奚林樂
(江蘇東南交通工程咨詢監(jiān)理有限公司,江蘇 南京210018)
江蘇灌南新港大道三期灌河大橋工程位于k4+774.974處,橋跨布置為 4×30m+6×28m+3×28m+(58+103+58)m+5×28m+5×28m+5×28m共分六聯(lián),橋梁全長1017.24m,全寬24.5m雙幅布置。下部構造為樁柱式墩臺,鉆孔灌注樁基礎。灌河大橋于灌河航道正交,灌河規(guī)劃為IV級航道,通航凈空要求為90×7m,受黃海影響,灌河為潮汐河道。
本工程共有深水主墩樁基24根,樁長88m,樁徑Φ160cm的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,現(xiàn)以主墩14—11#樁基作為實例,該樁于2010年9月9月開鉆至9月18日灌注順利結束。該灌注樁施工配備的施工機具主要有:GPS-20回旋鉆機2臺;Q25汽車吊1臺;砼8m3罐8臺;48m汽車泵1臺;JS1500拌合站2臺等。
根據(jù)監(jiān)理組批復的導線加密測量成果采用全站儀進行樁位放樣。同時對樁位的縱、橫向間距進行核對,核對無誤后,采用“十字”引線至護筒口上,確保樁位準確無誤、施工無碰。
護筒采用鋼護筒,采用10mm鋼板卷制而成,其內徑比樁徑大600mm,下沉時在平臺上焊接井架,在井架四個方向打入直徑377mm的鋼管樁,鋼管樁入土小于3m,作為鋼護筒的導向裝置,便于護筒精確定位。護筒分兩節(jié)拼裝,一次下沉到位,根據(jù)本工程的地理環(huán)境情況,為避免穿孔等情況的發(fā)生,經計算護筒入土深度定為5.5m,護筒長度為18m。護筒中心豎直線與樁中心重合,平面允許誤差按30mm控制,豎直傾斜度不大于1%,護筒頂按高于最高水位1m控制。外護筒埋設經現(xiàn)場檢查護筒的平面位置誤差為20mm,豎直傾斜度為0.5%。
鉆機定位依據(jù)測量放樣點精確安裝,鉆機定位后加墊枕木以保證鉆機在施工過程中由于震動、滑移造成的鉆機移位、傾斜。
在選擇鉆機時我部根據(jù)設計圖紙上的地質數(shù)據(jù)選擇使用GPS-20型鉆機,直徑1.6m鉆頭進行施工。通過首件樁基工程施工和數(shù)據(jù)采集分析,總結出如下深水鉆孔樁施工要點:
a)開始鉆進時,應投入適當?shù)恼惩?,慢速鉆進,鉆進過程中須加大泥漿比重,以利排渣和護壁。
b)進尺接近護筒底口時,應慢速鉆進,多投粘土,以加固護筒底口處護壁。
c)在鉆進過程中,經常檢查鋼絲繩的垂直度,時刻注意地質變化,撈渣取樣,做好鉆孔原始記錄。鉆孔達到設計標高后,對土層、鉆孔孔徑、傾斜度、孔深進行全面檢查,并填寫檢查記錄,經監(jiān)理工程師檢驗認可后進行清孔,準備進行下道工序。
d)鉆孔過程中保持連續(xù)施工,現(xiàn)場安排兩位專職工程師輪流值班,進行數(shù)據(jù)的采集,根據(jù)設計圖中鉆孔地質資料結合現(xiàn)場采集的渣樣,要求施鉆人員按擬定的進尺速度進行鉆進,防止塌孔、擴孔現(xiàn)象發(fā)生,并詳細記錄實際進尺過程不同地質的變化情況,根據(jù)實際進尺深度以及現(xiàn)場采集渣樣的特性確定出不同地質層的標高、深度及分層厚度,繪制實際地質柱狀圖并與設計地質進行比較。
當鉆孔達到設計深度后即停止鉆進,泥漿循環(huán)繼續(xù)排渣,盡量減少沉渣。在成孔質量符合圖紙要求并經監(jiān)理工程師批準后,立即進行第一次清孔。
清孔應符合下列規(guī)定:孔底的泥漿相對密度應在1.03~1.10,含砂率<2%,粘度17~20s,經現(xiàn)場技術人員與試驗人員在孔口、孔中部、孔底采集泥漿樣品,分別試驗,記錄整理后求的平均值,泥漿相對密度1.07,含砂率1%,粘度17s。經現(xiàn)場監(jiān)理確認后,一次清孔合格。
在終孔后,進行孔位、孔深、孔徑、傾斜率等檢測。檢孔器用符合強度標準的鋼筋制作,檢孔器的直徑為樁基直徑,長度為9m。經第一次檢孔,發(fā)現(xiàn)由于檢孔器的直徑和樁徑相同,檢孔器下放困難,后經再次擴孔后,檢孔器才能正常放入。結合各方面經驗,在以后樁基施工時,為保證檢孔器的順利放入,要求項目部采用加大鉆頭的方法,解決檢孔器下放困難的問題。檢測時,將檢孔器吊起,使檢孔器的中心、孔的中心與起吊鋼絲繩在一條直線上,慢慢放入孔內,上下通暢無阻。同時現(xiàn)場技術人員應記錄在檢孔器放入過程中鋼絲繩十字引線交點偏離情況,做好記錄,推算出該樁的傾斜率。
導管用Φ300mm的鋼管,壁厚10mm,每節(jié)長2.7m,共35節(jié),調配節(jié)2節(jié),節(jié)長分別為1.0、1.5m短管,管連接為絲連接。
導管在使用前進行了水氣密性試驗,試驗在監(jiān)理見證下進行,導管經檢驗合格后,對導管進行編號記錄。在澆灌時,通過對混凝土理論上升高度與實際上升高度做對比,出入較大時,控制導管提升量,與導管拆除節(jié)數(shù)。本樁的澆灌控制很好,很順利,在以后的施工中還需繼續(xù)保持。
在上述過程中,由于安裝內護筒、鋼筋籠及安放導管時間較長,至澆灌混凝土間隔時間較長,孔底產生沉渣,所以待安放鋼筋籠及導管就位后,第二次清孔用時較長。清孔標準時孔深達到設計要求,孔底泥漿密度≤1.10,復測沉渣厚度在規(guī)范要求范圍以內,此時清孔就算完成,立即灌注水下混凝土。經現(xiàn)場技術人員在孔口、孔中部、孔底采集泥漿樣品,分別試驗,記錄整理后求的平均值,泥漿相對密度1.08,含砂率0.8%,粘度17s。經現(xiàn)場監(jiān)理確認后,二次清孔合格,進行下道工序。為提高護壁性能,已建議項目部在今后施工中適當加大泥漿比重。
在完成各項檢查后進行首灌工作,首盤混凝土經過計算不少于為2.98m3,在整個澆注過程中,導管在混凝土埋深控制在2~6m。檢測人員測量導管埋置深度,及時填寫水下砼灌注記錄。混凝土灌注過程未出現(xiàn)任何意外情況。通過混凝土灌注過程中記錄各段混凝土灌注方量,更直觀的看出混凝土在灌注過程中灌注同樣高度實際灌注方量與理論灌注方量的對比,可以看到成孔質量比較好,沒有出現(xiàn)縮徑,充盈系數(shù)為1.04。樁基混凝土灌注時間為2010年9月18日10:20-16:10分,共5小時50分鐘。
2.1 進行了擴孔施工,由于檢孔器無法下放,要求加大鉆頭直徑進行了擴孔施工。
處理方案:在以后的施工過程中加以注意,進行經常性的檢查,杜絕再次發(fā)生此類情況。
2.2 澆注至內護筒底口時出現(xiàn)了混凝土上翻現(xiàn)象,致使外護筒無法拔除。
處理方案:加長內護筒,由原來的12m加長至14m,并在澆筑至內護筒底口時放慢澆筑速度。
2.3 在高程-68.m處鉆機抖動較大,上下提鉆有受阻現(xiàn)象。
處理方案:通過鉆頭帶上來的土樣與地質資料對照分析,該層含有大量的鐵、錳結核,直徑較大,鉆進受阻,致使鉆機抖動幅度較大。在后續(xù)樁基施工至該層時應慢速鉆進,穿過該土層再正常進尺。
通過本次首樁施工控制要點總結,我們對本項目的深水灌注樁質量控制要點有了最基本的了解,同時為后續(xù)的施工工作提供了寶貴經驗。
[1]胡德功,陳旭,周祥濤.富春江流域深水灌注樁成孔施工.山東高速集團有限公司;山東高速路橋集團有限公司.【期刊】公路,2009-09-25.