一、工程概況

鉆孔樁基礎施工采用架設浮橋作為施工機具及材料的運輸通道。在墩位處打設鋼管樁平臺作為臨時作業(yè)平臺;在作業(yè)平臺上安裝導向架,利用水上浮吊振動下沉鋼護筒,對鋼護筒進行平聯(lián)后,架設大梁,安裝鋼鋪面板,構成鉆孔作業(yè)平臺。

鉆孔作業(yè)平臺上安裝鉆孔機械、布設泥漿循環(huán)系統(tǒng),實施鉆孔作業(yè);鉆進中采用PHP高性能泥漿,嚴格控制泥漿比重,確保成孔質(zhì)量,成孔后采用換漿法清孔。

清孔合格后,吊車吊放鋼筋籠;鋼筋籠長小于15m的整節(jié)預制,超過15m的分節(jié)預制,現(xiàn)場焊接連接成整體。經(jīng)二次清孔后,混凝土地泵輸送導管法灌注成樁。

施工中必須嚴格控制孔內(nèi)沉渣厚度、空孔時間、水下混凝土灌注速度和灌注連續(xù)性,確保成樁質(zhì)量。

二、鉆機選型

根據(jù)對大橋主跨地質(zhì)、水文等自然條件的綜合分析,結合現(xiàn)有的施工機械裝備及施工經(jīng)驗,該大橋主跨深水群樁基礎擬采用GPS-22型全液壓轉盤式正反循環(huán)回旋鉆機實施鉆孔施工。該鉆機采用液壓傳動,集中液電復合操縱,安全可靠;可采用正、反循環(huán)兩種鉆孔工藝,鉆進速度快,適應各種地層,最大鉆孔直徑2.0m,最大鉆孔深度100m,滿足沙潁河大橋深水基礎施工的需要。

三、施工工藝

1、PHP高性能泥漿制備

PHP高性能泥漿的作用主要是平衡底層壓力,懸浮、攜帶鉆渣,潤滑、冷卻鉆頭,形成泥皮、增加孔壁穩(wěn)定性。沙潁河大橋主墩處地質(zhì)條件為多為粉砂、細砂等易坍塌地層,為保護鉆孔施工時護壁的穩(wěn)定,在樁基施工中必須采用不分散、低固相、高黏度的PHP高性能泥漿。

選配的PHP高性能泥漿指標必須達到如下要求:1)泥漿比重:鉆孔時選1.15~1.35,清孔時1.05~1.1;2)粘度19~28s;3)含砂率≤4%;4)膠體率≥96%;5)失水率≤20ml/30min;6)靜切力1~2.5Pa;7)pH值為8~10。

PH高性能泥漿配制時,黏土及化學藥品摻加順序為黏土→分散劑→絮凝劑→提黏劑,如黏土→燒堿(NaOH)→PHP→CMC。加入化學藥品時應先制成水劑,再在泥漿攪拌機里拌好,緩慢加入。

泥漿的排放處理:鉆孔時,經(jīng)過泥水分離器處理后的泥漿可重復、循環(huán)利用,鉆孔沉碴則用汽車運至當?shù)丨h(huán)保部門指點地點,妥善處理,避免污染環(huán)境。鉆孔完成后,廢棄泥漿全部用密封車輛運至地方環(huán)保部門指定地點處理。嚴禁向河道內(nèi)灘地及水體中直接排放鉆渣和廢棄泥漿。

2、鉆孔作業(yè)

開鉆前檢查鉆機運轉是否正常,鉆機底部有無變形,固定鉆架的纜風繩有無松動,護筒位置是否符合設計要求等。

鉆進時根據(jù)地質(zhì)條件控制進尺速度,開始用慢速檔,正常鉆進后,適當調(diào)整鉆速,鉆進中采用孔底承受鉆壓不超過鉆具重力 (扣除浮力)的80%減壓鉆進,確保成孔穩(wěn)定。

當平衡架移動至鉆架滑道下端時,需要接換鉆桿。每次接換鉆桿之前,停止鉆進,鉆機空運轉;泥漿繼續(xù)循環(huán)約1~3min,待鉆桿內(nèi)鉆碴排完后,方可停機。停機、停泵后,將平衡架提升,鉆桿上接頭卡在孔口,拆除平衡架與鉆桿的連接螺栓,平衡架升至鉆架上部,利用副卷揚機吊起要接換的鉆桿,下端與原鉆桿相接,上端與平衡架連接。鉆孔排渣、提取鉆頭除土、檢修鉆機或其它原因停鉆時,必須將鉆頭提出孔外。

3、第一次清孔

完成終孔的檢查工作以后,需要及時的清孔,開展清孔工作的主要目的是確保泥漿中的泥渣量、相對密度、鉆孔樁底部的沉積的渣子等一些重要的技術指標能夠滿足相應的規(guī)范要求,這樣能更好的灌注混凝土。抽漿清孔是清孔常采用的一種方法,初步清孔時通常選用換漿法。

鉆孔的深度滿足設計的要求以后,對其進行孔深、孔徑、鉆孔傾斜度檢查,各項指標都滿足要求以后,將鉆渣和泥漿使用離心吸泥泵將其抽出,為了避免出現(xiàn)坍孔的不良現(xiàn)象,在整個排渣的過程中,一定確?變(nèi)水頭高于施工水位2.0m。清孔后經(jīng)過檢查都達標以后,完成清空工作。

4、鋼筋籠加工、吊裝及聲測管安裝

鋼筋籠在鋼筋加工場分節(jié)加工,當鋼筋籠長小于15m時整節(jié)預制,超過15m時分節(jié)預制。鋼筋在使用前清除表面的油污、鐵銹。鋼筋應順直,無局部曲折。對直徑小于25mm的受力主筋接長采用搭接電弧焊,接頭采用雙面焊縫,焊縫長度保證5d的規(guī)范允許值范圍。對于直徑大于25mm的受力主筋采用直列螺紋套筒連接。箍筋采用間隔法點焊,隔一焊一,焊接牢固,以保證下放鋼筋籠時箍筋的移位。

鋼筋籠嚴格按照設計圖紙制作,各項指標符合設計和規(guī)范要求。安排專人對鋼筋骨架的綁扎和幾何尺寸進行核查。使用十字支撐對鋼筋籠進行適當?shù)募庸,以免出現(xiàn)變形在吊裝的過程中。用吊車將鋼筋籠吊入孔內(nèi),使用搭接焊在空口處進行連接,同時使上節(jié)與下節(jié)始終處于一條軸線上。

聲測管采用螺紋套管連接,在施工運輸過程保證套管的清潔,連接時在套筒口涂抹潤滑油,保證連接順利以及水密性。

鋼筋骨架在下放時緩慢下放,注意防止碰撞孔壁,如遇到下放困難的情況,對照地層地質(zhì)情況,分析原因后,排除阻力后再下入。鋼筋籠下放的深度滿足設計的要求以后,為防止在下放的過程中出現(xiàn)掉籠的不良情況,使用懸掛器將鋼筋籠與平臺或護筒牢固的連接起來。在安裝鋼筋籠的過程中,一定要做好對中工作,同時嚴格控制混凝土保護層的厚度確保其滿足設計的要求。

5、導管安裝

導管用φ300mm無縫鋼管制作,每節(jié)長2.0m~5.0m,配1~2節(jié)長0.5m~1.5m短管,絲扣連接。使用前對導管進行水密、承壓和接頭抗拉試驗,保證導管不漏水。導管安裝后,其底部距孔底留250mm~400mm的空間。

6、第二次清孔

雖然完成了第一次的清孔工作,但是在對導管和鋼筋籠進行安放的過程中,沉渣也會在孔底產(chǎn)生,因此導管和鋼筋籠就位以后,還需要利用導管完成第二次的清空工作。第二次清空的具體做法是在導管頂部安裝一個彎頭和皮籠,用泵將泥漿壓入導管內(nèi),再從孔底沿著導管置換沉碴。第二次清孔的標準是,一定要確保孔的深度滿足設計的要求,孔底泥漿密度控制在不大于1.15的范圍內(nèi),然后開始水下混凝土的灌注。

7、灌注水下混凝土

安裝導管時使其置放孔中、軸線順直、平穩(wěn)沉放,防止掛鋼筋籠和碰撞孔壁。導管上口設漏斗和儲料斗,下口距孔底約0.4m。

采用水下灌注混凝土。在漏斗底口設置橡皮球隔水設施,采用砍球法灌注首批混凝土,灌注開始后,一定要連續(xù)地灌注,杜絕中途停灌的現(xiàn)象。

導管提升時,要保持導管位置居中,嚴格控制導管的埋置深度,確保導管的埋置深度始終大于1m。在對導管進行拆除時,動作要跟的上,整個過程的時間要控制在15min內(nèi)。樁頂灌注標高應比設計標高超灌0.5m。施工用的鋼護筒,在灌注結束后、混凝土初凝前拔出。

施工注意事項:灌注混凝土的過程中,若導管內(nèi)含有一定量的空氣混凝土不滿時,灌入混凝土時一定要慢慢灌入,防止由于空氣的存在形成高壓氣囊,出現(xiàn)堵管事故。鉆機操作人員必須穿絕緣膠鞋,帶安全帽。灌樁過程中拆卸導管的長度應由孔內(nèi)的混凝土面位置決定,在拆卸前測量混凝土面距護筒距離,在保證埋不小于2m的條件下計算需拆除的導管節(jié)數(shù),防止因拆除導管時出現(xiàn)導管在水下混凝土中埋深不足的情況,減小樁基混凝土施工隱患。

四、總結

綜上所述,影響鉆孔樁基礎施工的因素有很多,施工人員在施工的過程,一定要針對經(jīng)常出現(xiàn)的問題采取有效的措施,盡量減少類似的不良狀況的出現(xiàn)。同時施工的過程中做到層層把關嚴格控制,確保工程的質(zhì)量。