陳帥宇 江西中昌工程咨詢監(jiān)理有限公司
橋梁樁基施工具有工期長、技術(shù)要求高、工程量大、施工環(huán)境復(fù)雜、施工成本高的特點,施工單位應(yīng)規(guī)范應(yīng)用橋梁樁基施工技術(shù),控制施工質(zhì)量,確保橋梁樁基技術(shù)作用的發(fā)揮。就此,關(guān)于橋梁樁基施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用研究具有鮮明現(xiàn)實意義。
在市政工程中,橋梁樁基施工技術(shù)是建造橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的核心技術(shù),橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)負責(zé)承載橋梁的荷載,避免橋梁結(jié)構(gòu)在運行期間出現(xiàn)不均勻沉降或位移,影響橋梁使用安全。橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)保障橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具備較高強度、穩(wěn)定性,切實傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載[1]。就此,可明確橋梁樁基施工技術(shù)在市政工程中發(fā)揮重要作用,施工單位應(yīng)根據(jù)道路橋梁工程的地基條件,合理設(shè)計橋梁樁基施工方案,規(guī)范各項施工操作。
為在市政工程中推廣應(yīng)用橋梁樁基施工技術(shù),本文以某橋梁樁基工程為例,總結(jié)其實踐應(yīng)用要點,以供參考。該橋梁工程采用樁柱式橋墩結(jié)構(gòu),施工現(xiàn)場地下水埋深6.8-7.5m,土層結(jié)構(gòu)為耕土、粉砂細沙、亞黏土、花崗巖層等。依據(jù)現(xiàn)場勘查結(jié)果,施工單位選擇鉆孔灌注樁施工工藝,具體橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用方法要點如下。
根據(jù)橋梁工程建設(shè)要求,施工單位共設(shè)置480 根鉆孔灌注樁,主橋的樁徑為1.4m,引橋的樁徑分別為1.6m 和2.2m,中橋的樁徑分別為2.2m 和2.5m。基于橋梁地基的地層結(jié)構(gòu)特點,施工單位選擇沖擊鉆施工技術(shù),在施工方案設(shè)計環(huán)節(jié),施工單位設(shè)計不同鉆機布置方案,進行對比分析。方案一:4 臺鉆機施工,施工時長為83 天;方案二:6 臺鉆機施工,施工時長為66 天,考慮到市政工程對工期的要求,施工單位選擇方案二施工,樁基施工順序如圖1 所示。
圖1 樁基鉆孔順序示意圖
在明確施工方案的基礎(chǔ)上,施工單位按照規(guī)范流程開展橋梁樁基施工,具體如下:
1.現(xiàn)場準(zhǔn)備
在橋梁樁基施工前,施工單位需做好基礎(chǔ)處理工作,為鉆孔灌注樁施工奠定基礎(chǔ)。首先進行場地平整,淺水區(qū)選擇筑島法清理,深水區(qū)使用平臺法清理,保障施工現(xiàn)場平臺安全可靠;然后,進行樁位測量,按照施工方案的要求,逐一標(biāo)注樁基的樁位、中心,指導(dǎo)后續(xù)施工[2]。
2.埋設(shè)護筒
在現(xiàn)場準(zhǔn)備完成后,進行鋼護筒埋設(shè)施工,主墩鋼護筒的厚度為12mm,鋼護筒的頂部和底板分別進行同厚度的鋼板進行加固處理;不同樁徑的灌注樁配置不同大小的鋼護筒,鋼護筒直徑大于樁徑0.5m,使用14mm 厚度的鋼板制作。在護筒埋設(shè)時,要求護筒頂部超過地面30cm,超過最高施工水位1.5-2m,埋深為2-4m。同時,為保障施工質(zhì)量,要求護筒的中心和樁基中心偏差低于50mm,且主墩鋼護筒應(yīng)低于局部沖刷線1.5m。
3.鉆孔施工
在樁孔施工前,施工單位進行泥漿的制備,按照1.1-1.2 的比例設(shè)計水泥漿液配比,并將含砂率控制在2%以內(nèi)。由于鉆孔施工采用正循環(huán)清孔技術(shù),施工單位合理布置施工現(xiàn)場的制漿池、沉淀池等場所,并按照規(guī)范要求控制泥漿質(zhì)量,具體如表1 所示。
表1 正循環(huán)清孔泥漿質(zhì)量控制表
在做好鉆孔準(zhǔn)備后,施工單位在鉆機就位后,實施鉆孔施工,要點如下:
(1)由于鉆進時受到頁巖阻礙,施工單位更換鉆頭重新鉆進,首先使用直徑為1.2m 的鉆頭施工,再使用直徑為1.6m 的鉆頭施工,最后使用直徑為2m 的鉆頭施工,降低鉆進難度,提高施工效率。
(2)在鉆孔過程中,為避免坍塌事故的出現(xiàn),施工單位增加護筒長度,從2m 提升至4m,并鉆孔前,于護筒周圍50cm 的區(qū)域,使用優(yōu)質(zhì)黏土夯實護筒四周,提高護筒穩(wěn)定性。在鉆孔時,提高鉆孔水頭高度,避免鉆孔坍塌。
(3)為保障鉆孔質(zhì)量,避免孔斜問題的出現(xiàn),施工人員在鉆進時,定期實施對中核對,避免鉆頭出現(xiàn)偏移。同時,安排工作人員隨時觀察鉆進狀況,確保護筒內(nèi)水位高度符合要求。
4.混凝土施工
在混凝土施工前,需進行鋼筋籠制作與吊裝施工,將鋼筋籠吊放于鉆孔內(nèi)固定,鋼筋籠制作時,要求每隔2m 設(shè)置一個加固鋼筋,避免鋼筋籠出現(xiàn)變形,并在骨架主筋上每隔1-1.5m 設(shè)置一個定位鋼筋,為鋼筋籠吊裝與安放提供參考。在鋼筋籠施工完成后,放置導(dǎo)管,應(yīng)在導(dǎo)管放置前實施水密試驗、接頭抗拉試驗與承壓試驗,避免導(dǎo)管滲漏或斷裂;在混凝土灌注前,進行導(dǎo)管升降試驗,避免導(dǎo)管在灌注時不能正常上升,影響施工進度[3]。在導(dǎo)管安裝完成后,實施二次清孔,然后進行混凝土灌注,施工要點如下:
(1)在灌注前測量孔底沉渣厚度,如不符合要求,重新清孔。
(2)混凝土于攪拌站制備,統(tǒng)一運輸至施工現(xiàn)場,在運輸至施工現(xiàn)場前,進行混凝土性能檢測,檢測指標(biāo)包括和易性、強度、坍落度等。對于水下部分灌注的混凝土,其坍落度應(yīng)控制在18-22cm 內(nèi)。
(3)在混凝土第一次灌注時,要求導(dǎo)管和孔底的距離控制在20-40cm,灌注混凝土的量應(yīng)使導(dǎo)管底部與混凝土液面距離超過1m,用于封底,在灌注完成后,施工人員應(yīng)全面檢查混凝土封底效果,確認(rèn)混凝土充滿孔底部后,即可按照規(guī)范的連續(xù)灌注流程進行混凝土施工。
(4)混凝土采用連續(xù)灌注工藝,以此提高導(dǎo)管拆除效率。如導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿,應(yīng)合理適當(dāng)放慢灌注速度,避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊,堵塞導(dǎo)管或使導(dǎo)管在壓力作用下出現(xiàn)滲漏。
(5)在提升導(dǎo)管時,施工人員應(yīng)保持導(dǎo)管位置維持在鉆孔中央,并將提升后的導(dǎo)管深度控制在2-6m 之間[4]。
(6)在混凝土灌注即將到達鉆孔樁頂部時,導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度減少,壓力降低,導(dǎo)管外的鉆孔泥漿比重增大,可能出現(xiàn)混凝土頂升困難的現(xiàn)象,施工人員可在鉆孔內(nèi)添加自來水,稀釋泥漿,并清理部分鉆孔內(nèi)的沉淀物,提高灌注的流暢性。
(7)混凝土應(yīng)灌注至超過鉆孔樁設(shè)計標(biāo)高1m 的位置,并將一個鉆孔的混凝土灌注時間控制在首批混凝土初凝時間內(nèi),避免混凝土強度受影響。為規(guī)避灌注時間的影響,可在混凝土拌合時,加入適量緩凝劑。
綜上所述,在市政工程中,橋梁樁基施工技術(shù)發(fā)揮承受荷載的作用,可避免橋梁出現(xiàn)不均勻沉降。在實際施工中,施工單位應(yīng)根據(jù)橋梁地基的地質(zhì)水文條件,制定完善橋梁樁基施工方案,再按照現(xiàn)場準(zhǔn)備、埋設(shè)護筒、鉆孔施工、混凝土施工的流程實施樁基施工,保障樁基施工質(zhì)量,為橋梁建設(shè)奠定基礎(chǔ)。