馬寧特大橋深水鉆孔灌注樁施工技術(shù)的探討

1、馬寧特大橋深水鉆孔灌注樁施工技術(shù)的探討1 工程概況馬寧特大橋是佛山市北至均安大路主干線高贊至均安南沙段二標(biāo)關(guān)鍵控制工程項目，為佛山市干線大路網(wǎng)中計劃縱五大路主干線的一部分。全長1707米，橋梁下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、高樁承臺、空心薄壁墩，上部結(jié)構(gòu)及跨徑組合為：1630m簡支轉(zhuǎn)繼續(xù)小箱梁350m現(xiàn)澆繼續(xù)箱梁（76213076）m續(xù)剛構(gòu)350m現(xiàn)澆繼續(xù)箱梁1730m簡支轉(zhuǎn)繼續(xù)小箱梁。主橋上跨容桂運河，為廣東省一級通航航道，橋位處水面寬約400m，水深10m23m，三個主墩20#、21#、22#均為20m左右的深水樁基。主橋主墩左右幅分開設(shè)置，每幅墩布置有6根D220鉆孔灌注樁，樁頂標(biāo)高0.2m、

2、樁長45m47m，為嵌巖樁，樁底嵌入微風(fēng)化巖不小于5m。2 施工方案及工藝研究主墩水中樁基實行在墩位處搭建鋼平臺的方式施工，根據(jù)棧橋及平臺設(shè)計圖，于墩位處搭建平臺，將20#墩平臺與北岸相聯(lián)、將21#、22#墩平臺與南岸相聯(lián)，預(yù)留20#至21#墩間運河通航，每個平臺上布置23臺沖孔樁機舉行鉆孔樁施工，鋼筋籠在岸上集中制作、用駁船運至樁位處、用50噸浮吊起吊安裝。鉆孔灌注樁施工流程如圖1所示。2.1 施工場地打算施工前應(yīng)將場地平整好，以便安裝鉆機舉行鉆孔。在場地平整好后，根據(jù)設(shè)計圖紙利用全站儀測放各鉆孔灌注樁樁孔位置，并在樁周設(shè)置護樁。2.2 鋼護筒定位沉放2.2.1 施工流程平臺搭建后，于平臺上

3、加工制作鋼護筒定位導(dǎo)向架，用50噸浮吊起吊鋼護筒置于導(dǎo)向架內(nèi)，用振動錘振動下沉。2.1.2 振動錘抉擇按激振力(P)大于土的動摩阻力(R)減去鋼護筒與振動錘自重(G)的和舉行計算分析（即PR-G），決定抉擇BDH-25型振動錘。2.2.3 導(dǎo)向架制作與安裝導(dǎo)向架上下層導(dǎo)向之間的間距不小于5m，具有足夠的剛度，在測量人員的指揮下，將導(dǎo)向架安裝在平臺上，并以電焊固定。2.2.4 鋼護筒下沉鋼護筒全長35m，于岸灘加工，上船運至樁位處，以50噸浮吊起吊送入導(dǎo)向架內(nèi)，使其自由下沉，起吊船脫鉤，起吊船吊起振動錘至鋼護頂口，校正鋼護平面位置和垂直度符合要求后起振下沉。鋼護筒下沉至上層導(dǎo)向口時停振，拆除上層

4、導(dǎo)向口，再次振動下沉至下層導(dǎo)向口，拆除導(dǎo)向架，連續(xù)振動下沉直至設(shè)計標(biāo)高處，并再次測量復(fù)核護筒位置。2.3 鉆孔灌注樁成孔2.3.1 鉆機選型因為鋼護筒入河床深度達(dá)14m，可有效抵擋鋼護筒處局部沖刷，且入粘土層有1m，做好沖孔時泥漿制備與循環(huán)，可保證護筒底不至塌孔。按照在珠三角地區(qū)鉆孔灌注樁施工閱歷，抉擇沖擊成孔鉆機舉行樁基施工。2.3.2 鉆孔編號與施工挨次 各墩樁基編號詳如圖2所示，每墩布置3臺沖孔鉆機，按先左幅后右幅舉行施工，各墩單幅樁基施工時，首輪三臺樁機分離對Z20-1、Z20-4、Z20-5三根樁舉行施工，而后再對Z20-2、Z20-3、Z20-6樁 基舉行施工，其它各幅樁基施工挨次

5、同此舉行。2.3.3 泥漿制備及循環(huán)鉆孔施工前首先在泥漿船上采用泥漿攪拌機攪拌膨潤土泥漿,泥漿純攪拌時光不得少于3分鐘,新制泥漿經(jīng)膨化24小時后方可使用,達(dá)到要求的泥漿利用3PNL泵泵送至鋼護筒內(nèi),當(dāng)鋼護筒內(nèi)泥漿性能滿意施工要求后即可開孔沖進。選用膨潤土、凝聚劑、降失水增粘劑和聚丙烯酰氨等制漿材料制備符合表1所要求。采用泥漿凈化器舉行除渣處理后的泥漿,滿意指標(biāo)要求的可舉行重復(fù)利用,經(jīng)多次重復(fù)使用的泥漿,倘若指標(biāo)降低,應(yīng)實行措施舉行調(diào)節(jié),嚴(yán)峻超標(biāo)的應(yīng)廢棄更換。舉行泥漿消耗量統(tǒng)計,測試出單根樁和每立方米成孔工程量的泥漿消耗量,以便更精確的為鉆孔施工打算泥漿。以鄰近鋼護筒作泥漿池，將待鉆孔鋼護筒與相

6、鄰鋼護筒通過鋼板制作的流槽相連，在作泥漿池的鋼護筒內(nèi)安裝泥漿泵，將泥漿抽入待鉆孔鋼護筒內(nèi)，鉆孔內(nèi)的泥漿經(jīng)流槽流入相鄰鋼護筒內(nèi)如此形成泥漿循環(huán)。在泥漿流槽處安置存渣平臺，沖孔舉行中，安頓專人在泥漿流槽內(nèi)撈取鉆渣，將鉆渣存在平臺上，待到一定量時再轉(zhuǎn)入泥漿船上，從各孔內(nèi)鉆出來的鉆渣務(wù)必經(jīng)運送船運到指定地點處理。2.3.4 鉆機安裝、調(diào)試及移位鉆機經(jīng)船泊運至樁位處，用浮吊起吊安置在鋼平臺上，經(jīng)測量、對中、調(diào)平后，將鉆機固定在平臺上。在平臺上放出樁中心護樁，鉆孔過程中，每間隔一定時光要舉行校核，發(fā)覺偏位立刻訂正。2.3.5 鉆進成孔主墩樁基處，表層河床均為砂層，鉆進前須在鋼護筒內(nèi)注滿符合指標(biāo)的泥漿，以小

7、沖程沖進，隨著進尺不斷檢查泥漿指標(biāo)，當(dāng)泥漿指標(biāo)不符合要求時，要準(zhǔn)時調(diào)節(jié)。當(dāng)鉆進在鋼護筒內(nèi)舉行時，要常常校正鋼絲繩中心與樁中心偏差，準(zhǔn)時訂正，防止沖錘碰撞鋼護筒。沖孔中要留意渣樣的撈取，一般地質(zhì)每進尺一米要取一次渣樣留存，在進入不同地層交界處附近時要加大取樣頻率，通過渣樣與地質(zhì)勘探資料比對，繪制實際地質(zhì)柱狀圖。尤其要加強臨近進入弱風(fēng)化或微風(fēng)化巖時的取樣工作，一旦進入弱風(fēng)化或微風(fēng)化巖，要準(zhǔn)時通知監(jiān)理工程師現(xiàn)場核實，并報設(shè)計單位，以共同決定樁基入巖深度，為下一步終孔供應(yīng)依據(jù)。2.3.6 清孔孔深達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，孔徑、豎直度符合設(shè)計及技術(shù)規(guī)范要求。終孔后立刻舉行清孔，清孔時以低稠度泥漿漸漸替換孔內(nèi)泥漿，

8、同時使用濾砂器，并以人工協(xié)作清除泥漿內(nèi)巖渣，并確保清孔后泥漿性能符合表2。2.4 鋼筋籠制作與安裝主墩各樁基單根鋼筋籠總重25噸左右，鋼筋籠主筋由80根HRB40028mm鋼筋構(gòu)成，并且每二根沿縱向間隔180cm點焊成一束。鋼筋籠螺旋筋為HRB40012mm。主筋可采用搭接焊、綁條焊、直螺紋銜接、機械銜接，但不論采用哪種方式都要符合技術(shù)規(guī)范要求。每個斷面的接頭數(shù)量不大于50%，相鄰斷面間距不小于150cm，在鋼筋籠主筋數(shù)量發(fā)生轉(zhuǎn)變的斷面上下各150cm范圍內(nèi)避開消失接頭。鋼筋籠經(jīng)船運至孔位處，用浮吊起吊，按從底節(jié)到頂節(jié)的挨次逐一接長，在鋼護筒兩側(cè)堆碼砂包，砂包高出護筒10cm，砂包頂橫置一條2

9、8號槽鋼，先將底節(jié)鋼筋籠放入孔內(nèi)，用兩根鋼扁擔(dān)將底節(jié)鋼筋籠擱置在槽鋼上，再吊起上一節(jié)鋼筋籠，緩慢下放并通過人工轉(zhuǎn)動使之與孔內(nèi)鋼筋籠主筋對齊，然后逐一銜接，銜接完成后連同底節(jié)鋼筋籠吊起，取出鋼扁擔(dān)，將鋼筋籠下放，如上法銜接各節(jié)鋼筋籠。鋼筋籠是懸吊在孔內(nèi)，鋼筋籠底距孔底20cm，為保證鋼筋籠在孔內(nèi)居中，除在鋼筋籠四周安裝有定位鋼筋外，在鋼筋籠頂部加筋箍周圍對稱焊8根28mm鋼筋，使之支撐在鋼護筒壁上。2.5 水下混凝土施工2.5.1 灌注混凝土水下混凝土灌注是鉆孔灌注樁的主要工序，也是影響樁身質(zhì)量的關(guān)鍵，要通過試配決定滿意強度、和易性、流淌性及膠凝等要求的混凝土協(xié)作比,灌注前要認(rèn)真測量沉渣，惟獨沉

10、渣厚度滿意設(shè)計及規(guī)范要求時，才干舉行灌注施工。 導(dǎo)管采用壁厚12mm、內(nèi)徑280mm的無縫鋼管，螺紋銜接，且導(dǎo)管須經(jīng)水密實驗驗證不漏水，考慮擴孔因素，主墩單根鉆孔灌注樁混凝土方量約200m3，采用泵送混凝土灌注，預(yù)計灌注時光7小時。經(jīng)計算首盤混凝土方量10m3，為避開首盤混凝土灌注時孔內(nèi)泥漿上涌，污染江水，灌注前將孔內(nèi)泥將抽出15m3左右。采用剪球法灌注水下混凝土，用雙層編織袋包裹混凝土、用8mm鐵絲捆綁結(jié)實，成圓球形，外徑比導(dǎo)管內(nèi)徑略小，空隙用編織袋阻塞，阻水球安置在導(dǎo)管口下30cm左右，鐵絲綁扎在上方吊鉤上，與導(dǎo)管口同軸。利用沖孔樁機卷楊機提起灌漿斗，將灌漿斗與導(dǎo)管相連，連同灌漿斗與導(dǎo)管一

11、起放入孔內(nèi)，確認(rèn)導(dǎo)管底接觸孔底，做好標(biāo)記，再將導(dǎo)管提高40cm，拉緊卷楊機手剎。將儲料斗安置在灌漿斗一側(cè)，出料口對準(zhǔn)灌漿斗，先將混凝土注滿儲料斗，再注滿灌漿斗，用鋼絲鉗剪斷阻水球鐵絲，待灌漿斗內(nèi)混凝土面下降1/3時打開儲料斗出料口閘門，使儲料斗內(nèi)混凝土迅速流入灌漿斗內(nèi)，并繼續(xù)不間斷地灌入孔內(nèi)。灌注過程中，導(dǎo)管埋深不大于6m，每次拆管后導(dǎo)管埋深不小于3m，以確保導(dǎo)管不至被拔出混凝土面。主墩鉆孔灌注樁頂設(shè)計標(biāo)高位于承臺底面上20cm，為保證樁頂質(zhì)量，混凝土灌注高度要高出樁頂設(shè)計面不小于150cm。平臺上灌注混凝土暗示圖如圖3所示。2.5.2 水下混凝土灌注過程中應(yīng)留意的問題（1）混凝土灌注前，料場合格的砂、碎石、水泥、外加劑等材料不少于設(shè)計用量的2倍。（2）對混凝土拌合機械、輸送泵舉行檢查、維護，保持性能良好。（3）嚴(yán)格控制舉行儲料斗內(nèi)混凝土的坍落度，坍落度太小，混凝土流淌性差，易造成堵管。坍落度太大，混凝土易泌水離析，也會造成堵管。（4）嚴(yán)格按設(shè)計協(xié)作比投放外加劑，避開混凝土提前初凝造成堵管。（5）灌注過程中，應(yīng)不時上下緩慢提升導(dǎo)管，避開導(dǎo)管埋置太深混凝土初凝后提不動