合蚌客運專線九龍崗特大橋樁基施工簡論
2017-03-20
合蚌客運專線九龍崗特大橋全長14 279.42 m，其樁基采用Φ100 cm、Φ125 cm、Φ150 cm、Φ200 cm和Φ220 cm五種樁徑的鉆孔樁?，F(xiàn)就不同地質(zhì)條件下的鉆孔樁施工工藝和技術(shù)控制進行闡述。
1 成孔方法
1.1 沖擊鉆機成孔
當樁位地層中有硬巖、孤石和大粒徑的卵石層時采用沖擊鉆。開孔時先在孔中灌入泥漿或直接注水，投入粘土，用沖擊錐以小沖程反復沖擊造漿。鉆進過程中始終保持孔內(nèi)水位高出地下水位1.5 m-2.0 m。護筒底腳以下2 m-4 m范圍內(nèi)一般比較松散，采用濃泥漿、小沖程、高頻率反復沖砸，促使護筒底口形成“硬殼”。若遇到傾斜巖面，則回填粘土、小塊片石并用小沖程沖砸，一面擠石造壁，一面切削傾斜巖面，直至全斷面進入巖石后正常鉆進。
1.2 反循環(huán)鉆機成孔
反循環(huán)鉆孔灌注樁是采用反循環(huán)沖洗液護壁的鉆孔灌注樁，攜帶巖渣的沖洗液沿鉆桿中心孔向上返出，由于鉆桿過水面積小，使較小流量獲得較大上返流速，有效排除大粒徑巖渣，提高排渣效率和鉆進效率。在穩(wěn)定地層鉆孔可使用清水為介質(zhì)，但孔內(nèi)水位宜高于孔外水位2 m以上。若地層不穩(wěn)定，須在鉆孔前將護筒送到巖面或護筒跟進鉆孔到巖面，用清水反循環(huán)鉆進。
1.3 旋挖鉆機成孔
旋挖鉆機采用筒式鉆斗。當鉆頭下降到預定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內(nèi)，儀表自動顯示筒滿時，鉆斗底部關(guān)閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點。施工中保證泥漿面始終不低于護筒底部，保證孔壁穩(wěn)定性。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土和泥漿護孔壁，反復循環(huán)直至成孔。
2 巖溶發(fā)育地段成孔
本段部分樁基穿過溶洞，為保證鉆孔順利進行，采用沖擊鉆成孔，護筒跟進的施工方法。
2.1 鉆孔前的溶洞處理方法
開鉆前，對填充物進行土工試驗，分析其物理力學特性，檢測容重、含水量、孔隙率等，為注漿參數(shù)計算提供依據(jù)。據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況，對每根樁設計出相應的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。施工前，在橋位外進行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗，取得經(jīng)驗數(shù)據(jù)，完善施工方案，指導施工。
根據(jù)巖溶發(fā)育程度，擬定6種處理方案。
1）對已探明較小封閉型溶洞在鉆孔前可用注漿加固法處理。
2）對遇到未探明巖隙：發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿面較慢下降時采用優(yōu)質(zhì)膨潤土配置5%的CMC外加劑并加入鋸木灰拌成軟塑狀，分批投入孔內(nèi)，再用1 m-1.5 m小沖程進行沖鉆，使鋸木灰和粘土擠入巖石裂隙，隔斷泥漿漏失的通道。
3）對于遇到未探明的小溶洞：如突然發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿面較快下降，用小片石（直徑10 cm-20 cm）和粘土，按1：1的比例迅速回填，并用小沖程擠壓密實。同時迅速補水，直到泥漿面不再下降。
4）較大封閉型溶洞：先在孔口附近準備好足夠的塊石、粘土、水泥。在洞頂打穿時，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿，要迅速填堵，防止塌孔。一般溶洞洞頂擊穿后，樁孔中泥漿會迅速下降，此時要用鏟車及時將準備好的塊石、粘土、水泥拋入孔中直到泥漿停止下降，并慢慢上升，此時可用沖錘進行適當擠壓，反復拋塊石、粘土、水泥，直至把樁基兩側(cè)的溶洞都填滿或堵死為止，最后補充滿泥漿再重新成孔。
5）對于單級串通型溶洞：采取用12 mm厚鋼板加工成的雙護筒跟進方法解決，大護筒跟進至溶洞頂巖石上，小護筒跟進至溶洞下0.5 m，大護筒比設計孔徑大0.4 m，小護筒比設計孔徑大0.2 m。大小護筒需用等直徑鉆頭沖孔。
6）對于多級串通型的溶洞:同單級串通型溶洞處理方案類似，只是采用多級護筒跟進方法解決，最內(nèi)側(cè)小護筒跟進到最下層溶洞底以下0.5 m。
2.2 護筒跟進法施工要點
1）巖溶地區(qū)鉆孔樁基礎施工采用沖擊成孔工藝，以十字型鉆頭沖擊成孔，泥漿護壁，下沉與沖孔直徑相同的鋼護筒達基巖面，其作用是防止孔壁坍塌。當進尺接近溶洞頂部2 m左右時，要求鉆機操作人員改用低沖程（1 m-1.5 m）沖擊，以防止擊穿溶洞頂板時卡鉆。
2）當鉆穿巖溶頂板時暫停鉆孔，將小于上述鋼護筒直徑20 cm的鋼護筒沉入巖溶層，并隨鉆孔跟進至穩(wěn)定性巖面。沖擊鉆進至設計標高，清孔、安放鋼筋籠、灌注水下砼，鋼護筒則留在巖溶地層中與水下砼結(jié)合成為一根“鋼護筒砼樁”。
3）跟進的鋼護筒底要進行加固處理：用舊鋼軌與鋼護筒底焊接牢固插打鋼護筒。
4）鋼護筒跟進要安裝樁帽及樁錘，樁錘用B-3型復打氣錘。
5）錘擊鋼護筒下沉過程中，要嚴格控制鋼護筒的傾斜度和錘擊貫入度，中心偏差不得大于5 cm，斜度不得大于1%。
3 檢孔及清孔
樁深達到設計要求后，進行樁徑、垂直度采用檢孔器檢查，檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設計孔徑，長度等于孔徑的4-6倍。如發(fā)生彎孔、斜孔、縮孔等情況較嚴重時，應重新鉆孔。清孔的目的是降低孔內(nèi)泥漿比重，減少沉碴厚度。保證砼灌注質(zhì)量，沉碴厚度必須控制在規(guī)范或設計要求范圍內(nèi)。清至泥漿比重為1.05左右，測量沉碴厚度，合格后開始下鋼筋籠。
4 鋼筋籠制作安裝
按照設計圖紙及施工規(guī)范要求進行鋼筋籠的制作，并在鋼筋籠四周對稱焊接保護層筋或按設計要求設置圓形砼墊塊，保證鋼筋籠的定位并有足夠的保護層，并在頂節(jié)鋼筋籠上焊接至少4根加長鋼筋，以固定鋼筋籠。
為縮短下籠時間，盡可能增大鋼筋籠的長度，較長鋼筋籠分節(jié)制作，每節(jié)長9 cm或12 m，鋼筋籠接頭采用直螺紋套筒連接。為了防止鋼筋籠放置偏心，以及保證砼保護層的厚度，每隔2 m綁扎圓形墊塊。
5 水下砼灌注
砼灌注采用下導管水下灌注，導管采用壁厚6 mm無縫鋼管，底部距孔底30 cm-50 cm，導管要有足夠的剛度和強度，導管使用前和使用一個時期后應做壓水試驗，并試驗隔水栓能否順利通過。水密試驗時的水壓不小于孔底靜水壓力的1.5倍；壓水試驗根據(jù)施工中可能出現(xiàn)的最大壓力確定。導管自下而上作標尺和編號，灌注前還要進行升降試驗。
為防止水下砼在灌注過程時間較長，砼凝固而導致重大事故的發(fā)生，砼中根據(jù)試驗加入相應外加劑，改善砼的和易性及節(jié)約水泥。砼集中拌合，泵送澆筑。
首批砼灌注前精確計算首盤砼方量，制作足夠容積的封底用漏斗，確保封底順利，確認封底成功后，進行正常澆注。
澆注開始時，要連續(xù)有節(jié)奏地進行，當導管內(nèi)砼不滿時，徐徐地澆注，防止在導管內(nèi)造成高壓氣囊，壓漏導管。導管底端要始終埋入砼面以下2 m-6 m，嚴禁把導管提出砼面；砼澆筑過程中采取加固措施防止鋼筋籠上??；在澆注將近結(jié)束時，導管內(nèi)砼柱高度相對減少，導管內(nèi)砼壓力降低，而導管外井孔的泥漿稠度增加、比重增大。若出現(xiàn)砼頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，減少泥漿比重，使?jié)沧⒐ぷ黜樌M行。
6 樁基檢測
根據(jù)設計要求，對樁的完整性采用超聲波無破損法或動測法進行檢測；并委托有資質(zhì)的單位，按要求進行靜載抗壓試驗或全長鉆孔取樣
試驗。
7 結(jié)束語
通過對以上重點施工環(huán)節(jié)進行了嚴格的技術(shù)控制，九龍崗特大橋樁基施工合格率達100%，優(yōu)良率98%，完全滿足了設計要求。
參考文獻
[1]楊遷.巖溶涌水地段高架橋樁基施工技術(shù)[J].山西建筑,2010,26:326-327.
[2]周云來.客運專線巖溶地區(qū)橋梁樁基沖擊鉆進技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù),2010,S1.
[3]廖利宏.斜井進正洞交叉口過渡段施工方案[J].山西建筑,2010,26:325-326.
