劉俊艷

(黑龍江省水利四處工程有限責(zé)任公司，黑龍江牡丹江157000)

1 工程概況

牡丹江市西十一條路跨江大橋南起江南新城區(qū)的蓮花湖路和興隆街交叉口(樁號(hào)K0+100.585)，北至江北老城區(qū)西十一條路與海浪路交叉口(樁號(hào)K1+839.893)，全長(zhǎng)1 739.308 m。大橋樁基礎(chǔ)工程包括主橋、引橋基礎(chǔ)，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁，分離式承臺(tái)。本工程共計(jì)238根樁。2010年9月25日開(kāi)工，2010 年12月30 日竣工［1］。

2 施工方案

2.1 圍堰、筑島

根據(jù)十一條路跨江大橋的實(shí)際地理情況，鉆孔施工場(chǎng)地采用筑島法，為加快施工進(jìn)度，兩側(cè)橋臺(tái)鉆孔樁應(yīng)同時(shí)進(jìn)行施工，平均5 d成孔一個(gè)樁，陸上鉆孔可以先開(kāi)鉆，然后按順序往里推進(jìn)，進(jìn)行筑島施工。

由于部分鉆孔樁均位于水中，因此施工采用筑島。施工筑島平臺(tái)采用寬8 m，高度高出施工水位2.5～3.0 m左右，由于5#墩、6#墩橋面寬分別為41 m和47 m，因此該處筑島平臺(tái)寬為70 m，以滿足鉆孔需要，邊坡為1∶1.5。筑島采用挖掘機(jī)配合推土機(jī)開(kāi)挖填筑的施工方法，先在河床中定出放樣，打樁定出筑島中心線后，根據(jù)筑島尺寸放出大樣。用挖掘機(jī)將需筑島土方開(kāi)挖放在需筑島位置，推土機(jī)推平碾壓，填至筑島頂面高為止。

2.2 鉆孔樁施工方法

施工程序?yàn)?樁位的測(cè)量放樣→平整場(chǎng)地→鉆孔平臺(tái)搭設(shè)→鋼護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)→清孔→檢孔→吊放鋼筋籠→安裝導(dǎo)管→二次清孔→檢測(cè)沉渣厚度→水下混凝土灌注→檢樁。

鉆孔樁分旱地鉆孔樁和水中鉆孔樁，樁基全部采用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行施工。

旱地鉆孔樁施工方法包括以下7個(gè)方面:

2.2.1 場(chǎng)地平整及樁位放樣

1)場(chǎng)地平整:在樁基施工前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地平整，場(chǎng)地平整采用推土機(jī)進(jìn)行，在樁位附近平整出一個(gè)長(zhǎng)度≥10m，寬度≥5m的施工平臺(tái)，滿足沖擊鉆機(jī)施工要求。

2)樁位放樣:為保證樁基位置的準(zhǔn)確性，施工前要進(jìn)行精確放線，采用全站儀直接測(cè)設(shè)控制樁位，在測(cè)量的精確樁位處設(shè)置保護(hù)樁。

2.2.2 護(hù)筒埋設(shè)及固孔

護(hù)筒一般長(zhǎng)度為2 m，由壁厚8 mm以上鋼板卷制而成，內(nèi)徑大于樁基直徑30 cm。在已平整好的場(chǎng)地上準(zhǔn)確放樣出樁位中心點(diǎn)，然后用十字線準(zhǔn)確引出該點(diǎn)并作好穩(wěn)固明顯的標(biāo)志，以便在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)校核護(hù)筒中心是否與樁中心重合，且所引十字線應(yīng)防止被埋設(shè)護(hù)筒的機(jī)械設(shè)備所干擾和破壞。

在樁位處用挖掘機(jī)挖出一個(gè)比該樁位護(hù)筒直徑大60～100 cm，深度約3 m的深坑，在坑底填筑約50 cm黏土并夯實(shí)。吊放鋼護(hù)筒時(shí)人工輔助穩(wěn)固，并用所引出的樁位中心線檢核護(hù)筒中心與樁位中心，并使其兩者偏位誤差≤5cm，且護(hù)筒頂口宜高于地面30～50 cm。鋼護(hù)筒定位后，在其周圍對(duì)稱填筑黏土并夯實(shí)，以防在鉆孔過(guò)程中泥漿滲漏，造成護(hù)筒沉落或偏斜。

采用沖擊鉆鉆機(jī)造孔，泥漿護(hù)壁，泥漿液面高度不低于地下水位(水面)1.5～2.0 m，隨時(shí)檢查漿液比重是否符合設(shè)計(jì)或技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。

2.2.3 鉆機(jī)就位

測(cè)量放樣，在護(hù)筒周邊放出樁位中心十字線，并用紅油漆標(biāo)識(shí)，采用沖擊鉆鉆機(jī)成孔，選派有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員和管理人員負(fù)責(zé)鉆孔施工。鉆孔機(jī)械擬采用挖掘機(jī)就位。先用挖掘機(jī)把鉆機(jī)拖至孔口附近并大致安放準(zhǔn)確

2.2.4 鉆孔施工

沖擊鉆機(jī)成孔是提升沖擊錐反復(fù)往下沖擊，將孔中的土、石劈裂、破碎或擠入孔壁中，或懸浮于泥漿中，然后再用掏渣筒取出或循環(huán)流出的成孔方法。開(kāi)鉆時(shí)先在孔內(nèi)灌注泥漿，如孔內(nèi)有水，可直接投入黏土，在孔內(nèi)用沖錐以小沖程反復(fù)沖擊造漿。開(kāi)鉆時(shí)鉆頭提升高度≤1 m，當(dāng)進(jìn)尺3 m后可正常施工。開(kāi)孔及整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中，要始終保持孔內(nèi)水位高出地下水位1.5～2.0 m，并低于護(hù)筒頂面0.3 m以防溢出。施鉆前后，不得掉入任何鐵件入孔內(nèi)，以免損壞鉆頭，必要時(shí)用電磁鐵進(jìn)行清孔。

開(kāi)始正常鉆進(jìn)時(shí)，適當(dāng)控制進(jìn)尺，在護(hù)筒下腳處，慢速鉆進(jìn)，使下腳處有堅(jiān)固的泥皮護(hù)壁，鉆至下腳1m后，可正常進(jìn)行，若護(hù)筒外側(cè)砂礫石松散，可提起鉆錐，向孔中倒入黏土，適當(dāng)增大泥漿比重。

根據(jù)地質(zhì)剖面圖中所提供的土層標(biāo)高，選擇進(jìn)尺速度，在硬度相差較大的交接地層中或傾斜巖面施工時(shí)，自落、慢速的方式，以防偏孔等發(fā)生。

開(kāi)鉆前一次性調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿，泥漿經(jīng)沉淀池沉淀后循環(huán)使用，鉆進(jìn)過(guò)程中如有損耗、漏失，及時(shí)預(yù)以補(bǔ)充，且隨時(shí)檢查泥漿指標(biāo)，沉淀池中的沉渣及時(shí)進(jìn)行打撈清除，并統(tǒng)一外運(yùn)至指定的渣場(chǎng)堆放。

鉆進(jìn)中使用驗(yàn)孔器檢孔，驗(yàn)孔器用鋼筋籠做成，其外徑比鋼筋籠外徑大10 cm，長(zhǎng)度≥3 m。每鉆進(jìn)4～6 m，接近及通過(guò)易縮孔土層(軟土、軟塑黏土、亞黏土等)或更換鉆頭前，都必須檢孔。

鉆孔作業(yè)必須填寫(xiě)鉆孔施工紀(jì)錄，經(jīng)常注意地層變化，在地層變化處撈取渣樣檢查，判明后記入施工記錄表，并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)，確定樁基的嵌巖深度。

2.2.5 清孔

到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后，利用不同比重的泥漿清孔。當(dāng)排渣口基本沒(méi)有鉆渣出現(xiàn)時(shí)，停機(jī)提鉆移位。檢查樁孔直徑、傾斜度及孔壁平整度是否符合成孔要求，清孔時(shí)保持鉆孔內(nèi)泥漿面高于地下水位1.5～2.0 m，防止塌孔。

2.2.6 終孔檢查

利用設(shè)置于孔口的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)為基點(diǎn)，用經(jīng)檢校合格的鋼尺測(cè)出孔深，再反算出樁基的基底標(biāo)高，用卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼繩通過(guò)孔口中心位置吊下標(biāo)準(zhǔn)檢孔器檢孔。以上各項(xiàng)均滿足規(guī)范要求后，驗(yàn)收合格即可進(jìn)行下一道工序。

2.2.7 鋼筋籠制作和安裝

按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范要求鋼筋骨架采用在場(chǎng)內(nèi)制作，鋼筋籠長(zhǎng)度根據(jù)樁長(zhǎng)及吊裝設(shè)備確定，用25 t汽車吊分節(jié)入孔的方法施工。施工中骨架第一節(jié)入孔后，用支撐桿固定骨架于井口中心位置，吊起另一節(jié)骨架與第一節(jié)骨架相接，接頭采用機(jī)械連接。放鋼筋骨架前，先在孔口加設(shè)四根導(dǎo)向鋼管，以保證鋼筋骨架在吊裝過(guò)程中盡量對(duì)中，不傷孔壁及控制保護(hù)層厚度。鋼筋骨架就位后，采取四點(diǎn)固定，以防止掉籠和混凝土澆筑時(shí)骨架上浮現(xiàn)象發(fā)生。支撐系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)中線防止鋼筋骨架傾斜和移動(dòng)。鋼筋骨架上每間隔2 m在鋼筋籠四周對(duì)稱焊接鋼筋耳朵，保證鋼筋籠有足夠的保護(hù)層。

3 冬季施工措施

進(jìn)入10月份以后，氣溫開(kāi)始逐漸下降，日平均氣溫將低于5℃，開(kāi)始進(jìn)入冬季施工。為了保證樁基礎(chǔ)的工程質(zhì)量，應(yīng)采取如下措施:

3.1 鉆孔冬季施工保護(hù)措施

1)進(jìn)入冬季，每個(gè)鉆機(jī)需搭設(shè)暖棚，每個(gè)鉆機(jī)暖棚需能夠?qū)@機(jī)及主塔置于暖棚內(nèi)，并有足夠供工作人員使用的操作空間，每座鉆機(jī)暖棚設(shè)碳爐2個(gè)，保證24 h取暖。鉆機(jī)暖棚采用鋼骨架，外置保溫布2層，每座鉆機(jī)暖棚尺寸為8m×5m×7m。每座鉆機(jī)需用鋼管40根，兩層共用保溫布400 m2。

2)進(jìn)入冬季施工后，鉆孔出渣將不能像正常積蓄后再清掏，必須隨時(shí)配備挖掘機(jī)進(jìn)行清掏以避免凍成冰山，影響鉆機(jī)施工、因鉆機(jī)較多2臺(tái)挖掘機(jī)將不能滿足施工要求，因此需額外增加3臺(tái)挖掘機(jī)方能滿足施工需要。

3)為保證鉆孔時(shí)有足夠的水用于注水掏渣造漿，因此每相鄰2個(gè)樁位之間需打一口水井，水管采用防凍保溫管，鉆機(jī)水泵保持24 h抽水以防止水管凍裂。

4)進(jìn)入冬季后，氣溫過(guò)低，鉆機(jī)操作人員無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間在戶外操作，必須增加人員進(jìn)行換班操作。每臺(tái)鉆機(jī)需額外增加4人。

3.2 鋼筋籠制作冬季施工保護(hù)措施

進(jìn)入冬季后，所有鋼筋加工、焊接按規(guī)范規(guī)定需在室內(nèi)進(jìn)行，因此鋼筋籠的加工焊接需搭設(shè)暖棚，每座暖棚均采用鋼管骨架，雙層保溫布，內(nèi)設(shè)碳火爐子。4臺(tái)滾絲機(jī)用暖棚尺寸為16m×4m×2.5m，每座暖棚內(nèi)設(shè)碳爐2個(gè);6座鋼筋籠加工用暖棚24m×6m×2.5m，每座暖棚四角各設(shè)碳爐1個(gè)。

3.3 混凝土冬季施工保護(hù)措施

1)配制混凝土?xí)r，宜優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。水泥的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng) ＞42.5，水灰宜＜0.5。

2)在拌制混凝土?xí)r，按定比例加入適量的防凍劑。

3)拌制混凝土的各項(xiàng)材料的溫度，應(yīng)滿足混凝土拌和物攪拌合成后所需要的溫度。當(dāng)材料原有溫度不能滿足需要時(shí)，應(yīng)首先考慮對(duì)拌和用水加熱，仍不能滿足需要時(shí)，再考慮對(duì)集料加熱。水泥只保溫，不得加熱。

4)混凝土用的砂、石、料應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱方法可以采用在集料堆下布設(shè)地溝，然后在地溝內(nèi)布設(shè)鋼管，采用蒸汽對(duì)骨料進(jìn)行加熱。

5)冬期攪拌混凝土?xí)r，骨料不得帶有冰雪和凍結(jié)團(tuán)塊。嚴(yán)格控制混凝土的配合比和坍落度;投料前應(yīng)先用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)，投料順序?yàn)楣橇稀⑺?、攪拌，再加水泥攪拌，時(shí)間應(yīng)較常溫時(shí)延長(zhǎng)50%。混凝土拌和物的出機(jī)溫度應(yīng)≥10℃，入模溫度應(yīng)≥5℃。

6)混凝土的運(yùn)輸時(shí)應(yīng)盡可能縮短，運(yùn)輸混凝土的容器應(yīng)有保溫措施。橋梁鉆孔樁施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 橋梁鉆孔樁施工工藝流程圖

［1］李維生.牡丹江市西十一條路跨江大橋工程總體施工組織設(shè)計(jì)［R］.牡丹江:牡丹江水務(wù)科學(xué)院，2009.