案例二-某特大橋鉆孔灌注樁施工技術要求

案例二--某特大橋鉆孔灌注樁施工技術要求案例二--某特大橋鉆孔灌注樁施工技術要求/案例二--某特大橋鉆孔灌注樁施工技術要求案例二某特大橋鉆孔灌注樁施工技術要求某特大橋位于山東省膠州市境內，是濟青公路跨越大沽河的一座特大橋，大橋全長814．142m，橋寬28．2m，橋梁面積22958．8m該橋全橋27孔，每孔跨徑30m，上下行行車道各為獨立體系。該橋下部結構采用直徑1.5m的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，橋臺為U型漿砌片石重力式橋臺，上部結構為30m預應力簡支梁，橋面板、橫隔板均為現(xiàn)澆混凝土，橋面設計為四孔一聯(lián)的連續(xù)橋面。內側和外側設有現(xiàn)澆鋼筋混凝土防撞墻，上行和下行橋外側各設1．2主要施工程序為：①施工準備；②樁基施工；③橋臺橋墩施工；④制梁架梁；⑤現(xiàn)澆鋼筋混凝士橫隔板、橋面板；⑥橋面系施工。大沽河特大橋工程量大，施工工藝復雜、技術難點多，包括鉆孔樁施工、靜載試樁、預應力鋼筋混凝土梁預制等技術性較強的關鍵工序①。一、鉆孔灌注樁施工工藝根據(jù)地質情況，上部松散堆積層的可鉆性較好，下部黏土巖或粉砂巖可鉆性差，設計鉆孔工藝如下：1．鉆孔機械設備選擇：根據(jù)鉆孔直徑、樁基深度、地層地質情況，選擇大扭矩回轉鉆孔機械。根據(jù)工期要求短、工程量大的特點，確定選用河北新河鉆機廠生產的KQ—1500型潛水鉆全液壓步履鉆機四臺，天津采礦機械三廠生產的GJC—40H系列大扭矩車裝大口徑工程鉆機二臺，上海采礦機械廠生產的TJ—3000型大扭矩水文鉆井機四臺，總計十臺鉆機。歷時6個月，共鉆工程樁和錨樁192根，合計4527延米。2．鉆頭選擇：大沽河上部覆蓋層為第四紀松散堆積層，可鉆性較好，選用籠式刮刀鉆頭，下部土層為黏土巖和粉砂巖，選用籠式三翼、多翼梳齒鉆頭。鉆頭上部裝有扶正器，可以導正，起到修孔、保徑的作用。3．鉆孔護壁：鉆孔采用泵吸反循環(huán)回轉鉆進方法，淺埋護筒靜水壓力和泥漿循環(huán)護壁。護筒有固定樁位、引導鉆錐方向、避免地面水流入孔內、保護孔口不坍塌、保護孔內水位高出地下水位，形成靜水壓力（壓力水頭），保護孔壁，防止坍塌等作用。泥漿或清水起著提高孔內靜水壓力（其中泥漿還有滲透、粘結以提高松散地層內聚力）的作用。因此，確保一定的靜水壓力、埋好護筒、用好泥漿是橋梁基樁鉆進護壁工藝中的三項關鍵技術。在鉆進過程中，應注意控制鉆頭對土層的壓力，不得超過鉆具自重的50％，為防止孔壁坍塌，操作人員要嚴格控制進尺速度洞時要定時用水平尺調平鉆架，使鉆架中心線與鉆孔軸線平行。4．泥漿技術指標：上部松散層采用黏土粉加NOM、CMC等處理劑的細分散泥漿，泥漿密度為1．2～1．4g／cm3，黏度為18～20s，膠體率為98％，下部泥漿采用自造漿加處理劑，隨時監(jiān)測泥漿性能，與時更新調整，確保鉆孔孔形符合要求。鉆孔灌注樁施工工藝詳見圖7－39。圖7－39鉆孔灌注樁施工工藝二、鉆孔灌注樁施工工藝流程1．平整場地、整修道路。根據(jù)樁頂設計標高、自然地面高程，用機械配合人工平整場地，按鉆孔平面布置修筑鉆孔機械、混凝土運輸與澆筑機械進出場道路。場地面積要滿足擺放鉆機、挖設泥漿池與沉淀池，灌注混凝土時泵車與混凝土運輸車停放等需要，還應留出擺放鋼筋籠的位置。2.樁位復核。根據(jù)設計圖紙的測量坐標與現(xiàn)場三角控制網，用經緯儀和經過檢驗的鋼尺，定出孔位中心樁，測放出孔位樁與護樁。經復核無誤、監(jiān)理工程師認可后，用表格形式交鉆井班組，保護現(xiàn)場樁位。3．埋沒護筒，挖設泥漿池、沉淀池。鉆井工班根據(jù)測定的孔位中心樁，埋置護筒，程序如下：（1）留樁位挖護筒。（2）安裝護筒：按照孔位中心樁和護筒高度，將護筒固定，護筒外圍堆填黏土，用小線拉十字，將孔位中心樁反映在護筒上。（3）挖掉中心留土。（4）在井口5m以外，開挖泥漿池和沉淀池。在護筒缺口和泥漿池之間用泥漿溝連接起來。4．鉆機就位：鉆機就位后，要將鉆頭的鉆尖準確對準孔位中心。具體方法是在護筒的刻痕處，用小線連成十字，鉆頭中心對準小線十字交叉太。5．鉆進：按鉆進工藝、機械技術要求與鉆孔操作要點進行。在鉆進過程中，要隨時根據(jù)鉆進情況、土層土質、泥漿密度等調整鉆頭壓力和鉆頭轉速。6．終孔：當鉆孔深度達到設計標高后，用孔規(guī)測孔徑，測孔深，作記錄，填寫鉆孔記錄表。7．清孔：清孔的目的是降低孔內泥漿密度，便于灌注水下混凝土。具體方法是先將鉆頭在孔底空轉，再用Φ100mm水管向孔內注水，注水同時攪拌孔內泥漿，簡稱換漿。換漿的同時用比重瓶量測泥漿比重，泥漿密度在1．05～1．15g／cm38．測孔垂直度：鉆孔垂直度用孔規(guī)或用其他工具量測。大沽河橋施工中鉆孔垂直度量測采用孔壁回聲儀，量測垂直度的同時測得孔徑、孔深。9.安放鋼筋籠：（1）綁扎鋼筋籠時要按要求對鋼筋進行調直、切斷、彎曲、綁扎，鋼筋籠綁扎成型后，應用專用運輸車運輸，鋼筋籠存放場地應當整平，不能使鋼筋籠受損。（2）鋼筋籠和鋼筋吊點加固：為保證鋼筋籠不變形，可采用如下方法加固：每隔2m增加一道Φ16箍筋，與主筋點焊，每隔4m在加強箍筋處增設十字鋼筋。鋼筋吊點處加固：鋼筋籠從運輸?shù)桨惭b完成，吊點處箍筋受力最大，必須加固。加固的方法是將頂端箍筋與立筋焊接。為加大焊接面，可在立筋上綁條焊，頂住箍筋。加快現(xiàn)場焊接進度措施：鋼筋籠設計長度為17～23m，吊車爬桿高度不夠，向鉆孔中安裝鋼筋籠時必須分成兩節(jié)到三節(jié)，分節(jié)下到鉆孔中進行連接。焊接方法采用綁條焊，現(xiàn)場立焊速度較慢，要想辦法變立焊為平焊，以加快速度。（3）保證保護層厚度的方法：可制作圓形混凝土砂漿墊塊，套在鋼筋籠主筋上。（4）保證鋼筋籠放置到正確位置的措施：鋼筋籠設計長度一般小于鉆孔深度（一般比鉆孔深度短6～7m）。放置鋼筋籠時必須嚴格控制標高，具體方法是根據(jù)護筒上口標高點，推算鋼筋籠頂端高出護筒頂端的長度，用紅漆劃線控制，用工字鋼、圓鋼等橫擔將鋼筋籠支撐在護筒上口，然后檢查中心位置，合格后固定。10．安放導管：將混凝土泵車停放在樁位一側，混凝土導管對準孔位中心，逐節(jié)連接導管，直至導管底口距孔底30cm為止，安裝隔水栓球。11．灌注水下混凝土：（1）灌注混凝土塌落度控制在16～20cm，第一車混凝土塌落度可稍大，最好控制在19～20cm。（2）第一車混凝土的數(shù)量要滿足下列條件：導管埋在混凝土內的深度至少2m。混凝土灌注量V=FH=l／4×3.1416×1.5×1.5×2＝3.534m3，向孔內注入v＝3.5m3的數(shù)量（3）混凝土灌注時，間隙時間不能超過30min，灌注速度5～20m／h。（4）防止鋼筋籠上浮的措施：采取措施將鋼筋籠壓住，克服混凝土對鋼筋的上浮力，如在橫擔上加重、增加橫擔等。為消除導管上提時對鋼筋籠的影響，在導管的法蘭連接處與管壁焊接導向三角鐵。在澆灌混凝土時，隨時抽拔拆除導管，但必須保證導管埋入混凝土頂面以下至少2m?；炷凉嘧⒏叨缺仨毟叱鰳俄斠陨?0～50cm，以確保樁頂混凝土質量。對設計樁頂標高以下2m的混凝土，澆筑12．樁頭處理：樁身混凝土達到養(yǎng)護期后，一般應養(yǎng)護7～14天，用人工鑿除高出樁頂設計高程部分的混凝土，檢查樁頭混凝土是否有夾泥或其他異?，F(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題與時處理。三、鉆孔灌注樁的質量控制與檢查方法鉆孔灌注樁的質量要求較高，樁孔中心偏移不得大于5cm，孔斜度不得大于1％樁長，孔底沉碴厚度允許值為0．2D（D為鉆孔樁設計直徑），鉆孔樁灌注混凝土時頂面標高要超過樁頂設計標高0．3～0．5m，在混凝土灌注地點塌落度為16～20cm。鉆孔直徑必須保證設計尺寸，應按設計指定墩位進行靜壓試驗，對樁總數(shù)30％的基樁按無破損檢驗方法進行整體性試驗。1．鉆孔過程中，用經緯儀測量鉆孔中心的準確度，用比重計檢驗泥漿比重，防止塌孔，用垂球檢查鉆架的垂直度，防止鉆架歪斜。2．鉆孔達到設計深度后，用測錘量測孔深和沉碴厚度，用孔規(guī)檢查孔徑和孔斜（大沽河采用日本產KE—20型孔壁回聲儀檢查鉆孔