淺述灌河大橋深水灌注樁施工要點(diǎn)控制

奚林樂(lè)

（江蘇東南交通工程咨詢(xún)監(jiān)理有限公司，江蘇 南京210018）

江蘇灌南新港大道三期灌河大橋工程位于k4+774.974處，橋跨布置為 4×30m+6×28m+3×28m+(58+103+58)m+5×28m+5×28m+5×28m共分六聯(lián)，橋梁全長(zhǎng)1017.24m，全寬24.5m雙幅布置。下部構(gòu)造為樁柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。灌河大橋于灌河航道正交，灌河規(guī)劃為IV級(jí)航道，通航凈空要求為90×7m，受黃海影響，灌河為潮汐河道。

本工程共有深水主墩樁基24根，樁長(zhǎng)88m，樁徑Φ160cm的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，現(xiàn)以主墩14—11#樁基作為實(shí)例，該樁于2010年9月9月開(kāi)鉆至9月18日灌注順利結(jié)束。該灌注樁施工配備的施工機(jī)具主要有：GPS-20回旋鉆機(jī)2臺(tái)；Q25汽車(chē)吊1臺(tái)；砼8m3罐8臺(tái)；48m汽車(chē)泵1臺(tái)；JS1500拌合站2臺(tái)等。

1 施工過(guò)程

1.1 測(cè)量放樣

根據(jù)監(jiān)理組批復(fù)的導(dǎo)線(xiàn)加密測(cè)量成果采用全站儀進(jìn)行樁位放樣。同時(shí)對(duì)樁位的縱、橫向間距進(jìn)行核對(duì)，核對(duì)無(wú)誤后，采用“十字”引線(xiàn)至護(hù)筒口上，確保樁位準(zhǔn)確無(wú)誤、施工無(wú)碰。

1.2 護(hù)筒的制作、埋設(shè)

護(hù)筒采用鋼護(hù)筒，采用10mm鋼板卷制而成，其內(nèi)徑比樁徑大600mm，下沉?xí)r在平臺(tái)上焊接井架，在井架四個(gè)方向打入直徑377mm的鋼管樁，鋼管樁入土小于3m，作為鋼護(hù)筒的導(dǎo)向裝置，便于護(hù)筒精確定位。護(hù)筒分兩節(jié)拼裝，一次下沉到位，根據(jù)本工程的地理環(huán)境情況，為避免穿孔等情況的發(fā)生，經(jīng)計(jì)算護(hù)筒入土深度定為5.5m，護(hù)筒長(zhǎng)度為18m。護(hù)筒中心豎直線(xiàn)與樁中心重合，平面允許誤差按30mm控制，豎直傾斜度不大于1%，護(hù)筒頂按高于最高水位1m控制。外護(hù)筒埋設(shè)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查護(hù)筒的平面位置誤差為20mm，豎直傾斜度為0.5%。

1.3 鉆機(jī)定位和安裝

鉆機(jī)定位依據(jù)測(cè)量放樣點(diǎn)精確安裝，鉆機(jī)定位后加墊枕木以保證鉆機(jī)在施工過(guò)程中由于震動(dòng)、滑移造成的鉆機(jī)移位、傾斜。

1.4 鉆孔

在選擇鉆機(jī)時(shí)我部根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的地質(zhì)數(shù)據(jù)選擇使用GPS-20型鉆機(jī)，直徑1.6m鉆頭進(jìn)行施工。通過(guò)首件樁基工程施工和數(shù)據(jù)采集分析，總結(jié)出如下深水鉆孔樁施工要點(diǎn)：

a)開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)投入適當(dāng)?shù)恼惩粒巽@進(jìn)，鉆進(jìn)過(guò)程中須加大泥漿比重，以利排渣和護(hù)壁。

b）進(jìn)尺接近護(hù)筒底口時(shí)，應(yīng)慢速鉆進(jìn)，多投粘土，以加固護(hù)筒底口處護(hù)壁。

c）在鉆進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)常檢查鋼絲繩的垂直度，時(shí)刻注意地質(zhì)變化，撈渣取樣，做好鉆孔原始記錄。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)土層、鉆孔孔徑、傾斜度、孔深進(jìn)行全面檢查，并填寫(xiě)檢查記錄，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)認(rèn)可后進(jìn)行清孔，準(zhǔn)備進(jìn)行下道工序。

d）鉆孔過(guò)程中保持連續(xù)施工，現(xiàn)場(chǎng)安排兩位專(zhuān)職工程師輪流值班，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，根據(jù)設(shè)計(jì)圖中鉆孔地質(zhì)資料結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)采集的渣樣，要求施鉆人員按擬定的進(jìn)尺速度進(jìn)行鉆進(jìn)，防止塌孔、擴(kuò)孔現(xiàn)象發(fā)生，并詳細(xì)記錄實(shí)際進(jìn)尺過(guò)程不同地質(zhì)的變化情況，根據(jù)實(shí)際進(jìn)尺深度以及現(xiàn)場(chǎng)采集渣樣的特性確定出不同地質(zhì)層的標(biāo)高、深度及分層厚度，繪制實(shí)際地質(zhì)柱狀圖并與設(shè)計(jì)地質(zhì)進(jìn)行比較。

1.5 一次清孔

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后即停止鉆進(jìn)，泥漿循環(huán)繼續(xù)排渣，盡量減少沉渣。在成孔質(zhì)量符合圖紙要求并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，立即進(jìn)行第一次清孔。

清孔應(yīng)符合下列規(guī)定：孔底的泥漿相對(duì)密度應(yīng)在1.03～1.10，含砂率＜2%，粘度17～20s，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員與試驗(yàn)人員在孔口、孔中部、孔底采集泥漿樣品，分別試驗(yàn)，記錄整理后求的平均值，泥漿相對(duì)密度1.07，含砂率1%，粘度17s。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理確認(rèn)后，一次清孔合格。

1.6 成孔檢驗(yàn)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

在終孔后，進(jìn)行孔位、孔深、孔徑、傾斜率等檢測(cè)。檢孔器用符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋制作，檢孔器的直徑為樁基直徑，長(zhǎng)度為9m。經(jīng)第一次檢孔，發(fā)現(xiàn)由于檢孔器的直徑和樁徑相同，檢孔器下放困難，后經(jīng)再次擴(kuò)孔后，檢孔器才能正常放入。結(jié)合各方面經(jīng)驗(yàn)，在以后樁基施工時(shí)，為保證檢孔器的順利放入，要求項(xiàng)目部采用加大鉆頭的方法，解決檢孔器下放困難的問(wèn)題。檢測(cè)時(shí)，將檢孔器吊起，使檢孔器的中心、孔的中心與起吊鋼絲繩在一條直線(xiàn)上，慢慢放入孔內(nèi)，上下通暢無(wú)阻。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員應(yīng)記錄在檢孔器放入過(guò)程中鋼絲繩十字引線(xiàn)交點(diǎn)偏離情況，做好記錄，推算出該樁的傾斜率。

1.7 導(dǎo)管

導(dǎo)管用Φ300mm的鋼管，壁厚10mm，每節(jié)長(zhǎng)2.7m，共35節(jié)，調(diào)配節(jié)2節(jié)，節(jié)長(zhǎng)分別為1.0、1.5m短管，管連接為絲連接。

導(dǎo)管在使用前進(jìn)行了水氣密性試驗(yàn)，試驗(yàn)在監(jiān)理見(jiàn)證下進(jìn)行，導(dǎo)管經(jīng)檢驗(yàn)合格后，對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行編號(hào)記錄。在澆灌時(shí)，通過(guò)對(duì)混凝土理論上升高度與實(shí)際上升高度做對(duì)比，出入較大時(shí)，控制導(dǎo)管提升量，與導(dǎo)管拆除節(jié)數(shù)。本樁的澆灌控制很好，很順利，在以后的施工中還需繼續(xù)保持。

1.8 二次清孔

在上述過(guò)程中，由于安裝內(nèi)護(hù)筒、鋼筋籠及安放導(dǎo)管時(shí)間較長(zhǎng)，至澆灌混凝土間隔時(shí)間較長(zhǎng)，孔底產(chǎn)生沉渣，所以待安放鋼筋籠及導(dǎo)管就位后，第二次清孔用時(shí)較長(zhǎng)。清孔標(biāo)準(zhǔn)時(shí)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求，孔底泥漿密度≤1.10，復(fù)測(cè)沉渣厚度在規(guī)范要求范圍以?xún)?nèi)，此時(shí)清孔就算完成，立即灌注水下混凝土。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員在孔口、孔中部、孔底采集泥漿樣品，分別試驗(yàn)，記錄整理后求的平均值，泥漿相對(duì)密度1.08，含砂率0.8%，粘度17s。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理確認(rèn)后，二次清孔合格，進(jìn)行下道工序。為提高護(hù)壁性能，已建議項(xiàng)目部在今后施工中適當(dāng)加大泥漿比重。

1.9 灌注水下混凝土

在完成各項(xiàng)檢查后進(jìn)行首灌工作，首盤(pán)混凝土經(jīng)過(guò)計(jì)算不少于為2.98m3，在整個(gè)澆注過(guò)程中，導(dǎo)管在混凝土埋深控制在2～6m。檢測(cè)人員測(cè)量導(dǎo)管埋置深度，及時(shí)填寫(xiě)水下砼灌注記錄。混凝土灌注過(guò)程未出現(xiàn)任何意外情況。通過(guò)混凝土灌注過(guò)程中記錄各段混凝土灌注方量，更直觀的看出混凝土在灌注過(guò)程中灌注同樣高度實(shí)際灌注方量與理論灌注方量的對(duì)比，可以看到成孔質(zhì)量比較好，沒(méi)有出現(xiàn)縮徑，充盈系數(shù)為1.04。樁基混凝土灌注時(shí)間為2010年9月18日10：20-16：10分，共5小時(shí)50分鐘。

2 出現(xiàn)問(wèn)題及處理方案

2.1 進(jìn)行了擴(kuò)孔施工，由于檢孔器無(wú)法下放，要求加大鉆頭直徑進(jìn)行了擴(kuò)孔施工。

處理方案：在以后的施工過(guò)程中加以注意，進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，杜絕再次發(fā)生此類(lèi)情況。

2.2 澆注至內(nèi)護(hù)筒底口時(shí)出現(xiàn)了混凝土上翻現(xiàn)象，致使外護(hù)筒無(wú)法拔除。

處理方案：加長(zhǎng)內(nèi)護(hù)筒，由原來(lái)的12m加長(zhǎng)至14m，并在澆筑至內(nèi)護(hù)筒底口時(shí)放慢澆筑速度。

2.3 在高程-68.m處鉆機(jī)抖動(dòng)較大，上下提鉆有受阻現(xiàn)象。

處理方案：通過(guò)鉆頭帶上來(lái)的土樣與地質(zhì)資料對(duì)照分析，該層含有大量的鐵、錳結(jié)核，直徑較大，鉆進(jìn)受阻，致使鉆機(jī)抖動(dòng)幅度較大。在后續(xù)樁基施工至該層時(shí)應(yīng)慢速鉆進(jìn)，穿過(guò)該土層再正常進(jìn)尺。

通過(guò)本次首樁施工控制要點(diǎn)總結(jié)，我們對(duì)本項(xiàng)目的深水灌注樁質(zhì)量控制要點(diǎn)有了最基本的了解，同時(shí)為后續(xù)的施工工作提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1]胡德功,陳旭,周祥濤.富春江流域深水灌注樁成孔施工.山東高速集團(tuán)有限公司；山東高速路橋集團(tuán)有限公司.【期刊】公路，2009-09-25.