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        南京市建寧西路隧道工程鉆孔灌注樁首件工程施工總結

        2022-06-02 15:14:40
        科技創(chuàng)新與應用 2022年14期
        關鍵詞:高架橋清孔護筒

        于 天

        (南京市公共工程建設中心,江蘇 南京 210000)

        1 工程概況

        1.1 項目簡介

        南京市建寧西路隧道工程,橫穿南京長江大橋南接線高架橋。項目起點RK8+706 至終點RK9+292,含南接線高架橋樁基托換,總長度約586 m,其中明挖暗埋段339 m,敞開段190 m,路基段57 m;基坑寬25.47~19.8 m,泵房位置寬27.7 m;基坑開挖深度19.5~1.1 m。隧道設3 道封堵墻,分為A、B、C,3 個獨立的基坑,樁基托換位于A 基坑。第一道封堵墻位于RK8+706(本標段與相鄰標段的分界點);第二道封堵墻位于RK8+811;第三道封堵墻位于RK9+000。如圖1所示。本工程臨近待建南京地鐵9 號線大橋南路站,該站基坑與本標段基坑水平距離1~12 m,其東側端頭井與隧道共用4 幅1 000 mm 地墻。

        圖1 施工總平面布置圖

        1.2 樁基托換

        建寧西路隧道與南京長江大橋南接線高架橋交節(jié)點(現(xiàn)四平路廣場),既有南接線高架橋4#、6#橋墩位于隧道明挖基坑南北兩側,緊鄰基坑;5#橋墩位于隧道基坑內(nèi)。由于大橋南路高架橋既有橋墩樁基采用預制方樁,且樁長僅約19 m,節(jié)點位置基坑開挖深度已達19 m 左右,為確保隧道施工時大橋南路高架橋能正常運行,須在基坑施工前,對高架橋基礎進行加固托換保護。樁基托換方案如圖2 所示。

        圖2 樁基托換方案平面圖

        本工程鉆孔灌注樁鉆孔范圍內(nèi)的土層由上而下依次主要有:②-1b2-3 粉質(zhì)黏土、②-2d-c2-3 粉土夾粉砂、②-3d1-2 粉砂、③-2b2-3 粉質(zhì)粘土、②-4b2-3 粉質(zhì)黏土、③-3b1-2 粉質(zhì)黏土、③-4b2-3 粉質(zhì)黏土、③-4d1-2 粉細砂、③-4e2 含卵礫石中粗砂、⑦-1 泥巖、⑦-2 泥巖、砂質(zhì)泥巖、⑦-3 泥巖、砂質(zhì)泥巖、⑦-3-1 泥質(zhì)砂巖、砂巖(破碎)、⑦-3-2 泥質(zhì)砂巖、細砂巖。

        首件灌注樁,樁徑Ф1000,設計樁頂標高5.7 m,樁底標高-43 m,有效樁長48.7 m。鋼筋籠主筋采用HRB400 直徑25 mm 鋼筋共24 根,加強箍采用HRB400 直徑20 mm 間距2 m/道,HPB300 直徑10 mm光圓鋼筋,加密區(qū)間距100 mm、非加密區(qū)間距200 mm?;炷敛捎肅30 水下混凝土。

        2 首件工程施工的目的

        檢驗經(jīng)審批的施工方案是否合理、可行,選用的機械設備是否適合當?shù)氐牡刭|(zhì)條件,各項檢測指標是否滿足施工技術規(guī)范和設計圖紙的要求,以便進一步完善施工方案、機械組合、施工工藝流程等。

        3 施工準備工作

        3.1 施工資源配置

        施工單位管理人員配備見表1,勞動力資源配置見表2。

        表1 施工單位管理人員配備

        表2 勞動力資源配置

        3.2 機械儀器配置

        具體機械儀器配置見表3。

        表3 機械儀器配置

        鉆孔樁施工技術方案已通過審批。施工測量交接樁復測已經(jīng)完成,進場人員已進行了技術交底和安全交底,三級安全教育培訓均滿足規(guī)定要求。進場鋼筋原材料、焊接試件經(jīng)檢測均已合格。混凝土配合比通過了確認。采用GPS-10 型回旋鉆機。鋼筋籠制作完成并驗收合格,滿足開工條件。

        4 施工工藝流程及施工過程

        4.1 施工工藝流程

        鉆孔準備→樁位測量放樣→埋設鋼護筒→鉆機就位→鉆進→成孔→測量孔深、孔徑、孔形等→第一次清孔→吊裝鋼筋籠→第二次清孔→灌注水下混凝土。

        4.2 首件施工過程記錄

        10 月18 日開始制備泥漿,泥漿采用黃土拌制。開鉆前測試泥漿指標為:黏度29s,比重1.3。

        10 月19 日13:23 開鉆,18:12 鉆孔至40 m 塌孔回填黃土,重新鉆孔。測試泥漿指標為:黏度31s,比重1.46,含砂率31%(鉆孔過程中采用除砂器進行除砂)。

        10 月20 日2:31 累計鉆孔至45 m,鉆孔速度開始緩慢,現(xiàn)場取樣渣,經(jīng)分析鉆至含卵礫石中粗砂,于6:17 累計鉆孔至46.8 m(以每小時20 cm 速度鉆進,至最后1 小時進尺10 cm,到徹底鉆進不動)。進行樣渣取樣,經(jīng)判別為巖層,滿足入巖要求。

        累計第一次鉆進時間約5 h,第二次鉆進時間約12 h,成孔總用時17 h。

        開始運輸及吊裝鋼筋籠。高架橋下低凈空鋼筋籠共20 節(jié)(3.5+2.25*19+0.95),8:37~17:55,鋼筋籠吊裝完成。鋼筋籠采用機械連接及下放用時7.5 h,吊裝總用時9 h。鋼筋籠下放完畢后實測孔深43 m,沉渣3.5 m。

        18:00-18:42,導管下放完,二清時間為18:25~21:56,清孔沉渣30 cm,測試泥漿指標為:黏度21s,泥漿比重1.2。

        22:44 開始澆筑混凝土,至10 月21 日00:14 完成鉆孔樁的灌注,澆筑用時約1.5 h。混凝土設計方量38 m3,實際澆筑38 m3。

        5 首件工程施工中存在的問題和采取的措施

        由于對本工程現(xiàn)場實際地質(zhì)情況、鉆桿選型研究不到位及現(xiàn)場施工條件創(chuàng)造不足,在首件工程的施工中存在不少問題。下面就各流程存在的不足及應對措施作以下記錄。

        問題1:成孔過程中,泥漿含砂率偏大。

        改進措施:配備泥沙分離器,可及時清除泥漿中過量的砂子,降低泥漿含砂率,保證成孔質(zhì)量。如圖3所示。

        圖3 泥漿分離器使用

        問題2:配漿原料準備不足,現(xiàn)場配漿所需的黃土材料存放不足。

        改進措施:澆筑黃土存放坑,保證造漿原料數(shù)量滿足施工進度要求,同時可預存2 根樁所需的材料以應對無法及時進料等突發(fā)狀況。如圖4 所示。

        圖4 現(xiàn)場設置造漿黃土存放池

        問題3:鋼筋籠制作時存在主筋布距不均勻、加強箍焊接長度不足,箍筋漏焊脫焊現(xiàn)象。

        改進措施:加強對鋼筋工的教育和管理,提高工人質(zhì)量意識;重視鋼筋籠驗收工作,對不符合要求的鋼筋籠及時整改。箍筋間距問題采用畫線或卡尺等方式,嚴格控制箍筋間距使之符合設計要求。

        6 關鍵技術總結

        6.1 泥漿制備

        泥漿采用優(yōu)質(zhì)黃土造泥漿,在第一次清孔前控制泥漿的比重在1.25~1.3 以內(nèi),黏度在30~32s 之間。在下導管后的第二次清孔孔底泥漿比重1.25~1.4。

        6.2 埋設護筒

        孔口護筒采用6~8 mm 鋼板制作,內(nèi)徑比樁徑大20~40 cm,護筒埋深不淺于2 m。護筒與土層相接處用粘土夯實,護筒頂部宜高出施工地面30 cm。護筒頂面中心平面偏位小于5%,護筒的垂直度控制在1%以內(nèi)。

        6.3 成孔

        鉆機就位后保證鉆桿垂直。開鉆時,低檔慢速鉆進,鉆到護筒下1 m 后,再以正常速度鉆進。注意護筒內(nèi)保持一定數(shù)量的泥漿方可鉆進,每臺鉆機配備兩套泥漿泵輪換使用,經(jīng)常檢查排漿系統(tǒng),加速泥漿循環(huán)。在鉆進過程中,對不同的土層采用不同的鉆速、鉆壓、泥漿比重和泥漿量。在砂土、軟性土及不同土層交界面等容易塌孔的土層采用低檔慢速鉆進,同時提高孔內(nèi)水頭,加大泥漿比重,防止塌孔。鉆孔應保證一次成孔,中途不得停頓。

        6.4 第一次清孔

        清孔時要保持孔內(nèi)水頭,防止塌孔,在鉆進至設計深度后,稍稍提起鉆頭,循環(huán)清碴,使殘存鉆碴不斷浮出。

        清孔標準符合下列規(guī)定:孔底500 mm 以內(nèi)的泥漿相對密度小于1.3,含砂率≤8%,黏度≤28s,灌注水下混凝土前,孔底沉碴厚度≤100 mm,若不滿足要求,還需二次清孔。

        6.5 鋼筋籠制作及下放

        鋼筋籠骨架焊接前先根據(jù)設計圖紙放樣下料,做好焊接平臺,鋼筋骨架分段加工,高架橋下低凈空鋼筋籠共20 節(jié)(3.5+2.25*19+0.95),鋼筋籠嚴格按設計和規(guī)范要求制作。鋼筋籠安裝入孔時和上下節(jié)籠對接施焊時,應使鋼筋籠保持垂直狀態(tài),對接鋼筋籠時應兩邊對稱施焊,雙面焊接焊縫長度大于5d,單面焊接焊縫長度大于10d。每節(jié)鋼筋籠焊接完成需報監(jiān)理驗收,合格后再進行下一節(jié)鋼筋籠的下放及焊接工作。

        6.6 導管安裝

        導管用φ250 mm 的鋼管,每節(jié)長2.5 m,配1~2節(jié)長0.5~1.5 m 短管,由管端粗絲扣、法蘭螺栓連接,接頭處用橡膠圈密封防水,施工前對導管作水壓和接頭抗拉試驗。

        6.7 二次清孔

        在第一次清孔達到要求后,由于要安放鋼筋籠及導管,至澆注砼的時間間隔較長,孔底又會產(chǎn)生沉碴,所以待安放鋼筋籠及導管就緒后,再利用導管進行第二次清孔。清孔標準是對圍護樁孔深達到設計要求,孔底泥漿密度1.25~1.4,復測沉碴厚度在10 cm 以內(nèi),此時清孔就算完成,立即澆注砼。

        6.8 水下混凝土灌注

        灌注連續(xù)進行,中途停歇時間不超過15 min,在整個灌注過程中,導管在埋深控制在2~6 m 之間,由專人測量導管埋置深度及管內(nèi)外面的高差,填寫水下澆注記錄。灌注完成后水下的澆注面宜高出樁頂設計高程的50~100 cm,以保證樁頂?shù)膹姸荣|(zhì)量,避免因樁頭強度達不到設計要求引起的質(zhì)量問題,另外澆筑全過程應當及時記錄備案。

        7 結束語

        本文通過首件施工驗證了既定鉆孔樁施工方案的可實施性,并總結首件中的不足之處,加以改進提高,為后續(xù)鉆孔樁施工提供了有價值的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

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