淺談公路橋梁挖孔樁施工技術(shù)

顧 崗

(貴州陸通公路工程監(jiān)理有限責(zé)任公司)

1 工程概況

石橋特大橋主橋結(jié)構(gòu)采用雙幅(106 +200 +106)m 三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。(左幅樁號(hào)K19 +371.766～K20 +441.644，4 ×40 +3 ×40 +106 +200 +106 +3 ×40 +3 ×40 +3×40 組合T 梁、預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)，單幅長(zhǎng)1069.878 m，右幅樁號(hào)K19 +338.077～K20 +485.334，4 ×40 +4 ×40 +106+200 +106 +3 ×40 +3 ×40 +4 ×40 組合T 梁、預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)，單幅長(zhǎng)1147.257 m)，主橋下部2 個(gè)主墩采用鋼筋混凝土空心薄壁墩，墩身高度分別為116 m(107 m)、75 m(66 m)。箱梁懸臂節(jié)段22 對(duì)，主墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為整體式承臺(tái)群樁基礎(chǔ)，一個(gè)主墩基礎(chǔ)為4 排20 根φ2.2 m 挖孔灌注樁。主橋上部箱梁斷面采用單箱單室，箱梁頂寬11.25 m，底寬6.5 m，主墩頂部梁高12.50 m。

挖孔灌注樁施工采用人工挖孔法施工，承臺(tái)施工采用機(jī)械開(kāi)挖基槽，基坑明排水干施工墊層及承臺(tái)，薄壁空心墩采用整體鋼結(jié)構(gòu)大模板翻模施工，0#塊采用托架施工，箱梁采用掛籃懸澆施工，邊跨現(xiàn)澆段采用墩頂支架施工。

2 施工準(zhǔn)備

(1)人工挖孔，井壁支護(hù)要根據(jù)該地區(qū)的土質(zhì)特點(diǎn)、地下水分布情況，編制切實(shí)可行的施工方案。

(2)開(kāi)挖前應(yīng)將場(chǎng)地周邊管線、設(shè)備基礎(chǔ)等處理完畢，同時(shí)將照明、安全設(shè)施等準(zhǔn)備齊全。

(3)按基礎(chǔ)平面圖，設(shè)置樁位軸線、定位點(diǎn)，測(cè)定高程水準(zhǔn)點(diǎn)。準(zhǔn)確的放線是開(kāi)挖的先決條件和重要保證。

(4)按設(shè)計(jì)要求制作好鋼筋籠。

3 主橋挖孔樁施工

3.1 施工方法

(1)測(cè)量放樣

根據(jù)控制點(diǎn)采用全站儀極坐標(biāo)法放樣，直接測(cè)放每個(gè)樁位中心點(diǎn)。

(2)土層開(kāi)挖

開(kāi)挖前，在孔口上方采用φ48 鋼管搭設(shè)雨棚支架，支架上覆蓋彩條布避雨，保證全天候作業(yè)，且下雨時(shí)孔口無(wú)雨水下流沖洗孔壁，并在孔口周圍開(kāi)挖排水溝，防止積水和雨水流進(jìn)孔內(nèi)。

開(kāi)挖前，對(duì)于表層卵石土直接開(kāi)挖，局部采用風(fēng)鎬配合;對(duì)強(qiáng)風(fēng)化板巖，采用風(fēng)鎬人工開(kāi)鑿。出渣采用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊運(yùn)。

對(duì)中風(fēng)化巖層，風(fēng)鎬開(kāi)鑿較困難時(shí)，采用孔內(nèi)爆破的施工方法。爆破施工采用毫秒微差控制爆破，利用高精度毫秒雷管對(duì)待爆樁位實(shí)施一次點(diǎn)火、多次引爆(前后時(shí)間差50～100 ms、誤差±5 ms)，在同一網(wǎng)路中按一定順序起爆。爆破時(shí)，布眼方式采用“環(huán)形梅花布孔法”，由中心至周邊布置成掏槽眼、輔助眼、周邊眼，按先掏槽、后輔助、再周邊的順序起爆，從而實(shí)現(xiàn)微差控制爆破。爆破過(guò)程中，為保證孔壁穩(wěn)定不塌及施工人員的安全，每爆深0.7～1.0 m 即沿樁周做成厚度上20 cm、下10 cm 的倒圓筒形混凝土護(hù)壁(上、下段護(hù)壁需相互連接)。為保證樁底基巖的完整性，終孔前留50 cm 深，人工鑿進(jìn)，并清凈孔底石渣。

(3)鎖口井圈施工

鎖口井圈是挖孔樁施工的第一節(jié)段，井圈頂高出地面線0.3 m，保證雨水和雜物不滾落孔中，圈頂通過(guò)測(cè)量準(zhǔn)確測(cè)設(shè)四個(gè)控制點(diǎn)以鐵釘做標(biāo)記，通過(guò)這四個(gè)控制點(diǎn)校核孔中心位置和垂直度。

(4)護(hù)壁混凝土施工

護(hù)壁混凝土是保證孔壁不易坍落和減少滲水及保證挖孔安全施工最有效的措施之一，采用鋼筋混凝土護(hù)壁。

①鋼筋布置及安裝

沿孔壁圓周等間距布置12 根φ12 圓鋼作主筋，沿孔壁上下每50 cm 等間距布置一根φ8 圓鋼作箍筋。

②模板設(shè)計(jì)和支立

為保證護(hù)壁混凝土能順利澆筑，模板加工成六個(gè)上小下大的圓臺(tái)形，圓臺(tái)形模板上口圓直徑為D，下口圓直徑為D+20 cm，高度為1.0 m。模板用δ=2 cm 的松木板加工而成，內(nèi)襯δ=2 mm 厚的白鐵皮，四周用5 cm 厚的環(huán)向木楞加固，為方便拆模，六個(gè)圓臺(tái)模一塊較其它幾塊小，接縫處用δ=2 cm的松木板嵌縫同時(shí)用木栓釘緊連接，內(nèi)部用5 ×10 cm 木楞支撐。模板支立通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)將模板放到孔中進(jìn)行支立;模板的校核，通過(guò)鎖口圈上預(yù)先設(shè)置的四個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)用錘球來(lái)完成。

③護(hù)壁混凝土的澆筑

護(hù)壁混凝土厚一般為15 cm，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30混凝土，坍落度控制在8～12 cm 之間，考慮到每次澆筑混凝土方量較小，在澆筑混凝土?xí)r，將護(hù)壁模板頂部用3 mm 厚鐵板鋪平，再用串筒將混凝土下滑至鐵板上，人工鏟入模板內(nèi)，當(dāng)開(kāi)挖深度大于2 m 時(shí)，采用串筒輸送混凝土，并用振搗棒密實(shí)。

(5)排水及防護(hù)措施

挖孔樁挖進(jìn)過(guò)程中排水采用開(kāi)挖集水坑用潛水泵抽水的措施。根據(jù)地質(zhì)資料本區(qū)地下水量較為缺乏，但潛水泵備用。

(6)驗(yàn)孔

當(dāng)?shù)谝还?jié)護(hù)壁拆模后，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)孔，檢驗(yàn)中心坐標(biāo)位置是否在規(guī)范允許范圍，并且每開(kāi)挖3 m 深度用檢孔器檢驗(yàn)一次，直到開(kāi)挖至孔底達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度為止。以便確定孔底巖層的承載力是否滿足，嵌巖深度、以及孔徑大小、孔的偏斜率和孔底標(biāo)高是否符合要求。

驗(yàn)孔合格后，可以進(jìn)行樁身鋼筋骨架吊裝及樁身混凝土澆筑。

(7)鋼筋籠制作、運(yùn)輸及安裝

①制作場(chǎng)地及工藝設(shè)備

鋼筋籠在鋼筋加工廠制作，然后運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，利用定型支架成型，定型支架可采用δ=10 mm 鋼板制作。

②鋼筋籠分節(jié)制作

由于樁長(zhǎng)平均為25 m、35 m，采用分節(jié)制作，每節(jié)鋼筋籠的長(zhǎng)度根據(jù)供料鋼筋的長(zhǎng)度現(xiàn)場(chǎng)確定。

③鋼筋籠安放

利用25 t 吊車分節(jié)吊裝，下節(jié)鋼筋籠下沉到孔口時(shí)，臨時(shí)用支架卡住，再吊起上節(jié)鋼筋籠就位與下節(jié)拼接;拼接時(shí)應(yīng)注意鋼筋籠軸線保持一致，并保證套筒接頭質(zhì)量;拼接完成后吊車吊起第二節(jié)鋼筋籠并取出支架繼續(xù)下放;依此法吊放與拼節(jié)第三節(jié)鋼筋籠直到準(zhǔn)確到位。為增加鋼筋籠的剛度，應(yīng)在鋼筋籠主筋上每隔2～2.5 m 設(shè)加強(qiáng)筋一道(吊起下沉?xí)r拆除);在鋼筋籠上端，應(yīng)根據(jù)鋼筋骨架長(zhǎng)度、直徑，均勻設(shè)置吊環(huán)或采用固定吊桿。為防止?jié)仓炷習(xí)r鋼筋籠上浮，可在鋼筋籠上口加焊撐筋，將鋼筋籠固定在護(hù)壁上。

(8)樁身混凝土施工

混凝土由攪拌站集中攪拌，混凝土罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，泵送法澆筑。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查本挖孔樁區(qū)內(nèi)無(wú)地下水，涌水量幾乎沒(méi)有，所以直接采用泵送法澆筑，考慮到混凝土下落高度較大，采用串筒下料，每節(jié)長(zhǎng)0.6 m 卷成圓臺(tái)型，上口直徑30 cm，下口直徑25 cm，兩節(jié)之間焊吊耳，用U 型卡環(huán)連接。初澆混凝土?xí)r，串筒底口離樁底1.0 m 左右，隨著混凝土面的升高，分節(jié)拆卸串筒。

混凝土分層澆筑，采用插入式振搗棒振搗密實(shí)。

3.2 挖孔樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

挖孔樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 挖孔樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表

3.3 挖孔施工注意事項(xiàng)

嚴(yán)格控制藥量，以松動(dòng)為主;有水眼孔要用防水炸藥，盡量避免瞎炮，如有瞎炮要按安全規(guī)程處理;炮眼附近的支撐加固或設(shè)防護(hù)措施，以免支撐炸壞引起塌孔;孔內(nèi)爆破δ=2 cm，δ=2 cm 后須迅速排煙。高壓風(fēng)管或電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)吹風(fēng)。

4 安全注意措施

挖孔工人必須配備安全帽、安全繩，必要時(shí)搭設(shè)掩體。取出土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)具，經(jīng)常檢查。井口用圍圈予以圍護(hù)，挖孔時(shí)，孔口罩蓋。井孔設(shè)安全可靠的安全梯，以便施工人員上下。

5 質(zhì)量控制與檢測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，挖孔樁施工完畢，按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，做挖孔灌注樁無(wú)破損檢驗(yàn)。即每根樁均要埋設(shè)4φ57 mm 聲測(cè)管，以便用超聲波檢測(cè)法檢查樁的混凝土質(zhì)量，聲測(cè)管的規(guī)格應(yīng)與檢測(cè)單位商定。

6 總 結(jié)

通過(guò)對(duì)該橋梁工程孔樁基礎(chǔ)施工進(jìn)行分析，認(rèn)為工程實(shí)踐表明，在施工過(guò)程中只有嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，采取科學(xué)合理的施工工藝才能確保工程質(zhì)量，同時(shí)也能為廣大施工一線人員提供一定的參考。

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