魏湛力

摘要：鉆孔灌注樁在各類土木工程中廣泛應(yīng)用，具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前在鐵路橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位。通過工程實(shí)踐，為類似施工提供借鑒。

Abstract： Bored pile is widely used in civil engineering， has the advantages of good shock resistance， large bearing capacity， small construction noise， can solve the special foundation settlement load， etc. Therefore， at present， the bored pile foundation has occupied an important position in the field of railway bridge foundation engineering. Through the engineering practice， it provides the reference for the similar construction.

關(guān)鍵詞：橋梁；鉆孔樁；工藝控制

Key words： bridge；bored pile；process control

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）08-0129-02

0 引言

鉆孔灌注樁廣泛使用于鐵路橋梁施工中，施工大部分都是在水下作業(yè)，在施工過程中無法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收，施工質(zhì)量較難控制，發(fā)生事故后又較難處理。很容易出現(xiàn)樁位偏差過大、孔底沉渣偏多、鋼筋籠上浮、樁體混凝土離析、斷樁、夾泥等質(zhì)量問題，控制好施工過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)，力爭成樁之前將隱患消除。本文以五峰山長江特大橋?yàn)檠芯繉ο螅治隽酥鞫展嘧兜氖┕み^程，旨在指導(dǎo)工程實(shí)踐，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供借鑒。

1 工程概況

五峰山長江特大橋橋梁總長6408.909m，其中跨江大橋主橋長1432m；南北公鐵合建段引橋長1444.799m（北岸757.9m）；南北單建鐵路引橋長3532.11m（北岸2304.811m）。鐵路設(shè)計(jì)行車速度250公里/小時(shí)，正線線間距4.6m，預(yù)留兩線鐵路。高速公路；雙向八車道；設(shè)計(jì)行車速度100公里/小時(shí)；橋面寬度40.5m。正橋主航道橋采用（84+84+1092+84+84）m雙塔連續(xù)鋼桁梁懸索橋橋式方案。

其中北岸主3#塔承臺(tái)設(shè)置70根Φ3.1/2.8m變徑樁，變徑點(diǎn)位于基巖面-72m處。樁基呈梅花式布置，樁底均進(jìn)入微風(fēng)化石英閃長斑巖。承臺(tái)平面采用圓形，厚9.5m，直徑40.0m，采用C35混凝土。為改善承臺(tái)、塔底截面受力，在承臺(tái)頂面設(shè)置5.0m高的臺(tái)式塔座。

另外因承臺(tái)封底需要，在系梁位置設(shè)置4根臨時(shí)鉆孔樁，直徑為2.8m，樁長約45m。

樁基設(shè)置Φ3.3m鋼護(hù)筒，護(hù)筒長33.5m，底標(biāo)高-26.5m。

2 鉆孔灌注樁施工

2.1 總體施工工藝及流程

采用搭設(shè)水上鋼平臺(tái)進(jìn)行鉆孔樁施工，主墩布置10臺(tái)KP4000氣舉反循環(huán)鉆機(jī)成孔。主墩上下游各安裝一臺(tái)120t龍門吊和250t.m塔吊作為主要起重工具，后續(xù)根據(jù)工期需要，再配備一艘300t全旋轉(zhuǎn)浮吊和100t履帶吊提高起重作業(yè)工效。鉆孔樁施工工藝流程如圖1所示。

2.2 成孔施工工藝

2.2.1 成孔順序

因鉆孔樁孔距較近，且護(hù)筒底口以下為粉細(xì)砂層，為防止鉆孔、灌注砼時(shí)出現(xiàn)串孔，鉆孔樁需要嚴(yán)格按隔孔施工的原則安排施工。樁基施工按上下游對稱分為兩個(gè)相對獨(dú)立的作業(yè)區(qū)，每個(gè)作業(yè)區(qū)布置5臺(tái)鉆機(jī)。

2.2.2 泥漿制配及循環(huán)系統(tǒng)

粉細(xì)砂層底標(biāo)高為-43.6m至-44.6m之間，為確保鉆孔樁不塌孔、保證樁基施工質(zhì)量，選用高塑性粘土或膨潤土作為備用材料對泥漿性能進(jìn)行調(diào)整，確保制配出來的鉆孔泥漿為不分散、低固相、高粘度的優(yōu)質(zhì)PHP泥漿，泥漿指標(biāo)符合表1的要求。

鉆孔泥漿均采用泥漿攪拌機(jī)護(hù)筒內(nèi)拌制，泥漿經(jīng)凈化器處理后通過泵送流入鉆孔孔內(nèi)，泥漿循環(huán)系統(tǒng)。鉆渣存儲(chǔ)在貯渣箱中，由輪胎式挖機(jī)挖至運(yùn)渣車上運(yùn)至指定地點(diǎn)處理。

2.2.3 鉆機(jī)安放、調(diào)試及移位

鉆機(jī)安放橫平豎直，保證底盤與平臺(tái)主縱梁平行（HM588型鋼），具體布置如圖2所示。

鉆機(jī)安裝前，先進(jìn)行鉆孔樁鋼護(hù)筒的位置測量，得出鋼護(hù)筒的偏位情況、傾斜度以及傾斜方向，為后面的鉆孔施工提供依據(jù)資料。

鉆機(jī)安放至平臺(tái)上后，傾斜鉆架或移動(dòng)上層底盤將鉆頭、風(fēng)包鉆桿及配重的組合件吊入孔內(nèi)，并臨時(shí)固定，鉆機(jī)利用自身的卷揚(yáng)系統(tǒng)（或液壓旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)）安裝鉆桿。鉆機(jī)初次就位后，測量利用全站儀或GPS放出樁位中心，然后進(jìn)行鉆機(jī)的中心位置調(diào)整，同時(shí)調(diào)整鉆機(jī)的底座的平整度，調(diào)整完成后測量再次進(jìn)行校核，直到鉆機(jī)的垂直度≤1/200，平面位置偏差≤2cm，滿足要求為止。為了保證鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中不產(chǎn)生位移，鉆機(jī)就位好之后將鉆機(jī)與平臺(tái)之間進(jìn)行焊接固定。

鉆機(jī)的鉆桿、配重鉆桿、鉆頭安裝之前進(jìn)行編號(hào)以及實(shí)際長度的測量和記錄，匯總制成表，并將編號(hào)和長度標(biāo)記在鉆桿上。

鉆機(jī)安裝就位后進(jìn)行調(diào)試，若一切正常，即可開始鉆進(jìn)。

鉆機(jī)的移位分二種情況進(jìn)行：自行移位和利用浮吊直接吊裝移位。鉆機(jī)的自行移位是在成孔及鉆頭鉆桿撤除之后，利用卷揚(yáng)機(jī)或葫蘆的牽引通過滑軌移動(dòng)將鉆機(jī)移動(dòng)到位。或在成孔及鉆頭、鉆桿撤除之后，利用浮吊直接整體吊起鉆機(jī)進(jìn)行移位。

2.2.4 鉆進(jìn)成孔

鉆進(jìn)過程中嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)，根據(jù)不同地層及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)進(jìn)尺及泥漿指標(biāo)，并補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，始終保持護(hù)筒內(nèi)泥漿面高于護(hù)筒外水面不小于1.5m。

①護(hù)筒內(nèi)鉆進(jìn)：為了防止護(hù)筒內(nèi)掉入的鐵件對后期鉆孔造成困難，在開鉆之前，用電磁鐵對護(hù)筒內(nèi)進(jìn)行掃吸，清除孔內(nèi)的鐵質(zhì)雜物。鉆機(jī)就位后先進(jìn)行護(hù)筒內(nèi)的鉆進(jìn)，護(hù)筒內(nèi)鉆進(jìn)選用直徑3.09m的刮刀鉆頭，外圈設(shè)置有鋼絲刷，由于有護(hù)筒的防護(hù)，護(hù)筒內(nèi)地層采取高轉(zhuǎn)速進(jìn)行鉆進(jìn)施工。②護(hù)筒口鉆進(jìn)：當(dāng)鉆頭接近護(hù)筒底口（護(hù)筒底口以上1m），降低鉆進(jìn)速度，置換孔內(nèi)泥漿，以形成穩(wěn)定孔壁，每小時(shí)進(jìn)尺控制在0.2～0.4m左右。③粉細(xì)砂層鉆進(jìn)：出護(hù)筒后進(jìn)入粉細(xì)砂層鉆進(jìn)時(shí)低檔慢速鉆進(jìn)，嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)，適當(dāng)加大泥漿稠度及比重，以增強(qiáng)泥漿護(hù)壁能力，每小時(shí)進(jìn)尺控制在0.3～0.5m左右。④巖層內(nèi)鉆進(jìn)：鉆進(jìn)至-72m標(biāo)高時(shí)開始變徑，變徑截面位于強(qiáng)風(fēng)化巖中，到達(dá)位置后提鉆，更換直徑2.79m的滾刀鉆頭，開鉆時(shí)鉆頭反循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，采用反循環(huán)減壓鉆進(jìn)，每小時(shí)進(jìn)尺控制在0.2～0.8m左右，直至鉆進(jìn)至樁底標(biāo)高。

2.3 成樁施工工藝

2.3.1 鋼筋籠安裝

①吊裝方法。前場鋼筋籠的起吊利用龍門吊（或履帶吊和浮吊）進(jìn)行接高及下放，吊點(diǎn)設(shè)置在每節(jié)鋼筋籠最上一層加勁箍處，對稱布置，共計(jì)四個(gè)，吊耳采用圓鋼制作并與相應(yīng)主筋焊接。為避免鋼筋籠發(fā)生吊裝變形，鋼筋籠頂口設(shè)置專用吊具。

②接頭連接方法及要求。鋼筋籠接長和沉放之前做好準(zhǔn)備工作，孔壁檢測合格后進(jìn)行鋼筋籠接長和沉放。

起重設(shè)備大鉤通過吊具起吊每節(jié)鋼筋籠上層4個(gè)吊耳，小鉤起吊下部第二節(jié)2m間距加強(qiáng)箍位置，三點(diǎn)配合將鋼筋籠豎立，移動(dòng)至成孔樁位置，將第一節(jié)鋼筋籠下沉，當(dāng)下層4個(gè)吊耳到達(dá)孔口位置時(shí)，將鋼筋籠托架卡環(huán)扣到吊耳上，緩慢繼續(xù)下沉，使托架受力承受鋼筋籠重量，完成體系轉(zhuǎn)換。卸掉吊具卡環(huán)。再按照第一節(jié)鋼筋籠豎直辦法將第二節(jié)鋼筋籠吊立垂直并對接。提升鋼筋籠1m左右，人員拆除下層吊耳卡環(huán)，鋼筋籠下放。當(dāng)鋼筋籠下放到第二節(jié)頂口的下層吊耳與鋼護(hù)筒平齊時(shí)停止下放，將托架卡環(huán)扣在吊耳上，繼續(xù)下沉完成體系轉(zhuǎn)換，同樣方法進(jìn)行后續(xù)接長施工。

2.3.2 導(dǎo)管下放

鋼筋籠安裝到位后，立即進(jìn)行導(dǎo)管下放。導(dǎo)管采用無縫鋼管制成，快速螺紋接頭，導(dǎo)管接頭處設(shè)2道密封圈。導(dǎo)管拼裝好首次使用前先灌滿水并封閉兩端進(jìn)行水密性實(shí)驗(yàn)，合格標(biāo)準(zhǔn)是灌水后穩(wěn)壓10min，接頭、接縫不滲漏即可。

2.3.3 混凝土灌注

混凝土采用2臺(tái)180m3/h攪拌站拌制，分別通過6臺(tái)8m3/輛輸送車型運(yùn)輸至施工平臺(tái)，再通過2臺(tái)60m3/h拖泵泵送至大集料，然后經(jīng)溜槽進(jìn)入小料斗和導(dǎo)管進(jìn)行灌注。

混凝土封底灌注采用砍球法、拔塞法施工，在混凝土灌注過程中要始終保持護(hù)筒內(nèi)水頭高度在1.5m左右。灌注完成時(shí)，砼面不小于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高1.0m。

3 結(jié)論

綜上所述，混凝土灌注樁施工時(shí)要求工序銜接必須非常緊密，對工序的操作標(biāo)準(zhǔn)要求較高，因此需要充分做好施工準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)各施工人員的聯(lián)系，注重質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)的把控，才能確保混凝土灌注樁的整體質(zhì)量。本文以五峰山長江特大橋?yàn)檠芯繉ο螅治隽算@孔灌注樁總體施工工藝及流程，闡述了成孔施工工藝，最后，從鋼筋籠安裝、導(dǎo)管下放、混凝土灌注三個(gè)方面探討了成樁工藝，旨在指導(dǎo)工程實(shí)踐，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供借鑒。

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