彭少知
(南平高速建設(shè)有限公司,福建 南平 353000)
灌注樁按成孔方式可分為鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁和沖孔灌注樁。在大橋的鉆孔灌注樁施工中,可能會遇到水上鉆孔灌注樁施工,對施工技術(shù)提出了很高的要求,施工中必須充分考慮不同環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)。
大橋位于南平市延平區(qū)某段閩江上,大橋中間于河道中央的某小島落地后分成兩部分:小島以南為南汊橋,小島以北為北汊橋。大橋全長約1.7 km:其中跨越閩江主橋長839.5 m(分南汊橋513.5 m,北汊橋326 m),中間在小島落地100 m。4#、5#主橋墩基礎(chǔ)均采用左右幅分離式高樁承臺結(jié)構(gòu),每個承臺下設(shè)4根直徑2.5 m長28 m鉆孔灌注樁,單個承臺平面尺寸為9.6 m×9.6 m,厚度4.0 m,承臺頂面標(biāo)高61.5 m,水深9.0 m。主墩承臺大部分位于常年水位以下,而該橋水位的深淺受下游水口水電站泄水、蓄水影響,電站排蓄水橋位處正常情況下的水位高差變化為2 m,汛期水位變化可達(dá)6~8 m,水流流速受洪水影響較大。橋梁130 m主跨設(shè)置通航孔,滿足雙向IV通航要求。現(xiàn)結(jié)合該工程實(shí)際情況,對其水上鉆孔灌注樁施工的施工要點(diǎn)做如下分析。
樁位放樣經(jīng)復(fù)測確認(rèn)無誤后,將導(dǎo)向架設(shè)置在施工平臺上使鋼護(hù)筒沿導(dǎo)向架的軸線下放,然后對樁位和護(hù)筒垂直度進(jìn)行檢查,確認(rèn)滿足要求后利用振動錘對鋼護(hù)筒進(jìn)行下沉,到鋼護(hù)筒不再下沉位置,由于上層是砂層和全風(fēng)化層,所有為避免坍孔,需在沖孔時做好護(hù)筒跟進(jìn),使鉆孔順利與安全完成。護(hù)筒垂直度會對成樁垂直度造成直接影響,沉樁時必須做好垂直度檢查,并根據(jù)檢查結(jié)果及時調(diào)整。在不會是護(hù)筒發(fā)生彎曲和變形的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡量延長護(hù)筒,護(hù)筒的埋設(shè)應(yīng)到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。
裝機(jī)采用吊機(jī)也可使用移動裝置在樁孔處就位,樁機(jī)就位后,檢查基座是否水平,確認(rèn)合格后將沖擊錘吊起,確保沖擊錘的中心和樁的中心處于同一垂直線,然后對鉆機(jī)進(jìn)行固定。成孔時,不可移位,將偏差控制在25 mm以內(nèi)。
通過對現(xiàn)場地質(zhì)條件與實(shí)際施工條件的綜合考慮,該工程成孔施工采用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行,同時通過正循環(huán)將鉆渣排出,并起到一定程度的護(hù)壁作用。為使成孔順利完成并達(dá)到質(zhì)量要求,需注意以下幾項(xiàng)要點(diǎn)。
(1)沖孔時隨時檢查轉(zhuǎn)向裝置,確保其轉(zhuǎn)向保持靈活;在沖進(jìn)至一定深度以后做好清孔,使成孔順利完成,完成清孔后還要對泥漿性能進(jìn)行檢測,確認(rèn)能否達(dá)到要求;沖孔時可在鋼絲繩上作出明顯的標(biāo)記來控制起錘的高度,并按照設(shè)計(jì)要求與規(guī)范進(jìn)行操作。
(2)成孔時要做好各項(xiàng)記錄,及時撈取鉆渣進(jìn)行鑒定。待巖層到達(dá)微風(fēng)化巖面后,應(yīng)撈取鉆渣拱相關(guān)部門鑒定,以確定樁基入巖的標(biāo)高。
在孔深達(dá)到要求后,由監(jiān)理工程師開始驗(yàn)收,內(nèi)容包括鉆孔深度、鉆孔直徑、鉆孔傾斜度等。清孔方法以換漿法為主,清孔后孔底沉渣厚度不能超過50 mm,且泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)都要滿足灌注要求??紤]到在灌注開始前需要用很長的時間進(jìn)行鋼筋籠吊裝及導(dǎo)管安裝,所以在灌注之前還要進(jìn)行必要的二次清孔。
先在場地進(jìn)行下料,然后分節(jié)制作,主筋用鐓粗直螺紋套筒相連。制作好的鋼筋籠利用平板車運(yùn)到現(xiàn)場,再用吊車起吊并接長。為避免鋼筋籠發(fā)生變形,需在每一節(jié)鋼筋籠的端頭處設(shè)置角鋼箍,并在內(nèi)環(huán)的加強(qiáng)圈部位使用鋼筋焊接成十字支撐,將鋼筋孔起吊到鉆孔的孔口處之后,將其割除。
(1)所有進(jìn)場的鋼筋都要具備質(zhì)保書,并在進(jìn)場后進(jìn)行各項(xiàng)工藝檢驗(yàn),經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)合格后才可使用;如果鋼筋不滿足國家標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)立即退貨;鋼筋的質(zhì)量、規(guī)格與尺寸都要滿足設(shè)計(jì)要求,對主筋進(jìn)行制作以前要做好必要的除銹和調(diào)直。制作在現(xiàn)場嚴(yán)格按照要求進(jìn)行,若需要分節(jié)加工,則相鄰的主筋需要在同一截面上沿長度方向錯開主筋直徑30倍的距離,同時同一截面中接頭數(shù)量不可超出50%。另外,為避免對鋼筋籠進(jìn)行吊裝時發(fā)生變形,可在鋼筋籠中進(jìn)行十字架的焊接。
(2)成孔檢驗(yàn)合格后,方可開始安裝鋼筋籠。所有鋼筋接頭都應(yīng)為機(jī)械接頭,將第一節(jié)吊入到鉆孔以內(nèi)后,對其上接頭與護(hù)筒相連,然后對第二節(jié)進(jìn)行安裝,和上一節(jié)保持對其,用套筒擠壓相連。在下放鋼筋時,鋼筋籠應(yīng)始終處于孔位中心,同時下放的速度應(yīng)緩慢,避免對孔壁造成損傷。將鋼筋籠安裝好后,用定位筋與吊筋固定,以免發(fā)生偏移與上浮。
(3)為便于成樁質(zhì)量的檢測,需在鋼筋籠中設(shè)置聲測管。在下放鋼筋籠以前,需要向聲測管中灌水,這樣是為了避免水壓差較大導(dǎo)致聲測管發(fā)生變形,對樁基檢測造成影響。聲測管應(yīng)保持順直,且接頭可靠,和鋼筋籠之間通過焊接固定,對上下端做好密封。
水下混凝土灌注使用螺栓卡式導(dǎo)管進(jìn)行;在使用導(dǎo)管以前與施工過程中都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查,確認(rèn)水壓、規(guī)格和拼接等能否達(dá)到要求;在連接導(dǎo)管的過程中,需在中間設(shè)置密封夾,并將連接盤上緊,以免漏氣;在吊放的過程中,保證位置居中且軸線保持順直,防止和鋼筋籠發(fā)生接觸。將導(dǎo)管安裝好以后,開始二次清孔,到孔底沉渣厚度與泥漿的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到要求后,對球塞與上漏斗進(jìn)行安裝。
(1)混凝土的拌制應(yīng)嚴(yán)格按照要求使用自帶自動劑量功能的攪拌機(jī)完成,水和外加劑的計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確無誤,且攪拌時間充足;拌和好的混凝土要有良好流動性與和易性,坍落度應(yīng)處在18~22 cm范圍內(nèi);為有效延長混凝土初凝時間,可加入適量的緩凝劑。該工程樁基灌注用混凝土均為商品混凝土,可直接用罐車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場,保證混凝土的質(zhì)量及施工性能。
(2)灌注開始后,先將漏斗灌滿,然后外加一個儲料斗進(jìn)行同時下料,使第一次下料以后導(dǎo)管的埋深達(dá)到1 m以上;在初灌完成后,立即對導(dǎo)管的埋設(shè)情況進(jìn)行檢查。
(3)灌注施工中,應(yīng)隨時對導(dǎo)管的埋設(shè)情況進(jìn)行檢查,并根據(jù)檢查的結(jié)果及時拆管,在提升導(dǎo)管的過程中應(yīng)注意防止和鋼筋籠之間發(fā)生卡掛,同時防止混凝土從漏斗的頂部溢出,導(dǎo)致泥漿中混入大量水泥而變稠,影響測深結(jié)果的準(zhǔn)確度。
(4)每次提升導(dǎo)管時都要對導(dǎo)管的實(shí)際埋深、灌注混凝土方梁與鉆孔中混凝土液面高度等進(jìn)行記錄,并以灌注混凝土方量為依據(jù),對導(dǎo)管埋深進(jìn)行計(jì)算校核,以確定是否和實(shí)測相符,以免由于誤測將導(dǎo)管超拔而產(chǎn)生斷樁;對于埋管的深度,應(yīng)嚴(yán)格控制在2~6 m以內(nèi),而且將導(dǎo)管拆除以后,也要有2 m以上的埋深。混凝土的灌注必須連續(xù)且緊湊,中途不允許停止,應(yīng)一次性完成整個樁柱的混凝土灌注。完成灌注時,混凝土的液面要比樁頂處的標(biāo)高高出50 cm。
鉆孔灌注樁是橋梁常用樁基類型,水上鉆孔灌注樁施工有其獨(dú)特的難點(diǎn),需在施工中把控好各項(xiàng)要點(diǎn)。該工程所用水上鉆孔灌注樁施工技術(shù)合理可行,不僅能使施工順利完成,而且還能保證樁基質(zhì)量,可為類似工程提供參考借鑒。