樁基施工總結(jié)

樁基施工技術(shù)總結(jié)摘要：隨著我國交通運(yùn)輸量日益增長，高速公路及高速鐵路等交通根底建設(shè)必將迅速開展，橋梁工程隨之越來越多。鉆孔灌注樁根底以它施工速度快，承載能力大，適用范圍廣，質(zhì)量可靠，受氣候環(huán)境影響小，施工較方便而被廣泛地采用。中國水電七局成都水電建設(shè)在京滬高速鐵路跨津浦鐵路特大橋樁基施工過程中，應(yīng)用了沖擊鉆成孔，旋挖鉆機(jī)成孔，人工挖孔等成孔方式。本文是作者結(jié)合自己對京滬高速鐵路跨津浦鐵路特大橋鉆孔樁施工的工作經(jīng)驗(yàn)，主要論述了橋梁孔樁采用不同的方式成孔的施工技術(shù)，工藝原理，適用條件等，簡要介紹了樁基施工的每道工序的施工中說明該技術(shù)操作要點(diǎn)等問題。關(guān)鍵詞：橋梁；樁基；施工技術(shù)1工程概況新建京滬高速鐵路土建工程JHTJ-3標(biāo)段跨津浦鐵路特大橋橋梁全長14120.68m，起迄里程DK428＋741.84～DK442＋862.52，橋梁線路位于魯中南低山丘陵及丘間平原，地表以剝蝕為主，局部地段基巖裸露，地形起伏大，是京滬高鐵全線海拔最高的地段。該段受區(qū)域構(gòu)造的影響，以剝蝕為主，沖溝發(fā)育，河谷下切明顯，丘間谷地發(fā)育有小型的沖洪積平原及盆地。主要巖性為新黃土、黏土、粉質(zhì)黏土、卵石土、圓礫土、礫砂等，下伏花崗片麻巖，斜長片麻巖，局部有閃長巖侵入體，節(jié)理裂隙發(fā)育；新黃土具濕陷性。沿線地下水水位較深，一般深度大于10m，大氣降水為地下水的主要補(bǔ)給來源。地下水對混凝土不具侵蝕性。橋梁根底設(shè)計(jì)為明挖根底、挖井和鉆孔樁根底等根底形式，全橋共設(shè)計(jì)有鉆孔樁3200多根，樁徑有1.0m、1.25m兩種，樁基每個(gè)橋墩含樁數(shù)為8、10、12、21個(gè)不等，單樁最大孔深54.0m，最小孔深7.0m。本段橋梁樁根底設(shè)計(jì)為柱樁嵌入基巖3～8m。2樁根底工藝原理及工藝流程2.1工藝原理鉆孔灌注樁是采用機(jī)械或人孔開挖等方式，在地層中按要求形成一定形狀〔斷面〕的井孔，到達(dá)設(shè)計(jì)高程后，將按照設(shè)計(jì)圖紙制作的鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土成為樁根底。根據(jù)地層和地下水情況，以及周邊環(huán)境問題，京滬高速鐵路跨津浦鐵路特大橋樁基施工采用了沖擊鉆機(jī)成孔、旋挖鉆機(jī)成孔和人工挖孔三種不同的施工方法。2.2樁基施工成孔方式?jīng)_擊鉆機(jī)成孔沖擊鉆機(jī)成孔在樁基中適用范圍比擬廣，不受地層、地下水等因素的影響，在跨津浦鐵路特大橋樁基施工中，大局部樁基施工均采用該方法，其工藝流程如圖1。圖1樁基施工工藝流程旋挖鉆機(jī)成孔1〕旋挖鉆機(jī)施工主要特點(diǎn)：〔1〕旋挖鉆機(jī)功率大、鉆孔速度快、施工效率高、自動(dòng)化程度高、定位準(zhǔn)確，成孔質(zhì)量可靠?！?〕旋挖鉆機(jī)適用范圍較小，由于嵌巖困難，僅適用于各類粘性土、粉質(zhì)土、砂土地層、砂卵石層及軟弱巖石地層；同時(shí)，不宜用于易坍塌的飽和砂層并不能有超徑的漂石、孤石等。只在跨津浦鐵路特大橋進(jìn)行了六個(gè)墩48根樁的施工?！?〕旋挖鉆機(jī)不能自身造漿，但制備的泥漿可以循環(huán)使用?！?〕旋挖鉆機(jī)移動(dòng)方便，噪音小、環(huán)保，但自重大對場地要求高。〔5〕其施工工藝流程與沖擊鉆機(jī)類似。2〕施工方法旋挖鉆機(jī)采用筒式鉆斗，鉆機(jī)安裝后調(diào)整好桅桿的垂直度和鉆機(jī)的水平度，注入調(diào)制好的泥漿，然后進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內(nèi)，儀表自動(dòng)顯示筒滿時(shí)，鉆斗底部關(guān)閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點(diǎn)。鉆機(jī)施工過程中保證泥漿面始終不得低于護(hù)筒底部，保證孔壁穩(wěn)定性。這樣通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土和泥漿撐護(hù)孔壁，反復(fù)循環(huán)直至成孔。同時(shí)在鉆孔過程中鉆機(jī)提鉆甩渣復(fù)位后，應(yīng)檢查鉆頭是否對中。在砂粘土和砂土中鉆進(jìn)，直接用旋挖筒成孔和取渣。在礫石和砂卵石層中鉆進(jìn)，應(yīng)先用螺旋鉆頭將其松動(dòng)，再用旋挖筒取渣。鉆桿鉆進(jìn)過程中，保持持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速范圍為5r/min～30r/min，一般小于30r/min?？讖捷^小、地層較軟時(shí)可用較大的轉(zhuǎn)速，反之用較小的轉(zhuǎn)速。保證取土斗底部土體不被擠壓破壞，順利進(jìn)入斗體中，確保土體鉆進(jìn)過程中局部沒有形成失穩(wěn)的滑孤面，有利于鉆孔護(hù)壁；鉆具配備：上部粘性土用錐形體的挖泥斗，相應(yīng)增加斗體中平衡孔的面積，在提升斗體過程中減少對孔底土體的抽真空作用(負(fù)壓)，有利于鉆孔護(hù)壁，也利于斗體卸土；下部砂土改用砂石斗挖掘。3〕施工要點(diǎn)〔1〕由于鉆機(jī)設(shè)備較重，施工場地必須平整、寬敞，并有一定硬度，防止鉆機(jī)發(fā)生沉陷?！?〕鉆機(jī)施工中檢查鉆斗，發(fā)現(xiàn)側(cè)齒磨懷，鉆斗封閉不嚴(yán)時(shí)必須及時(shí)整修。〔3〕泥漿初次注入時(shí)，垂直向樁孔中間進(jìn)行入漿，防止泥漿沿著護(hù)筒壁沖刷其底部，致使護(hù)筒底部土質(zhì)松散?！?〕因粘土層中鉆進(jìn)過深易造成頸縮現(xiàn)象，在鉆機(jī)施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格一次鉆進(jìn)深度?！?〕根據(jù)不同地質(zhì)情況，施工中要加強(qiáng)泥漿管理，嚴(yán)格保證泥漿質(zhì)量確保泥漿對孔壁的撐護(hù)作用?！?〕對于粒徑小于100mm的地層可用常規(guī)鉆削式鉆斗取土鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)注意滿斗后及時(shí)起鉆卸土；鉆進(jìn)較軟的地層應(yīng)選用小切削角、小刃角的楔齒鉆斗，鉆進(jìn)較硬的地層應(yīng)選用大切削角的錐齒鉆斗；當(dāng)?shù)貙又泻辛?00mm～200mm〔7〕遇到硬土層時(shí)，為加快鉆進(jìn)速度，可先鉆小孔，然后再擴(kuò)孔?！?〕為防止孔斜和超挖過大，每次下鉆都要對準(zhǔn)孔位，最好采用原位卸土的方法?！?〕鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，旋挖筒取渣時(shí)間要相對延長，但不能加壓，既保證能取盡鉆碴，又要能防止超鉆。人工挖孔1〕人工挖孔主要特點(diǎn)〔1〕樁身截面大，單樁承載力高，結(jié)構(gòu)傳力明確，沉降量??；〔2〕施工機(jī)具設(shè)備簡單，占地面積小，操作簡便；〔3〕施工無振動(dòng)、無噪聲、無泥漿污染，對周圍建筑物無影響，在跨津浦鐵路特大橋土門村、靳莊村居民密集區(qū)就采用該方法進(jìn)行樁基施工的。〔4〕施工質(zhì)量可全面直觀檢查，持力層可準(zhǔn)確判斷，成樁質(zhì)量可靠；〔5〕施工速度快，工程造價(jià)低。〔6〕適用于無地下水或地下水較少的人工填土、粘土、粉質(zhì)粘土和含少量砂、砂卵石的粘土層，特別適用于黃土層，可嵌入風(fēng)化巖層一定的深度。適用于直徑0.8m以上的樁，樁徑一般為1m～3m；深度一般不宜超過25m，最大可達(dá)40m。2〕工藝流程場地整平——放線、定樁位——挖第一節(jié)樁孔土方——支模澆灌第一節(jié)混凝土護(hù)壁——在護(hù)壁上二次投測標(biāo)高及樁位十字軸線——設(shè)置垂直運(yùn)輸架、安裝電動(dòng)葫蘆〔或卷揚(yáng)機(jī)〕、吊土桶、潛水泵、鼓風(fēng)機(jī)、照明設(shè)施等——探孔——第二節(jié)樁身挖土——清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑——拆上節(jié)模板、支第二節(jié)模板、澆灌第二節(jié)混凝土護(hù)壁——重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆灌混凝土護(hù)壁工序，循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計(jì)深度——檢查持力層后進(jìn)行擴(kuò)底——對樁孔直徑、深度、擴(kuò)底尺寸、持力層進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收——清理虛土、排除孔底積水。3〕樁孔開挖及護(hù)壁挖孔由人工自上而下逐層用鎬、鍬進(jìn)行，先挖中間，后挖周邊，允許尺寸誤差30mm。遇堅(jiān)硬土層，用錘、釬破碎；遇孤石或巖層時(shí)，先鉆孔用小藥量爆破予以松動(dòng)，然后用鋼釬、風(fēng)鎬進(jìn)行撬挖和清理。開挖斷面為設(shè)計(jì)樁徑加2倍的護(hù)壁厚度。每節(jié)的高度根據(jù)地質(zhì)條件而定，一般為0.9m～1.2m。每挖完一節(jié)，由孔口吊線檢查并修邊，使孔壁上下順直一致。井口鎖口對挖孔樁施工十分重要，可以提供井口操作平臺及保護(hù)井內(nèi)開挖施工。護(hù)壁厚度根據(jù)樁徑、地質(zhì)、地下水等因素決定?；炷磷o(hù)壁形式采用內(nèi)齒式，目的是為了便于澆灌井圈混凝土。支護(hù)厚度一般為20cm～30cm，如圖2。4〕人工挖樁平安〔1〕開挖過程中，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行護(hù)壁，不能因地層較硬不進(jìn)行護(hù)壁支護(hù)；〔2〕出渣過程中上下操作人員一定要密切配合，提升設(shè)備確保完好，孔口附近不能堆放渣土，防止向孔內(nèi)墮物；〔3〕隨時(shí)向孔內(nèi)通風(fēng)，其中特別是爆破后，一定將孔內(nèi)的爆破異味全部去除前方可進(jìn)行；〔4〕作好防止停電、停風(fēng)等措施，特別是井下人員的平安撤離工作。2.3樁基施工其他主要工序1〕清孔〔1〕沖擊鉆機(jī)成孔方式的清孔可采用抽桶出渣、循環(huán)泥漿、氣舉法等方法進(jìn)行出渣清孔，保證孔底沉渣厚度及泥漿比重滿足水下混凝土澆筑要求?！?〕旋挖鉆機(jī)成孔方式的清孔主要是注意孔底鉆渣的去除，在施工過程中采用了配備專門的撈渣鉆頭，通過打撈后，仍有少量不能去除，又改用專用鉆頭將其鉆磨成粉末，通過調(diào)節(jié)泥漿使其懸浮。〔3〕人工挖孔就是將開挖或爆破松動(dòng)的渣土全部清理干凈即可，其中對于有水的必須先行抽干后將渣土清理徹底。圖2混凝土護(hù)壁形式1-混凝土護(hù)圈；2-上下護(hù)圈間的連接鋼筋2〕鋼筋籠的制作與安裝鋼筋籠可按設(shè)計(jì)長度和設(shè)備吊裝能力，采用整根或分段制造。當(dāng)采用分段吊裝時(shí)，應(yīng)先在加工廠進(jìn)行試拼對接合格，再分開吊裝，保證對接鋼筋連接質(zhì)量。主筋搭接焊時(shí)，同一斷面內(nèi)的鋼筋接頭不得超過主筋總數(shù)的50%，兩個(gè)接頭的間距不小于500mm。主筋的焊接長度，雙面焊為不小于5d〔主筋直徑〕，單面焊為不小于10d。聲測管一般在鋼筋籠加工場預(yù)先安裝在已成型的鋼筋籠上，聲測管應(yīng)下端封閉，上端加蓋，管內(nèi)無異物；聲測管采用綁扎方式與鋼筋籠連接牢固〔不得焊接〕；聲測管連接一般采用外加套筒焊接方式或采取絲扣連接方式進(jìn)行，預(yù)防連接處斷裂或堵管現(xiàn)象；連接處應(yīng)光滑過渡，不漏水；管口應(yīng)高出樁頂300mm以上，且各聲測管管口高度應(yīng)一致。吊放鋼筋籠入孔時(shí)應(yīng)對準(zhǔn)鉆孔，保持垂直，慢放入孔。入孔后不宜左右旋轉(zhuǎn)，徐徐下放并嚴(yán)防孔口坍塌。假設(shè)遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理。嚴(yán)禁猛提猛落和強(qiáng)制下放，吊裝到位后通過吊筋孔口進(jìn)行固定，防止其下沉或上浮。作好鋼筋籠制作臺帳，確保鋼筋原材料的可追溯性。3〕水下混凝土澆筑〔1〕檢查導(dǎo)管的水密性和確保導(dǎo)管安裝到位；〔2〕建立好混凝土原材料臺帳，保證原材料的質(zhì)量滿足要求，并具有可追溯性，主要對混凝土的坍落度、含氣量、泌水率、水膠比和拌合物等進(jìn)行測試鑒定，灌注混凝土前和過程中，應(yīng)按規(guī)定時(shí)間檢測高性能混凝土的坍落度、擴(kuò)展度、含氣量和入模溫度，并做好記錄。待檢測指標(biāo)符合后，方可灌注混凝土?！?〕首批封底混凝土計(jì)算導(dǎo)管口到孔底0.3～0.5m,首批混凝土導(dǎo)管埋深要滿足1.0m以上，首批混凝土數(shù)量V按下式計(jì)算：V=H1×πd2/4+Hc×πD2/4式中：D—鉆孔樁直徑；d—導(dǎo)管直徑；HC—首批需要混凝土面至孔底高度=導(dǎo)管埋深〔1m〕+導(dǎo)管底至孔底高度；H1—混凝土面到水面高度；混凝土灌注前精確計(jì)算首盤混凝土方量，制作適宜容積的漏斗〔大小根據(jù)首批封底混凝土方量計(jì)算〕，確保封底順利，確認(rèn)封底成功后，進(jìn)行正常灌注。灌注過程嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，隨時(shí)進(jìn)行混凝土質(zhì)量、導(dǎo)管埋置深度等各項(xiàng)檢測，以保證整個(gè)灌注過程的順利?！?〕水下混凝土澆筑水下混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，中途不宜停頓，并應(yīng)盡量縮短撤除導(dǎo)管的間斷時(shí)間，保證每根樁在配合比設(shè)定的初凝時(shí)間內(nèi)澆筑完成。在澆筑混凝土過程中，應(yīng)采用在水中泡透經(jīng)合格鋼尺校正后的測繩測量孔內(nèi)混凝土頂面位置，保持導(dǎo)管埋深在2～6m范圍。當(dāng)混凝土澆筑面接近設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)緩慢提升導(dǎo)管，并用取樣盒等容器直接取樣確定混凝土的頂面位置，保證混凝土頂面澆筑到樁頂設(shè)計(jì)高程以上1.0m。在澆筑水下混凝土過程中，應(yīng)如實(shí)填寫混凝土澆筑記錄，同時(shí)防止鋼筋籠上浮。另外對于人工挖孔樁假設(shè)孔內(nèi)無地下水，可采用串筒入倉