楊 波,李維生,肖開軍
(1. 四平市規(guī)劃局;2. 中交二公局第二工程有限公司)
四平市紫氣大路立交橋工程為溝通紫氣大路和東盛大街的一座全互通立交。橋梁基礎設計采用為24 根φ1.5 m和352 根φ1.2 m 鉆孔灌注樁。最大樁長為32 m,最小樁長為25 m,均為摩擦樁。
工程位于四平市鐵東區(qū)紫氣大路,地貌單元為山前臺地,第四系地層為洪沖積、坡積地層,下伏白堊紀泥巖、砂巖。地勢較平坦,開闊。
(1)耕土:黑色、稍濕、松散,主要由擾動粉質(zhì)黏土等組成,該層場地分布普遍。埋深一般在0. 00 ~1. 0 m,最淺0.00 ~0.90 m,最深0.00 ~1.30 m,厚度0.9 ~1.3 m。
(2)粉質(zhì)粘土:黃褐色、飽和、軟塑-可塑、中高壓縮性。該層場區(qū)普遍分布,埋深一般在1.0 ~11.8 m,最淺0.90 ~3.40 m,最深1.0 ~12.3 m,厚度2.5 ~11.3 m。起伏較大。
(3)泥巖夾砂巖:棕紅色,灰白色,全風化,節(jié)里裂隙發(fā)育,呈可塑-硬塑狀態(tài),碎塊狀,該層場區(qū)普遍分布,埋深一般在6.8 ~12.5 m,最淺3.40 ~12.6 m,最深12.3 ~13.8 m,厚度9.2 ~1.5 m。起伏較大。
(4)砂巖夾泥巖:褐色、棕紅色,灰白色,強風化,節(jié)里裂隙發(fā)育,呈硬塑-堅硬狀態(tài),小塊狀,該層場區(qū)普遍分布,埋深一般在12.5 ~19.0 m,最淺11.0 ~20.1 m,最深13.8 ~19.6 m,厚度9.10 ~5.80 m。起伏較大。
地下水靠大氣降水補給,向下游排泄,地下水位隨季節(jié)變化。通過拌和站建設中打井,地面以下80 m 出現(xiàn)地下水。
根據(jù)以往類似地質(zhì)情況施工經(jīng)驗,針對泥巖的地層,選擇采用沖擊鉆和旋挖鉆施工比較合適。
根據(jù)工地建設中打水井的情況,在地面以下80 m 才出現(xiàn)地下水的情況,采用旋挖鉆比較合理。旋挖鉆可以直接干挖,避免采用泥漿護壁,而且施工速度快,不需要泥漿。從成本方面相比較,采用旋挖鉆更加合理。故采用旋挖鉆施工相對是合理方案。
施工方法選擇旋挖鉆施工,根據(jù)其他工地施工經(jīng)驗及現(xiàn)有資源,選擇徐工XR280 鉆機。XR280 鉆機具體參數(shù)見表1。
表1 XR280 旋挖鉆機主要技術(shù)參數(shù)
續(xù)表1
根據(jù)XR280 鉆機參數(shù)完全滿足本工程施工需要。
樁基施工主要內(nèi)容為:場地平整、埋設鋼護筒、鉆孔施工、檢孔、鋼筋籠和導管的安裝、混凝土灌注。工藝流程圖見1。
圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖
測量放樣后,采用挖坑埋設法埋設護筒,護筒底部和外側(cè)四周應采用黏質(zhì)土回填分層夯實。護筒的埋設標準:護筒中心豎直線與樁中心線重合,平面允許誤差為50 mm,豎直線傾斜不大于1%,護筒頂面應高出地面30 cm。
(1)首先進行鉆頭對中孔位,人工依據(jù)樁位十字線,使鉆頭中心與十字線中心對中,調(diào)整桅桿豎直度及鉆機機身水平。
(2)旋挖筒升降速度要均勻,不要過猛,以免碰撞孔壁,造成塌孔。
(3)成孔前必須檢查鉆頭保護裝置,鉆頭直徑、磨損情況,施工過程對鉆頭磨損超標的及時更換。
(4)鉆孔過程中根據(jù)地質(zhì)情況控制進尺速度:在耕土及粉質(zhì)粘土中鉆進時,采用快轉(zhuǎn)速鉆進,以提高鉆進效率;在泥巖及粉砂巖中鉆進時,要減慢鉆進速度。
(5)在鉆進過程,對于耕土及粉質(zhì)粘土,直接用旋挖筒鉆進、取渣,遇到泥巖及粉砂巖時,先用螺旋鉆頭將其攪拌,再用旋挖筒取渣。
(6)鉆孔過程中,及時填寫鉆孔施工記錄,交接班時由當班鉆機班長交待接班鉆機班長鉆進情況及下一班應注意事項。
(7)鉆孔作業(yè)應分班連續(xù)進行,隨時撈取渣樣,檢查土層是否有變化,當土層變化時及時報監(jiān)理工程師并記入記錄表中,且與地質(zhì)剖面圖核對。
(8)因故停止鉆進,孔口加護蓋。嚴禁鉆頭留在孔內(nèi),以防埋鉆。
(9)成孔達到設計深度時,監(jiān)理工程師驗收合格后,方可進行下一步施工。
鉆孔至設計深度后,進行成孔質(zhì)量檢查,內(nèi)容包括:孔徑、孔深、垂直度、孔底沉渣。沉渣厚度不得大于10 cm。如表2 所示。
表2 鉆孔成孔質(zhì)量標準
基樁鋼筋籠均在我部鋼筋加工場地內(nèi)集中采用分節(jié)段加勁筋成型法制作。鋼籠主筋為φ25 和φ28,制作搭接采用焊接,箍筋與主筋梅花點焊,主筋與加筋箍100 %點焊牢固。由于鋼筋籠直徑比較大,擬采用在鋼筋籠內(nèi)加焊十字撐,以加強鋼筋籠結(jié)構(gòu)的整體性,防止鋼筋籠在吊裝過程中變形。鋼筋籠制作時注意安裝聲測管,聲測管上下管口用木塞封口。鋼筋籠保護層用7 cm 厚混凝土墊塊在每個加筋箍四周各墊一塊。樁基鋼筋籠采用樁基與汽車吊進行臺吊安放,鋼筋籠節(jié)段對接采用機械連接,兩段鋼筋籠的主筋須錯開搭接,焊接對接,搭接長度應符合設計要求,十字撐在鋼筋籠下放過程中割除。
基樁混凝土灌注采用剛性導管法結(jié)合振搗棒方式。
導管在下方時因為采用干澆方式,注意導管的連接安全。雖然采用干澆方式,為了混凝土的密室性,和水下澆注程序相同,導管埋入混凝土中的深度一般控制在2 ~6 m 范圍之內(nèi)。每次拆卸導管后,導管埋入混凝土的深度應不小于2 m?;炷辽仙诫x孔口8 ~10 m 范圍內(nèi),因為混凝土的壓力越來越小,采用振搗棒振搗使混凝土更加密實。
導管提升過程中要注意居中緩慢提升,防止掛卡鋼筋骨架。灌注的樁頂高程應高出設計高程0.5 ~1.0 m,以保證鑿除后的樁頭混凝土強度。
全橋的φ1.2 m 鉆孔灌注樁采用小應變檢測,φ1.5 m 鉆孔灌注樁采用超聲波檢測。經(jīng)檢測全部為I 類樁。
(1)塌孔
①原因分析。挖埋式護筒的底部和四周未填實。成孔速度過快。吊放鋼筋籠時碰撞了孔壁。
②預防措施。埋設護筒時,宜在護筒底部夯填50 cm 厚粘土,并且必須夯打密實。放置護筒后,在護筒四周對稱均衡地夯填粘土,防止護筒變形或移位,應夯填密實不滲水。施工通道的布置應離孔位一定距離,防止孔頂有動載時引起坍塌。鋼筋籠的吊放、接長均應注意不碰撞孔壁。
(2)鋼筋籠上浮
①原因分析。混凝土在進入鋼筋籠底部時灌注速度太快。鋼筋籠未采取固定措施,或固定措施不合理。
②預防措施。為防止鋼筋骨架上浮,當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1 m 左右時,應降低混凝土的灌注速度。當混凝土上升到骨架底口4 m 以上時,提升導管,使其底口高于骨架底部2 m 以上,即可恢復正常灌注速度。灌注混凝土前,應將鋼筋籠固定在孔位護筒上,可防止上浮。
本工程基樁施工從2011 年9 月1 日開始,到2011 年11月23 日結(jié)束,工程非常順利結(jié)束,所有基樁均為I 類樁。通過本工程基樁施工,針對相似工程提供一個很好施工范例。
[1] 城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范(CJJ2-2008)[S]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.
[2] 橋涵(上冊)[M]. 北京:人民交通出版社,2000.