高彬彬，張濤，盤(pán)倩

（1重慶建工新型建材有限公司，重慶 401122；2重慶城建控股（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶 400010；3重慶慶揚(yáng)建筑工程項(xiàng)目管理有限公司，重慶 401120）

0 引言

閬中市嘉陵江四橋位于閬中城區(qū)已建成的嘉陵江二橋下游2.8km處，起于嘉陵江右岸淳風(fēng)大道，跨越嘉陵江后，經(jīng)蟠龍路與國(guó)道212線和省道302線相接，橋梁全長(zhǎng)1329.5m，橋面寬度29m，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上互通區(qū)及靠近河邊段引橋采用現(xiàn)澆連續(xù)梁，標(biāo)準(zhǔn)斷面河灘淺水段引橋采用預(yù)制T梁，全橋跨徑組合為（12×40m連續(xù)梁）+（8×41.25m簡(jiǎn)支T梁）+（2×130m獨(dú)立斜拉）+（2×130m獨(dú)塔斜拉橋）+（4×32.5m+45m+32.5m連續(xù)梁），主橋采用兩跨130米獨(dú)塔斜拉橋，主塔高96m，為“承臺(tái)接群樁”基礎(chǔ)，群樁為15根Φ2.50m、樁長(zhǎng)35m的鉆孔灌注樁，橫橋向5排，縱橋向3排成矩形布置，縱橫樁距均為5.6m，混凝土為C30水下混凝土。

1 混凝土灌注施工工藝

由于主塔位于河道深水區(qū)，通過(guò)打入鋼管樁、鋪設(shè)貝雷梁、型鋼梁搭設(shè)棧橋與施工平臺(tái)，結(jié)合工程水文、地質(zhì)情況，主塔群樁采用沖擊成孔工藝進(jìn)行樁基鉆孔施工，工藝流程為：測(cè)量定點(diǎn)→護(hù)筒埋設(shè)→沖擊成孔→清孔→鋼筋籠制作與下放→導(dǎo)管拼裝與下放→泥漿沉渣檢測(cè)→水下混凝土灌注，混凝土灌注的詳細(xì)工藝流程見(jiàn)圖1。沖擊成孔工藝由于成孔深度大、穩(wěn)定性好，特別適合于地質(zhì)條件不良，地下水豐沛的工程施工中，但沖孔樁基施工對(duì)施工技術(shù)要求較高，施工難度大，也容易造成樁基沉渣過(guò)厚，泥漿指標(biāo)不良，水下混凝土灌注過(guò)程中極易造成樁身結(jié)構(gòu)完整性不良，甚至造成斷樁等嚴(yán)重的質(zhì)量事故[1]。

圖1 沖孔樁基混凝土灌注施工工藝流程

2 灌注過(guò)程質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 導(dǎo)管拼裝下放

導(dǎo)管采用鋼制導(dǎo)管，內(nèi)徑一般要求為200～350mm，且要完好無(wú)變形和過(guò)度磨損，該項(xiàng)目使用鋼制導(dǎo)管為Φ300mm，拼裝連接時(shí)接頭必須洗干凈，且需加上橡膠材質(zhì)止水密封圈，要求密封圈無(wú)老化、表面無(wú)開(kāi)裂等現(xiàn)象，防止使用過(guò)程出現(xiàn)滲水、混凝土漏漿情況發(fā)生。正式澆筑混凝土前特別是首次使用時(shí)務(wù)必對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，并進(jìn)行導(dǎo)管垂直度檢查，其中水密試驗(yàn)的水壓不小于樁基孔內(nèi)水壓以及導(dǎo)管壁與焊縫可能承受混凝土壓力的1.3倍[2]，混凝土壓力P按照下式計(jì)算：

式中：P為導(dǎo)管可能承受到的最大內(nèi)壓力，kPa；γc為混凝土拌合物重度，kN/m3；hc為導(dǎo)管使用長(zhǎng)度，以最大長(zhǎng)度計(jì)，m；γw為樁孔內(nèi)泥漿重度，kN/m3；Hw為樁孔內(nèi)泥漿深度，m。

下放導(dǎo)管時(shí)，需安排專人對(duì)導(dǎo)管的螺紋絲口連接情況逐個(gè)進(jìn)行檢查，導(dǎo)管下至距離孔底30cm即可。另因清孔驗(yàn)收不合格需繼續(xù)清孔循漿時(shí)，必須控制導(dǎo)管下放深度，要求距離孔底沉渣頂部距離不少于1m，避免清孔時(shí)翻渣造成導(dǎo)管堵塞。正式開(kāi)始灌注混凝土?xí)r，拆除的導(dǎo)管必須及時(shí)清洗，以免水泥砂漿附著凝固后影響導(dǎo)管的正常使用。

2.2 清孔控制要點(diǎn)

樁基成孔后需進(jìn)行清孔，滿足要求方能下放鋼筋籠、導(dǎo)管。在澆筑混凝土前還必須對(duì)樁孔內(nèi)泥漿指標(biāo)、沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè)，要求見(jiàn)表1。若不滿足要求時(shí)必須進(jìn)行二次清孔（清孔一般先加純堿充分沉淀，再加CMC，并且調(diào)整泥漿指標(biāo)），方法為：在混凝土導(dǎo)管內(nèi)接好風(fēng)管和彎管，風(fēng)管埋深50m左右，再接好彎管上的高壓送風(fēng)管。以上工序全部結(jié)束后，用吊鉤將導(dǎo)管慢慢提起距離孔內(nèi)沉渣頂部上面1m左右（避免導(dǎo)管堵塞），然后開(kāi)始用空壓機(jī)送風(fēng)，循環(huán)泥漿，然后逐步往下清渣，進(jìn)行第二次吸泥清孔，并及時(shí)向護(hù)筒內(nèi)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，確保護(hù)筒內(nèi)水頭，當(dāng)孔底沉渣及泥漿指標(biāo)符合清孔要求后，立即停止送風(fēng)，拆除吸渣彎頭、風(fēng)管。

表1 沖孔樁基泥漿指標(biāo)、沉渣厚度技術(shù)要求

2.3 水下混凝土制備

水下混凝土應(yīng)具備良好的流動(dòng)性、自密實(shí)性以及良好的抗分散性能[3]，單樁澆筑體量在考慮到擴(kuò)孔系數(shù)的情況下達(dá)到200m3左右，加之棧橋運(yùn)輸能力限制，混凝土灌注時(shí)間預(yù)計(jì)在6～8h，因此還要求混凝土具備一定的緩凝特性，工作性能經(jīng)時(shí)損失要小。結(jié)合交通行業(yè)的施工技術(shù)規(guī)范[2]與四川地區(qū)推薦使用橋梁工程高性能混凝土制備技術(shù)規(guī)范[4]，確定了目標(biāo)混凝土的技術(shù)要求，其中力學(xué)性能要求滿足1.15倍設(shè)計(jì)值要求，工作性能要求見(jiàn)表2。

表2 水下混凝土的技術(shù)要求

立足目標(biāo)技術(shù)要求，設(shè)計(jì)選定的配合比及其性能參數(shù)見(jiàn)表3、表4。

表3 閬中市嘉陵江四橋樁基用水下混凝土配合比

表4 水下混凝土性能參數(shù)

為準(zhǔn)確測(cè)定混凝土的流動(dòng)性損失，對(duì)其倒流時(shí)間經(jīng)時(shí)損失進(jìn)行了測(cè)定，見(jiàn)圖2。

圖2 流動(dòng)性經(jīng)時(shí)損失（單位：s）

2.4 灌注過(guò)程控制

導(dǎo)管安裝到位（導(dǎo)管底口離孔底30～40cm時(shí)即固定），安裝料斗，料斗的體積要求不宜少于首批封底混凝土的體量，具體按照式2.1.2計(jì)算，閬中四橋主塔樁基封底混凝土需求量約為7.5m3。但現(xiàn)場(chǎng)料斗體積不足，且受限于棧橋通行條件混凝土運(yùn)輸車為7m3小型運(yùn)輸車，實(shí)際施工時(shí)采取的辦法是先將料斗內(nèi)裝滿混凝土約為2.5m3，然后將運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的第二臺(tái)混凝土運(yùn)輸車退至料斗前，待拔球（為一塊直徑略大于導(dǎo)管直徑的硬質(zhì)鋼片，上焊接有吊環(huán)通過(guò)鋼絲繩與卷?yè)P(yáng)機(jī)相連，下混凝土之前將鋼片放置在料斗內(nèi)的導(dǎo)管口處，開(kāi)始下混凝土?xí)r要求工人用鋼筋壓住，拔球時(shí)則使用卷?yè)P(yáng)機(jī)快速將其提起即完成拔球下料動(dòng)作）下料開(kāi)始時(shí)運(yùn)輸車立即加大罐體轉(zhuǎn)速往料斗內(nèi)送料，使得首批混凝土下料體積達(dá)到9.5m3左右，即滿足首批封底混凝土的體量需求。

圖3 水下混凝土灌注過(guò)程控制

2.1.2 式中:D為樁孔直徑，m；H1為導(dǎo)管底距樁孔底的距離，m，一般控制在0.3m左右；H2為導(dǎo)管初次埋置深度，m，一般為1.0m；d為導(dǎo)管內(nèi)徑，m；h1為樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到初次埋置深度時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外壓力所需的高度，m。

2.1.3 式中HW、γw、γc同2.1.1式。

需要注意的是，封底混凝土完成灌注后應(yīng)通過(guò)測(cè)錘測(cè)量導(dǎo)管埋深，以確定封底是否成功。封底成功后開(kāi)始正常灌注水下混凝土，要求全過(guò)程盡量連續(xù)，車輛轉(zhuǎn)換、導(dǎo)管拆除、深度測(cè)量等中間作業(yè)過(guò)程時(shí)間盡量要短，灌注過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真監(jiān)測(cè)混凝土柱上升高度，導(dǎo)管埋深，并和已灌入的混凝土數(shù)量校核，以便確定擴(kuò)孔率或混凝土面上升是否正常。此外還需要注意的控制要點(diǎn)有：

（1）正常灌注時(shí)進(jìn)入導(dǎo)管混凝土量不宜過(guò)大，速率不宜過(guò)快，以不全部封住導(dǎo)管口為宜，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊堵塞導(dǎo)管，若因氣囊造成堵管，可用吊車提升漏斗，混凝土開(kāi)始下落迅速回原位或在漏斗的導(dǎo)管上端開(kāi)一排氣孔。

（2）灌注過(guò)程中建議的導(dǎo)管埋置深度為2～6m，通過(guò)測(cè)錘測(cè)得導(dǎo)管埋置深度≥6m時(shí)，根據(jù)情況進(jìn)行導(dǎo)管的拆除作業(yè)，要求在拆除過(guò)程中要謹(jǐn)慎操作，提升降落導(dǎo)管動(dòng)作不宜過(guò)猛，避免將導(dǎo)管提空形成亮封，或者對(duì)鋼筋籠造成擾動(dòng)，同時(shí)還建議現(xiàn)場(chǎng)配備一兩節(jié)1m導(dǎo)管進(jìn)行置換性拆除，便于合理保證導(dǎo)管埋深。

（3）孔內(nèi)由混凝土置換出來(lái)的泥漿經(jīng)連通管流入其它待鉆鋼護(hù)筒回收利用，對(duì)于混凝土澆至樁頂以上部分含有水泥漿的廢漿不能回收再利用，用砂石泵抽至艙駁內(nèi)，運(yùn)至碼頭，用泥漿泵通過(guò)布設(shè)的輸送管道，將廢漿排放到泥漿處理場(chǎng)內(nèi)。

（4）當(dāng)混凝土澆注至接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)反復(fù)測(cè)定混凝土面高程，以保證混凝土頂面標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高高0.5～1.0m，以保證足夠的樁頭破除長(zhǎng)度。

3 施工效果

圖4 主塔樁基灌注完成后現(xiàn)場(chǎng)概況

閬中市嘉陵江四橋主塔樁基在施工完成后，通過(guò)超聲波檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性、通過(guò)鉆芯法對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)均一次性合格，通過(guò)抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)單樁豎向承載力，均能滿足設(shè)計(jì)要求，全部評(píng)定為Ⅰ類樁，取得了良好的施工效果。

[1]王晉林.關(guān)于沖孔灌注樁施工實(shí)踐[J].四川建筑科學(xué)研究，2005，31（3）：92-93.

[2]JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3]王洪順，王毅.淺談水下混凝土的配制與施工[J].商品混凝土，2005，（4）：38-41.

[4]SCG F51-2010橋梁高性能混凝土制備與應(yīng)用技術(shù)指南[S].成都：四川省交通運(yùn)輸廳，2010.