黃正雄

(湖南省交通建設(shè)工程監(jiān)理有限公司,湖南長沙 410015)

赤石特大橋是國干廈蓉線汝郴高速公路上第十九合同段的一座特大橋,位于湖南宜章縣赤石鄉(xiāng)境內(nèi),橋位跨青頭江河道。主橋為165 m+3×380m+165 m。四塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋”,主塔塔高286m。主塔5#墩為擴(kuò)大基礎(chǔ),主塔6#、7#、8#墩為鉆孔灌注樁群樁承臺基礎(chǔ),每墩34根大直徑鉆孔灌注嵌巖樁(其中11根φ3.1 m和23根φ2.8m)。本監(jiān)理組在赤石特大橋主塔樁基礎(chǔ)施工監(jiān)理過程中,采取了目標(biāo)管理、工序管理、指令管理、工藝管理、整體管理等控制方法,為抓好大直徑鉆孔灌注嵌巖樁樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量,進(jìn)行了有效的探索。

1 以圖紙、規(guī)范和合同為依據(jù),明確樁基施工質(zhì)量的控制目標(biāo)

赤石特大橋橋位處于溶巖發(fā)育區(qū),地質(zhì)條件十分復(fù)雜,主墩區(qū)位于河流及沖積區(qū)內(nèi),地層巖性多樣,覆蓋層為種植土、粘土、卵石、漂石、塊石等沖積堆積而成,厚度不均,從11m到50m。基巖層為泥灰?guī)r、灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖、構(gòu)造斷層角礫巖、構(gòu)造斷層泥巖。部分樁位于斷層內(nèi),巖層受構(gòu)造擠壓褶曲,巖石被斷層錯開,巖溶十分發(fā)育。

本監(jiān)理組對地質(zhì)勘察資料及設(shè)計圖紙充分研究,摸清了相對應(yīng)墩號樁基孔號的地質(zhì)基本情況,便于正確地監(jiān)控樁基入巖深度,判定安裝內(nèi)護(hù)筒高程,確認(rèn)成孔地質(zhì)條件是否符合設(shè)計要求,保證施工質(zhì)量。同時,對施工方案中鉆機(jī)選型、鉆孔平臺、外護(hù)筒、內(nèi)護(hù)筒設(shè)置、護(hù)壁泥漿的制備、鉆進(jìn)方案、清渣清孔方案以及澆樁方案等關(guān)系到鉆孔樁成孔、成樁質(zhì)量的重點內(nèi)容嚴(yán)格審查,監(jiān)理對鉆孔施工工藝、灌樁工藝,提出了許多切實可行的改進(jìn)意見,對小W、大W布鉆方案最后形成的少量相鄰孔施工提出了具體要求,按審查批復(fù)后的施工工藝要求施工,不得隨意降低工藝要求,造成進(jìn)尺緩慢,泥漿循環(huán)作用不良,或引起坍孔、斷樁等事故。在1 300多m2的平面內(nèi)密集布樁34根,不允許補(bǔ)樁的現(xiàn)象發(fā)生,不允許返工的現(xiàn)象發(fā)生(工期不允許、場地不允許),監(jiān)理明確了樁基的質(zhì)量控制目標(biāo)是全部Ⅰ類樁,要求工序驗合格率100%,本道工序未經(jīng)驗收禁止進(jìn)入下道工序施工,將質(zhì)量問題消除在本道工序,從而對保證鉆孔樁的質(zhì)量,防范事故于未然,起到了很好的事前控制作用。

2 合理劃分施工工序,把好施工現(xiàn)場工序質(zhì)量關(guān)

監(jiān)理組通過監(jiān)理細(xì)則實施細(xì)則,對樁基施工過程和施工工序進(jìn)行了合理的劃分:樁位放樣→外護(hù)筒安裝→覆蓋層鉆進(jìn)→內(nèi)護(hù)筒安裝→基巖層鉆進(jìn)→終孔、一清成孔檢測→下放鋼筋籠→二次清孔→澆筑樁身混凝土→樁身質(zhì)量檢測。對鉆孔樁重要工序堅持旁站監(jiān)理,掌握現(xiàn)場質(zhì)量實際情況及第一手資料,并為業(yè)主、設(shè)計和施工會商處理技術(shù)質(zhì)量問題提供參考。鉆孔樁入巖的判定,安裝內(nèi)護(hù)筒高程的確認(rèn),終孔的判定、清孔的質(zhì)量、鋼筋籠與導(dǎo)管的安裝、水下混凝土的澆筑等重要工序,監(jiān)理工程師均須旁站跟蹤檢查,予以確認(rèn)?，F(xiàn)場監(jiān)理每天對施工現(xiàn)場技術(shù)人員的到位情況進(jìn)行登記,對鉆孔的中心栓樁(騎馬樁)進(jìn)行查看,測量孔深,對鉆孔記錄進(jìn)行檢查和地層地質(zhì)較對,對照地質(zhì)勘探資料檢查渣樣是否與地質(zhì)勘察文件相符,對泥漿各項指標(biāo)進(jìn)行常規(guī)檢測,發(fā)現(xiàn)問題及時處理或上報。由于溶巖高度發(fā)育,鉆孔入巖后經(jīng)常發(fā)現(xiàn)大量漏漿甚至偏孔現(xiàn)象,采取及時回填片石、粘土、水泥,反復(fù)沖擊反復(fù)回填,直至封堵良好、孔形合格、孔壁穩(wěn)固、垂直度符合要求時,才繼續(xù)鉆進(jìn)。由于處理實在,同一部位出現(xiàn)再次塌孔漏漿現(xiàn)象的機(jī)率大為降低,成孔質(zhì)量得到保證。鉆孔與成樁過程中出現(xiàn)的問題,現(xiàn)場監(jiān)理工程師及時在場協(xié)助處理并予認(rèn)可。本道工序驗收合格才能進(jìn)入下道工序施工。本道工序未經(jīng)驗收禁止進(jìn)入下道工序施工,將質(zhì)量問題消除在本道工序,從而對保證鉆孔樁的質(zhì)量。

3 用監(jiān)理指令提高清孔標(biāo)準(zhǔn),確保清孔質(zhì)量

赤石特大橋全部采用沖擊鉆正循環(huán)鉆進(jìn)工藝,采用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)粘土造漿。但該處粘土顯微酸性,黏土顆粒難于分解,黏度降低,失水量增加、流動性降低。為了改善泥漿性能,在泥漿中摻入羧甲纖維索CMC和純堿,將泥漿的pH值提高到8～9,黏度控制在17～20 s。這時可增加水化膜厚度,提高了泥漿的膠體率和穩(wěn)定性,降低失水量,鉆孔過程泥漿比重控制在1∶1.3左右,有效提高了泥漿浮渣能力,沖擊鉆正循環(huán)施工效率大為提高。

赤石特大橋主塔樁基礎(chǔ)由于地質(zhì)復(fù)雜,最長樁長達(dá)到96 m,成孔深度達(dá)到102 m。根據(jù)樁基這個大直徑、大深度、嵌巖支承的特點,依據(jù)設(shè)計要求采用反循環(huán)清孔。為了確保清孔質(zhì)量,在清孔設(shè)備選型方面作了具體要求和實施,選用大功率160 kW的空壓機(jī)(20m3/min)加黑旋風(fēng)泥砂分離器加φ 150mm清孔專用導(dǎo)管進(jìn)行2次清孔。一清必須達(dá)泥漿比重1∶1.20、基本無鉆渣,對于孔底有結(jié)泥的,還需動用沖擊鉆頭攪動輔助清孔。對于鋼筋籠安放過程中的沉淀和孔壁擦落的泥皮泥塊在二清時予以清除,監(jiān)理指令明確要求二清標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到泥漿比重1∶1.15以下、含砂率1%以下、沉淀厚度5 cm以下,才能進(jìn)入澆樁工序。這樣的清孔標(biāo)準(zhǔn)高于規(guī)范和設(shè)計的要求,但監(jiān)理基于赤石特大橋樁基大直徑、深孔樁、嵌巖樁三結(jié)合的現(xiàn)實質(zhì)量要求和施工機(jī)具、施工工藝的能力極限提出來的,并以指令形式予以固定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。有效地降低了泥漿含砂率,顯著降低了孔底沉淀層厚度,減弱了混凝土澆筑過程中沉淀速率以及對混凝土的頂升阻力,有效預(yù)防了出現(xiàn)半邊樁、樁頭不完整的現(xiàn)象。同時,適當(dāng)調(diào)整泥漿比重,對提高和保持泥漿膠體率,改善泥漿性能、提高了泥漿對孔壁的壓力,防止人為加水稀釋泥漿以降低泥漿比重通過監(jiān)理檢查驗收的錯誤做法,確保了泥漿質(zhì)量和澆樁過程中孔壁的穩(wěn)定以及降低沉淀速率。由于制定了比規(guī)范要求更嚴(yán)的清孔標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)了“一清清渣,二清清砂”的目標(biāo)。一清合格下籠子(鋼筋籠)、二清合格下導(dǎo)管。在實際施工過程中得到較好貫徹,取得了良好的質(zhì)量效果。關(guān)鍵工序施工自檢、監(jiān)理復(fù)檢、第三方終檢,監(jiān)理總體把關(guān),確保了清孔質(zhì)量。

4 監(jiān)理規(guī)定采用拔塞與嵌球法相結(jié)合進(jìn)行灌注樁首封,確保樁端和樁身混凝土質(zhì)量

嵌巖樁主要靠樁端來支承主塔承臺傳來的壓應(yīng)力,確保樁端和樁身混凝土質(zhì)量是關(guān)鍵,因此監(jiān)理處正副處長,根據(jù)以往特大橋樁基監(jiān)理經(jīng)驗和赤石特大橋的樁基特點,要求施工方采用拔塞與嵌球法相結(jié)合進(jìn)行每根樁的首封混凝土,確保樁端混凝土的質(zhì)量。實際施工中得到了施工方的理解和執(zhí)行。拔塞與嵌球法即導(dǎo)管安裝好后,在導(dǎo)管內(nèi)放置一個充氣皮球(籃球也可),皮球直徑比導(dǎo)管直徑小3 cm,浮在導(dǎo)管內(nèi)的泥漿面上,再與小料斗連接,在小料斗內(nèi)與導(dǎo)管連接口處放置一個帶有提控鋼絲繩的鋼制栓塞,小料斗裝滿混凝土,大料斗儲滿混凝土補(bǔ)充,拔塞時料斗中的混凝土從導(dǎo)管入口瀉入導(dǎo)管中,混凝土頂壓頂推皮球至導(dǎo)管底口排出,皮球在浮力作用下上浮至孔口,完成首封任務(wù)。由于皮球起到隔水栓塞的作用,導(dǎo)管中的混凝土直至導(dǎo)管底出口時才與泥漿短暫接觸后迅速堆積,保證了樁端混凝土不被洗澡。為了確保首封埋管深度,大、小料斗儲存混凝土超過18.5m3,對φ2.80m和φ3.10m樁孔澆樁導(dǎo)管實際首封埋管深度均超過2 m,并采用雙拌雙泵雙管連續(xù)灌注,確保了樁端混凝土的質(zhì)量和樁身混凝土的質(zhì)量。

5 制定澆樁前會簽制度,消除影響質(zhì)量因素、確保成樁質(zhì)量

大橋監(jiān)理組為了確保每根樁的順利和可靠灌注,制定了《大直徑樁基混凝土澆筑施工準(zhǔn)備情況會簽表》,對主塔基礎(chǔ)每一根樁基澆筑前,必須經(jīng)過施工方自檢會簽、監(jiān)理檢查會簽,檢查內(nèi)容除了要求雙拌雙管雙泵備用發(fā)電等機(jī)械設(shè)備外,灌樁前還要求施工方對技術(shù)、質(zhì)檢、安全作業(yè)人員就位情況檢查,對水泥、碎石、砂、粉煤灰、外加劑等原材料及混凝土施工配合比各項準(zhǔn)備進(jìn)行檢查和會簽,只有通過監(jiān)理抽檢和會簽才能灌樁,沒有通過監(jiān)理檢查驗收會簽的,一律禁止?jié)矘?多次出現(xiàn)不符合澆樁條件而拒簽禁澆的情況,監(jiān)理要求繼續(xù)準(zhǔn)備和整改,也得到施工方的較好執(zhí)行,直至符合澆樁條件方可批準(zhǔn)澆樁。在澆樁時間和環(huán)境溫度控制上針對各個季節(jié)進(jìn)行了調(diào)整:雨季白天澆,夏季晚上澆,秋季晝夜?jié)?冬季高溫時段澆。由于較好地落實了樁基混凝土澆筑的各種保證體系和預(yù)案處置,盡管有些單樁澆筑量達(dá)600～700多m3,澆筑時間達(dá)12 h左右,仍能保證澆筑過程萬無一失。從第一、二、三循環(huán)成樁質(zhì)量檢測報告來看,6#、7#、8#墩全部112根大直徑鉆孔灌注嵌巖樁均為1類樁,其中6～12#和7～17#樁的自平衡靜載試驗表明,單樁承載力已超過設(shè)計要求,取得了較好質(zhì)量控制效果。

6 結(jié)語

橋梁工程的監(jiān)理是一門系統(tǒng)化的科學(xué),任何環(huán)節(jié)都不能有絲毫閃失,否則其所引起的損失是難以估量的,這就需要橋梁系統(tǒng)從上而下扎扎實實地開展這項工作,并制定各項措施,保證工程項目能在計劃的投資、進(jìn)度和質(zhì)量目標(biāo)內(nèi)完成。監(jiān)理組在赤石特大橋主塔樁基礎(chǔ)施工監(jiān)理過程中,采取了目標(biāo)管理、工序管理、指令管理、工藝管理、整體管理等控制方法,為抓好大直徑鉆孔灌注嵌巖樁樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量,進(jìn)行了有效的探索,將工程實施過程中的各種現(xiàn)象有機(jī)地聯(lián)系起來,做到質(zhì)量在我心中,我能掌握質(zhì)量工作。

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