摘 要:在我國橋梁工程中應(yīng)用極為廣泛,但是由于鉆孔灌注樁是在地下而且在水中成孔、灌注水泥混凝土、加之成孔方法各異、地質(zhì)條件的各種變化、混凝土灌注時間的長短、施工技術(shù)人員水平及經(jīng)驗的高低等因素,鉆孔灌注樁極易出現(xiàn)各種缺陷,所以有必要對鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行深入的研究并提出施工過程中的質(zhì)量控制措施。
關(guān)鍵詞:橋梁 鉆孔灌注樁 施工 質(zhì)量
鉆孔灌注樁是采用不同的鉆孔方法,在地層中按照要求形成一定形狀的井孔,達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后,將鋼筋骨架吊入井孔中,灌注混凝土 ( 或水下混凝土 ) 成為樁基礎(chǔ)的一種工藝,具有施工速度快、占地少、相鄰干擾小等優(yōu)點,是大中型橋梁基礎(chǔ)的首選形式。但其施工質(zhì)量受工程地質(zhì)條件、水下混凝土灌注工藝、現(xiàn)場管理等因素的影響,樁質(zhì)量離散性大,缺陷事故時有發(fā)生,工期及造價也因此較難控制。為保證工程的質(zhì)量,必須加強(qiáng)灌注樁施工現(xiàn)場質(zhì)量控制,嚴(yán)格成樁后的質(zhì)量檢測。
1 工程概況
某橋梁全長 4417m。本橋橋位河勢復(fù)雜,橋型組成多,橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜,跨徑大而且基巖埋置深。此地區(qū)的地質(zhì)情況為多韻律河湖相沉積,上部為粘性土或砂性土,中下部為砂礫、卵石及角礫土等,總厚度厚。下伏基巖為上第三系雜色泥巖、砂巖,埋藏深。
2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析
鉆孔灌注樁施工過程主要可分為成孔階段、清孔階段、水下混凝土灌注階段等三大階段。鉆孔灌注樁是一項工序多、技術(shù)要求高、工作量較大、并需要在一個短時間內(nèi)連續(xù)完成的地下 ( 或水下 ) 隱蔽工程。要保質(zhì)、保量、按期完成施工工程,必須認(rèn)真做好施工的各項準(zhǔn)備工作。
2.1 成孔階段的質(zhì)量控制
在鉆孔樁施工中,沒有一種萬能的鉆進(jìn)方法可適應(yīng)不同工程地質(zhì),而必須根據(jù)不同工程地質(zhì)狀況和樁基直徑、長度分別選用正循環(huán)、反循環(huán)、潛水、沖擊、沖抓、人工掘進(jìn)等方法來解決,有些地層則需多種方法配合才行。
1)鉆孔灌注樁施工平臺
設(shè)計一個合理的施工平臺要綜合考慮地質(zhì)狀況、水文情況,以及系梁、墩柱、承臺施工等因素。平臺采用鋼管樁施工平臺,并用桁架橋?qū)⒏鱾獨立的施工平臺連成整體以增加其穩(wěn)定性。本工程采用貝雷架做縱梁,型鋼做橫梁,橫梁上鋪設(shè)槽鋼形成桁架橋。每個平臺采用 24 根 Φ42.6cm 鋼管作為平臺的主體承重系。平臺鋼管樁要求有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,以承受豎向荷載及振動力,平臺鋼管樁之間設(shè)置多道橫向聯(lián)結(jié)以保證平臺的穩(wěn)定性和抗扭能力。
2)鋼護(hù)筒。該橋樁施工使用焊接整體式鋼護(hù)筒,護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大 20cm,均采用厚度為 5mm 的 A3 鋼板卷制而成,為加強(qiáng)鋼護(hù)筒的整體剛度,防止變形,在護(hù)筒的接縫處焊一道加頸肋。先在施工圖紙上確切地定出護(hù)筒位置,然后用全站儀在平臺上精確測定護(hù)筒位置,用 10cm×5cm 槽鋼做成的方框固定護(hù)筒的位置。然后利用吊車將預(yù)先焊接好的 5 節(jié)共 7.5m 護(hù)筒吊到樁孔處,把它們沉放到工作平臺上約 1m 處固定,然后用吊機(jī)將上一節(jié)護(hù)筒吊來疊放在下節(jié)護(hù)筒之上用焊接連接。邊下沉,邊疊放連接,一直使護(hù)筒底下沉到河床表面。當(dāng)護(hù)筒下沉至河床表面時,采用錘擊并輔以筒內(nèi)除土的方法使護(hù)筒下沉至設(shè)計標(biāo)高。下沉?xí)r,如發(fā)現(xiàn)傾斜要及時糾正。護(hù)筒下沉完畢,用全站儀測量其中心位置是否正確,護(hù)筒是否豎直。護(hù)筒平面位置偏差一般不得大于 5cm,護(hù)筒傾斜度的偏差不大于 1%。
3)鉆頭類型選擇。根據(jù)地質(zhì)情況,選擇了兩種鉆頭與鉆機(jī)匹配,一種是單環(huán)四翼刮刀鉆頭,在鉆進(jìn)時用于在土、砂、圓礫等地層中鉆進(jìn) ; 另一種鉆頭是滾刀鉆頭,在鉆進(jìn)時用于在巖層中鉆進(jìn)。鉆桿為氣舉與泵吸反循環(huán)兩用鉆桿,氣舉反循環(huán)施工時,鉆具均設(shè)有兩個空氣混合室。
4)垂直度控制。開孔時可用水平尺校正鉆機(jī)平整度,并在鉆進(jìn)過程中時常檢測,確保鉆機(jī)水平。鉆進(jìn)時主動鉆桿應(yīng)始終與滑車保持在一條垂直線上,所用鉆桿不得彎曲,發(fā)現(xiàn)彎曲現(xiàn)象及時更換。用 300t 全地面汽車起重機(jī)吊裝沉放,用全站儀沿相互垂直的兩個方向觀測,確保沉放的垂直度符合要求。施沉?xí)r采用 300t 汽車吊配合 DZJ一 150 加強(qiáng)型雙聯(lián)動振動錘施沉。
5)孔深的控制。準(zhǔn)確丈量鉆具長度,準(zhǔn)確測量孔位或樁基標(biāo)高,嚴(yán)格按鉆具長度進(jìn)行孔深控制。因為用測繩等設(shè)備進(jìn)行孔深控制,由于沉渣的影響或參照物的變化,孔深可能會有誤差。
2.2 清孔階段的質(zhì)量控制設(shè)計要求清水下鋼筋籠。鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后,經(jīng)終孔檢查,即進(jìn)行清孔。清孔應(yīng)分兩次進(jìn)行,第一次清孔在成孔完成后立即進(jìn)行,具體方法是:將沖擊錘提起放在施工平臺上,下放清孔導(dǎo)管,用空壓機(jī)壓風(fēng)抽漿清孔,為了保持孔內(nèi)有足夠的水頭壓力,避免坍孔,應(yīng)及時向孔內(nèi)注入清水。第二次清孔是在下放鋼筋籠和灌注混凝土導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行,利用導(dǎo)管和空壓機(jī)進(jìn)行二次清孔。清孔結(jié)束后應(yīng)測定孔底沉渣厚度,以保證其不大于 50mm 為宜。
2.3 鋼筋籠施工
鋼筋籠加工采用長線法施工,利用胎座輔助制作。主筋接頭采用墩粗直螺紋連接器連接形式,每根主筋直接采用墩粗直螺紋連接器連接。鋼筋籠是在制作場內(nèi)分節(jié)制作,采用加勁筋成型法。為方便螺旋筋的綁扎,把加勁筋設(shè)在主筋內(nèi)側(cè),整個制作工作位于支架上,制作時按尺寸制作加勁筋圈,標(biāo)出主筋位置。焊接時,作好標(biāo)記,扶正加勁筋,并校正加勁筋與主筋的垂直度,然后點焊,在一根主筋焊好全部加勁筋后轉(zhuǎn)動骨架,將其余主筋逐根焊好,然后套入螺旋筋,按設(shè)計要求綁扎在主筋上,點焊牢固。每孔最底一節(jié)鋼筋骨架先安裝固定好聲測管,其余各節(jié)的聲測管在鋼筋籠對接焊好后,再接好安裝固定。為了避免鋼筋籠的變形,將原設(shè)計圖紙中鋼筋及角鋼支撐變更為槽鋼支撐。鋼筋籠吊點設(shè)置四個,沿鋼筋籠四周均勻布置,采用鋼板與四排主筋滿焊。
2.4 混凝土深孔灌注樁所用的混凝土,應(yīng)具有很好的和易性和穩(wěn)定性,應(yīng)嚴(yán)格控制施工配合比及其拌制輸送過程,使之適應(yīng)施工要求并具備很強(qiáng)的保障能力。其中,配合比控制是樁基混凝土強(qiáng)度得以保證的基礎(chǔ)。通過工地試驗室現(xiàn)場配制、試驗,通過建設(shè)單位和監(jiān)理部門的監(jiān)督檢查和共同研究指導(dǎo),結(jié)合實際情況,選擇了合理的配合比進(jìn)行施工控制。控制混凝土澆筑時間,要保證規(guī)范規(guī)定的導(dǎo)管埋深,跟蹤推算判斷成孔形態(tài),以盡快的速度完成灌孔工作。首批灌入時,要依據(jù)設(shè)計和規(guī)范推求混凝土漏斗最小容積,最后幾盤混凝土灌注時,應(yīng)使混凝土漏斗具有一定的最小高度 ( 采用的控制高度為 4 ~ 6m)。成樁樁頂標(biāo)高宜高出設(shè)計樁頂標(biāo)高 1.0m( 以常規(guī)檢測手段測量孔內(nèi)混凝土頂面標(biāo)高 )。
3 結(jié)語
實踐證實:在采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是可以實現(xiàn)的,并對即將建設(shè)的其他大跨度橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計和施工具有重要的指導(dǎo)意義,以后的大橋建設(shè)可以大力推廣。
參考文獻(xiàn):
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