiàn)彎孔厲害及探頭巖,應(yīng)使用小片石或礫石摻入黏土一起填充偏孔位置,待填充物沉實(shí)后進(jìn)行鉆孔校正。

      3.3? ?埋鉆和卡鉆處理

      埋鉆的主要原因是一次進(jìn)深過大或泥漿在砂層內(nèi)下沉太快??ㄣ@得主要原因是鉆頭底閉合不良、鉆孔期間砂礫落下等。出現(xiàn)埋鉆或卡鉆時,很多泥漿會沉積在鉆頭附近,產(chǎn)生極大側(cè)向阻力,所以在解決時必須先將阻力解除,禁止強(qiáng)制處置,否則很可能導(dǎo)致鉆桿斷裂、動力頭損壞[4]。

      4? ?結(jié)束語

      在高速公路橋梁鉆孔灌注樁作業(yè)過程中,必須嚴(yán)格按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工,避免施工中產(chǎn)生質(zhì)量隱患。在鉆孔灌注樁施工過程中,必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,同時將成樁質(zhì)量把控好,本文結(jié)合項目具體狀況,對于可能產(chǎn)生的質(zhì)量隱患擬定具體的施工計劃,構(gòu)建完整的質(zhì)量控制體系,以保證橋梁鉆孔樁的施工質(zhì)量符合規(guī)定。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 胡躍華.公路橋梁項目中鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析[J].四川建材,2023(2):121-122.

      [2] 廉兆成.橋梁施工中鉆孔灌注樁質(zhì)量控制措施研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2023(2):134-136.

      [3] 劉登.橋梁鉆孔灌注樁施工管理分析[J].工程技術(shù)研究,2022(21):121-123.

      [4] 沈偉.公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2022(18):158-160.

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