牡丹江市西十一條路跨江大橋冬季施工技術分析

劉俊艷

(黑龍江省水利四處工程有限責任公司，黑龍江牡丹江157000)

1 工程概況

牡丹江市西十一條路跨江大橋南起江南新城區的蓮花湖路和興隆街交叉口(樁號K0+100.585)，北至江北老城區西十一條路與海浪路交叉口(樁號K1+839.893)，全長1 739.308 m。大橋樁基礎工程包括主橋、引橋基礎，基礎均采用鉆孔灌注樁，分離式承臺。本工程共計238根樁。2010年9月25日開工，2010 年12月30 日竣工［1］。

2 施工方案

2.1 圍堰、筑島

根據十一條路跨江大橋的實際地理情況，鉆孔施工場地采用筑島法，為加快施工進度，兩側橋臺鉆孔樁應同時進行施工，平均5 d成孔一個樁，陸上鉆孔可以先開鉆，然后按順序往里推進，進行筑島施工。

由于部分鉆孔樁均位于水中，因此施工采用筑島。施工筑島平臺采用寬8 m，高度高出施工水位2.5～3.0 m左右，由于5#墩、6#墩橋面寬分別為41 m和47 m，因此該處筑島平臺寬為70 m，以滿足鉆孔需要，邊坡為1∶1.5。筑島采用挖掘機配合推土機開挖填筑的施工方法，先在河床中定出放樣，打樁定出筑島中心線后，根據筑島尺寸放出大樣。用挖掘機將需筑島土方開挖放在需筑島位置，推土機推平碾壓，填至筑島頂面高為止。

2.2 鉆孔樁施工方法

施工程序為:樁位的測量放樣→平整場地→鉆孔平臺搭設→鋼護筒埋設→鉆機就位→鉆進→清孔→檢孔→吊放鋼筋籠→安裝導管→二次清孔→檢測沉渣厚度→水下混凝土灌注→檢樁。

鉆孔樁分旱地鉆孔樁和水中鉆孔樁，樁基全部采用沖擊鉆機進行施工。

旱地鉆孔樁施工方法包括以下7個方面:

2.2.1 場地平整及樁位放樣

1)場地平整:在樁基施工前，對施工現場進行場地平整，場地平整采用推土機進行，在樁位附近平整出一個長度≥10m，寬度≥5m的施工平臺，滿足沖擊鉆機施工要求。

2)樁位放樣:為保證樁基位置的準確性，施工前要進行精確放線，采用全站儀直接測設控制樁位，在測量的精確樁位處設置保護樁。

2.2.2 護筒埋設及固孔

護筒一般長度為2 m，由壁厚8 mm以上鋼板卷制而成，內徑大于樁基直徑30 cm。在已平整好的場地上準確放樣出樁位中心點，然后用十字線準確引出該點并作好穩固明顯的標志，以便在埋設護筒時校核護筒中心是否與樁中心重合，且所引十字線應防止被埋設護筒的機械設備所干擾和破壞。

在樁位處用挖掘機挖出一個比該樁位護筒直徑大60～100 cm，深度約3 m的深坑，在坑底填筑約50 cm黏土并夯實。吊放鋼護筒時人工輔助穩固，并用所引出的樁位中心線檢核護筒中心與樁位中心，并使其兩者偏位誤差≤5cm，且護筒頂口宜高于地面30～50 cm。鋼護筒定位后，在其周圍對稱填筑黏土并夯實，以防在鉆孔過程中泥漿滲漏，造成護筒沉落或偏斜。

采用沖擊鉆鉆機造孔，泥漿護壁，泥漿液面高度不低于地下水位(水面)1.5～2.0 m，隨時檢查漿液比重是否符合設計或技術規范的規定。

2.2.3 鉆機就位

測量放樣，在護筒周邊放出樁位中心十字線，并用紅油漆標識，采用沖擊鉆鉆機成孔，選派有經驗的工程技術人員和管理人員負責鉆孔施工。鉆孔機械擬采用挖掘機就位。先用挖掘機把鉆機拖至孔口附近并大致安放準確

2.2.4 鉆孔施工

沖擊鉆機成孔是提升沖擊錐反復往下沖擊，將孔中的土、石劈裂、破碎或擠入孔壁中，或懸浮于泥漿中，然后再用掏渣筒取出或循環流出的成孔方法。開鉆時先在孔內灌注泥漿，如孔內有水，可直接投入黏土，在孔內用沖錐以小沖程反復沖擊造漿。開鉆時鉆頭提升高度≤1 m，當進尺3 m后可正常施工。開孔及整個鉆進過程中，要始終保持孔內水位高出地下水位1.5～2.0 m，并低于護筒頂面0.3 m以防溢出。施鉆前后，不得掉入任何鐵件入孔內，以免損壞鉆頭，必要時用電磁鐵進行清孔。

開始正常鉆進時，適當控制進尺，在護筒下腳處，慢速鉆進，使下腳處有堅固的泥皮護壁，鉆至下腳1m后，可正常進行，若護筒外側砂礫石松散，可提起鉆錐，向孔中倒入黏土，適當增大泥漿比重。

根據地質剖面圖中所提供的土層標高，選擇進尺速度，在硬度相差較大的交接地層中或傾斜巖面施工時，自落、慢速的方式，以防偏孔等發生。

開鉆前一次性調制足夠數量的泥漿，泥漿經沉淀池沉淀后循環使用，鉆進過程中如有損耗、漏失，及時預以補充，且隨時檢查泥漿指標，沉淀池中的沉渣及時進行打撈清除，并統一外運至指定的渣場堆放。

鉆進中使用驗孔器檢孔，驗孔器用鋼筋籠做成，其外徑比鋼筋籠外徑大10 cm，長度≥3 m。每鉆進4～6 m，接近及通過易縮孔土層(軟土、軟塑黏土、亞黏土等)或更換鉆頭前，都必須檢孔。

鉆孔作業必須填寫鉆孔施工紀錄，經常注意地層變化，在地層變化處撈取渣樣檢查，判明后記入施工記錄表，并與地質剖面圖核對，確定樁基的嵌巖深度。

2.2.5 清孔

到達設計標高后，利用不同比重的泥漿清孔。當排渣口基本沒有鉆渣出現時，停機提鉆移位。檢查樁孔直徑、傾斜度及孔壁平整度是否符合成孔要求，清孔時保持鉆孔內泥漿面高于地下水位1.5～2.0 m，防止塌孔。

2.2.6 終孔檢查

利用設置于孔口的臨時水準點為基點，用經檢校合格的鋼尺測出孔深，再反算出樁基的基底標高，用卷揚機鋼繩通過孔口中心位置吊下標準檢孔器檢孔。以上各項均滿足規范要求后，驗收合格即可進行下一道工序。

2.2.7 鋼筋籠制作和安裝

按照設計圖紙及施工規范要求鋼筋骨架采用在場內制作，鋼筋籠長度根據樁長及吊裝設備確定，用25 t汽車吊分節入孔的方法施工。施工中骨架第一節入孔后，用支撐桿固定骨架于井口中心位置，吊起另一節骨架與第一節骨架相接，接頭采用機械連接。放鋼筋骨架前，先在孔口加設四根導向鋼管，以保證鋼筋骨架在吊裝過程中盡量對中，不傷孔壁及控制保護層厚度。鋼筋骨架就位后，采取四點固定，以防止掉籠和混凝土澆筑時骨架上浮現象發生。支撐系統對準中線防止鋼筋骨架傾斜和移動。鋼筋骨架上每間隔2 m在鋼筋籠四周對稱焊接鋼筋耳朵，保證鋼筋籠有足夠的保護層。

3 冬季施工措施

進入10月份以后，氣溫開始逐漸下降，日平均氣溫將低于5℃，開始進入冬季施工。為了保證樁基礎的工程質量，應采取如下措施:

3.1 鉆孔冬季施工保護措施

1)進入冬季，每個鉆機需搭設暖棚，每個鉆機暖棚需能夠將鉆機及主塔置于暖棚內，并有足夠供工作人員使用的操作空間，每座鉆機暖棚設碳爐2個，保證24 h取暖。鉆機暖棚采用鋼骨架，外置保溫布2層，每座鉆機暖棚尺寸為8m×5m×7m。每座鉆機需用鋼管40根，兩層共用保溫布400 m2。

2)進入冬季施工后，鉆孔出渣將不能像正常積蓄后再清掏，必須隨時配備挖掘機進行清掏以避免凍成冰山，影響鉆機施工、因鉆機較多2臺挖掘機將不能滿足施工要求，因此需額外增加3臺挖掘機方能滿足施工需要。

3)為保證鉆孔時有足夠的水用于注水掏渣造漿，因此每相鄰2個樁位之間需打一口水井，水管采用防凍保溫管，鉆機水泵保持24 h抽水以防止水管凍裂。

4)進入冬季后，氣溫過低，鉆機操作人員無法長時間在戶外操作，必須增加人員進行換班操作。每臺鉆機需額外增加4人。

3.2 鋼筋籠制作冬季施工保護措施

進入冬季后，所有鋼筋加工、焊接按規范規定需在室內進行，因此鋼筋籠的加工焊接需搭設暖棚，每座暖棚均采用鋼管骨架，雙層保溫布，內設碳火爐子。4臺滾絲機用暖棚尺寸為16m×4m×2.5m，每座暖棚內設碳爐2個;6座鋼筋籠加工用暖棚24m×6m×2.5m，每座暖棚四角各設碳爐1個。

3.3 混凝土冬季施工保護措施

1)配制混凝土時，宜優先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。水泥的強度等級應 ＞42.5，水灰宜＜0.5。

2)在拌制混凝土時，按定比例加入適量的防凍劑。

3)拌制混凝土的各項材料的溫度，應滿足混凝土拌和物攪拌合成后所需要的溫度。當材料原有溫度不能滿足需要時，應首先考慮對拌和用水加熱，仍不能滿足需要時，再考慮對集料加熱。水泥只保溫，不得加熱。

4)混凝土用的砂、石、料應進行預熱，預熱方法可以采用在集料堆下布設地溝，然后在地溝內布設鋼管，采用蒸汽對骨料進行加熱。

5)冬期攪拌混凝土時，骨料不得帶有冰雪和凍結團塊。嚴格控制混凝土的配合比和坍落度;投料前應先用熱水或蒸汽沖洗攪拌機，投料順序為骨料、水、攪拌，再加水泥攪拌，時間應較常溫時延長50%。混凝土拌和物的出機溫度應≥10℃，入模溫度應≥5℃。

6)混凝土的運輸時應盡可能縮短，運輸混凝土的容器應有保溫措施。橋梁鉆孔樁施工工藝流程見圖1。

圖1 橋梁鉆孔樁施工工藝流程圖

［1］李維生.牡丹江市西十一條路跨江大橋工程總體施工組織設計［R］.牡丹江:牡丹江水務科學院，2009.