下穿五沐快速路跨線橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)

（江西省交通工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

一、工程概況

仁沐新高速公路LJ10標(biāo)下穿五沐快速路高速跨線橋位于仁沐新高速公路K109+300公里處，下穿五沐快速路K32+604公里處，下穿凈空不小于5.5m。雙線相交處既有高速公路為雙向四車道，在此設(shè)置分離式跨線橋1座，上部采用2-35m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁結(jié)構(gòu)，采用預(yù)制拼裝工藝，梁高1.8m，鋪裝厚度0.1m，單幅橫向布置4片梁；下部結(jié)構(gòu)采用肋板臺(tái)、柱式墩、樁基礎(chǔ)，樁基直徑分別采用Φ1300mm、Φ1700mm。橋梁采用分離式，全長77m，全寬25.5m。本工程共有樁基30根，橋臺(tái)位置共有直徑1.3m的樁基24根，樁長26m；中墩位置共有直徑1.7m的樁基6根，樁長25m (墩柱高度5m），采用沖擊鉆成孔工藝。

二、沖擊鉆成孔原理

沖擊鉆機(jī)成孔是利用鉆機(jī)動(dòng)力裝置將具有一定質(zhì)量的沖擊鉆頭提升一定的高度,然后讓鉆頭自由下落，利用鉆頭的沖擊動(dòng)能沖擠土層或破碎巖層的成孔工藝。鉆頭分實(shí)心錐和空心錐兩種，出渣方式分為正循環(huán)和反循環(huán)兩種工藝。

本工程采用正循環(huán)沖擊鉆成孔，用沖擊式裝置或卷揚(yáng)機(jī)提升鉆頭，上下往復(fù)沖擊將土石擊碎，并將部分鉆渣擠人孔壁內(nèi)。部分鉆渣由泥漿懸浮，使鉆錐每次都能沖擊到孔底新土層。沖孔過程中，通過孔底泥漿管不斷出漿，將鉆渣懸浮，正循環(huán)排渣；或每沖擊一定時(shí)間和沖程后，放入掏渣簡(jiǎn)掏渣，提出孔外。泥漿在本法中起護(hù)壁與浮渣作用。

三、灌注樁施工

（一）鉆孔平臺(tái)搭設(shè)

將現(xiàn)有瀝青路面作為鉆孔灌注樁的施工平臺(tái)，待基坑開挖時(shí)再破除既有混凝土路面。施工平臺(tái)地基承載力需滿足沖擊鉆設(shè)備施工要求。施工過程中，為防止沖擊鉆設(shè)備向通行道路一側(cè)傾覆，可使用纜風(fēng)繩和地錨將沖擊鉆設(shè)備固定牢固。

（二）護(hù)筒制作及埋設(shè)

護(hù)筒規(guī)格為6 mm的鋼板，其內(nèi)徑比鉆頭直徑大200～400mm左右。采用挖埋法對(duì)護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)，埋設(shè)必須精準(zhǔn)，對(duì)護(hù)筒中心來說，其中心和樁位中心偏差不得大于50mm，護(hù)筒高度高出地面0.3m。埋設(shè)示意圖見圖1。

圖1.護(hù)筒埋設(shè)示意圖

（三）泥漿制備

造漿時(shí)選擇質(zhì)量好的黏土，其塑性指數(shù)大于等于15。為使泥漿的各項(xiàng)性能參數(shù)指標(biāo)符合要求，造漿時(shí)需要選擇適合的配合比。為滿足環(huán)保要求，確保泥漿可重復(fù)使用，鉆孔時(shí)應(yīng)設(shè)置制漿池、循環(huán)凈化系統(tǒng)。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)按照少布置，并控制泥漿池面積的原則，對(duì)泥漿池進(jìn)行布置。泥漿池采用10mm厚鋼板焊制，泥漿池結(jié)構(gòu)尺寸見圖2。

圖2.泥漿池結(jié)構(gòu)圖

（四）鉆孔

在鉆孔施工時(shí)，首先要測(cè)量定位并埋設(shè)護(hù)筒，然后對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行安裝,并將鉆機(jī)移動(dòng)到相應(yīng)位置，把鉆頭吊入，且對(duì)鉆頭進(jìn)行對(duì)中，然后再開孔、造漿，將泥漿池內(nèi)漿蓄滿后進(jìn)行鉆進(jìn)施工，當(dāng)結(jié)束鉆進(jìn)時(shí)，注意清理孔內(nèi)殘留的鉆渣。

在鉆進(jìn)過程中，需要定期抽取渣樣，并檢查泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)；注意觀察土層，檢查各土層的變化狀況，以便在碰到不同地層時(shí)及時(shí)調(diào)整鉆頭；當(dāng)鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)的相應(yīng)標(biāo)高時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行探孔，經(jīng)檢查滿足要求后進(jìn)行換漿并清孔，在清孔時(shí)需向孔內(nèi)補(bǔ)充經(jīng)過泥漿罐化后的泥漿或水，直到泥漿的各性能指標(biāo)符合要求。

（五）灌注水下混凝土

1、導(dǎo)管制備與安裝

快速螺紋接頭導(dǎo)管規(guī)格為Φ273×6mm，為無縫鋼管，導(dǎo)管接頭為快速螺紋接頭，在導(dǎo)管接頭處設(shè)置2道密封圈，從而使接頭的密封性更強(qiáng)；導(dǎo)管內(nèi)徑為250mm，壁厚為6mm，導(dǎo)管中間的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長在2～3m之間，底節(jié)在4～5m之間，底節(jié)導(dǎo)管下端不允許有法蘭盤，同時(shí)需要配備若干節(jié)1m和0.5m的導(dǎo)管。在使用前，需要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密承壓以及接頭抗拉試驗(yàn)，按照要求，水密試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深壓力的1.3倍，同時(shí)需大于可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力的1.3倍，對(duì)每根導(dǎo)管均要進(jìn)行試壓處理。

2、混凝土攪拌

在混凝土澆筑時(shí)，通過中心攪拌站對(duì)混凝土進(jìn)行集中攪拌，然后再由混凝土輸送車運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)。

3、混凝土施工

當(dāng)混凝土運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后，先對(duì)混凝土攪拌約一分鐘左右的時(shí)間，然后再將其倒入大集料斗中并灌滿。當(dāng)封底完成首批混凝土后，再將混凝土送入小集料斗中，需要注意的是，應(yīng)該邊對(duì)混凝土進(jìn)行灌注邊對(duì)其進(jìn)行送出。

針對(duì)鋼筋籠的安裝以及導(dǎo)管的放入，在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑之前，應(yīng)依據(jù)規(guī)范規(guī)程的相關(guān)要求，對(duì)孔底沉渣的厚度以及對(duì)泥漿的各項(xiàng)性能參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)，如相關(guān)指標(biāo)不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，則需要再次進(jìn)行清孔處理，接下來重新進(jìn)行測(cè)定，直至滿足設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)程要求。清孔的方法：先在澆筑導(dǎo)管的頂端部位安設(shè)一個(gè)彎頭和皮籠，壓入導(dǎo)管內(nèi)時(shí)采用泥漿泵對(duì)其進(jìn)行壓送，從孔底開始，沿著導(dǎo)管向外進(jìn)行沉渣置換，沉渣厚度需小于等于10cm；清洗過程中，應(yīng)保持孔內(nèi)的泥漿面比地下水位高出1.5～2m，以防出現(xiàn)坍塌。

使用拔塞法對(duì)混凝土的封底灌注進(jìn)行施工，在封閉導(dǎo)管口時(shí)，首先在導(dǎo)管口頂部以及料斗底部用蓋板等部件封住導(dǎo)管口，并在導(dǎo)管的頂部位置放一個(gè)皮球，該皮球的直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑相同，使其作為隔水球，當(dāng)灌滿大料斗（采用混凝土）后，需要迅速把蓋板吊出，從而使混凝土均勻暢通地沿著導(dǎo)管下落，并把泥漿強(qiáng)行排除到導(dǎo)管外面。同時(shí)需要注意，一定要保證水下混凝土灌注順暢，通過大料斗和導(dǎo)管將混凝土持續(xù)地灌注到水下，從而順利完成混凝土的第一次水下灌注。

第一次水下混凝土灌注完成后，采用小料斗替換大料斗，開始進(jìn)入正常的灌注施工階段，通過泵車對(duì)混凝土進(jìn)行輸送，持續(xù)地經(jīng)過小料斗，然后采用導(dǎo)管灌注施工至水下，直至完成整根樁的澆筑施工。水下混凝土在正常施工灌注階段，導(dǎo)管埋深范圍應(yīng)保持在2～6m之間，如導(dǎo)管拆除一節(jié)后，其埋置深度也必須大于等于2m。在灌注混凝土?xí)r，應(yīng)對(duì)混凝土標(biāo)高進(jìn)行控制，要測(cè)量混凝土的表面標(biāo)高，保證導(dǎo)管的埋置深度和導(dǎo)管拆除時(shí)機(jī)的準(zhǔn)確性。在對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拆除前，應(yīng)先與攪拌站進(jìn)行溝通，確定對(duì)已經(jīng)泵送至現(xiàn)場(chǎng)的混凝土估算的方量，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量的標(biāo)高，計(jì)算混凝土的實(shí)際方量，再將兩者進(jìn)行比較，避免出現(xiàn)差錯(cuò)。