鐵路橋梁工程超深鉆孔灌注樁施工問(wèn)題分析

伍 嶺

(中鐵五局五公司)

鐵路橋梁工程超深鉆孔灌注樁施工問(wèn)題分析

伍 嶺

(中鐵五局五公司)

結(jié)合某鐵路大橋工程，分析了超深鉆孔樁施工中存在的一些技術(shù)難點(diǎn)，并針對(duì)性的提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。實(shí)踐證明，工程中所采取的措施行之有效，有效解決了施工難題，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

超深鉆孔灌注樁;橋梁工程;施工質(zhì)量

1 前言

隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展與改進(jìn)，大直徑超深樁在工程用的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。當(dāng)前，我國(guó)最大的樁徑已經(jīng)達(dá)到了5 m，3 m左右直徑的樁在橋梁工程、鐵道工程、水利工程中比較常見(jiàn);國(guó)內(nèi)最深的樁已經(jīng)達(dá)到了120 m，多用于河道、近海工程中。相比于普通鉆孔灌注樁，大直徑超深鉆孔灌注樁的成孔、泥漿性能、清渣及水下混凝土灌注等有更高的要求。由于其施工難度很大，必須制定出科學(xué)合理的施工方案，確保工程順利進(jìn)行。因此，本文將通過(guò)工程實(shí)踐，介紹超深鉆孔灌注樁在建筑工程中的應(yīng)用，并對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)與探討。

2 工程概況

某鐵路大橋，全長(zhǎng)為790 m，橋的最大高度為92 m，主橋最大墩高為73 m。主橋1、2#橋墩采用雙薄壁空心墩，橫橋向?qū)? m，順橋向厚3.5 m。分隔墩采用單薄壁空心墩。主橋橋墩均采用直徑2 m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，其中1#墩設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為 82.3 m、2#墩為 89.5 m。

3 超深鉆孔灌注樁的施工技術(shù)難點(diǎn)

(1)本工程中，1#墩設(shè)計(jì)樁的標(biāo)高是－89.5 m(樁端已經(jīng)進(jìn)入了持力層⑨2灰色粗砂層4 m之多)，成孔后深度達(dá)到了90 m，且成孔過(guò)程中，遇到的地層土質(zhì)情況變化非常大，特別是⑦2的灰色粉砂、⑨1的灰色中砂以及⑨2的灰色粗砂，其N值都是大于50的，土質(zhì)很硬，因而必須采用超常規(guī)的鉆孔機(jī)來(lái)成孔。

(2)成孔后的垂直度要求非常嚴(yán)格，需要控制在1/300以內(nèi)。其一，考慮到成孔深度很深，地層土質(zhì)情況變化大等因素的影響，造成成孔垂直度要求帶來(lái)了困難。其二，因?yàn)楣嘧吨械匿摴芰⒅怪倍?設(shè)計(jì)要求為1/600)，這就給成孔垂直度提出了更高的要求(按照成孔垂直度1/300來(lái)計(jì)算，已知基坑底深度為－33.7 m，則基底處將會(huì)有100 mm左右的偏差產(chǎn)生，而鋼筋籠和鋼管之間的間隙為70 mm左右)。

(3)孔壁的穩(wěn)定性要求非常高:成孔后到混凝土的澆灌之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)(期間還有提鉆、鋼筋籠下放、導(dǎo)管下放、清孔施工工序)，我們計(jì)算后，間隔時(shí)間約為9 h，這么長(zhǎng)的時(shí)間，如何保證孔壁的穩(wěn)定性顯得非常困難。

(4)孔底的沉渣要求很高:本工程中，鉆孔灌注樁的孔底沉渣厚度需要達(dá)到50 mm，設(shè)計(jì)要求是很高的。

(5)鋼筋籠的制作精度要求高:本工程中鋼筋籠的對(duì)接采取機(jī)械接頭連接，鋼筋容易產(chǎn)生比較大的變形，這樣就給鋼筋籠的制作造成了很大麻煩。此外，采用直螺紋連接，其工藝要求主筋間距和位置都非常嚴(yán)(而本工程中鋼筋籠的主筋采用了26Φ32鋼筋，主筋的間距是非常小的)，這又給工程施工帶來(lái)了困難。

4 相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新措施

4.1 保證成孔順利的技術(shù)措施

(1)施工前，我們按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求首先在軸線外側(cè)進(jìn)行了兩個(gè)試成孔的施工。做試成孔的目的在于:測(cè)孔深、孔斜、孔壁穩(wěn)定性、孔底沉渣、縮孔、坍孔及核對(duì)地質(zhì)資料、水文、檢驗(yàn)設(shè)備的使用情況、性能和施工工藝是否符合本工程，為工程的順利開展提供更為詳實(shí)可靠的技術(shù)參數(shù)以及不同工序的施工時(shí)間，以確保樁基工程施工的順利進(jìn)行。試成孔后，擬出48 h內(nèi)的樁孔孔徑檢測(cè)曲線(每6 h檢測(cè)一次)，用來(lái)確定各地層中鉆速、鉆壓要求、泥漿的比重、粘度等技術(shù)參數(shù)。

(2)前面兩個(gè)試成孔后，再做兩個(gè)試成孔，在充分考慮了先前兩個(gè)試成孔提供的技術(shù)參數(shù)后，在進(jìn)行對(duì)樁孔徑、垂直度，孔壁穩(wěn)定性、孔底沉淤厚度等技術(shù)指標(biāo)的檢驗(yàn)，這里我們特別需要注意第一次清孔結(jié)束到混凝土灌注的間隙時(shí)間，到在此時(shí)間區(qū)間內(nèi)，一定要加強(qiáng)對(duì)孔徑曲線以及孔壁穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)。此外，在第二次進(jìn)行清孔檢測(cè)之前，需要再進(jìn)行一次模擬的二次清孔，二次清孔的檢測(cè)時(shí)間要求間隙時(shí)間為8 h。通過(guò)這四個(gè)試成孔的施工、檢驗(yàn)，充分了解地層的分布、機(jī)械設(shè)備的選用、施工工藝中的各技術(shù)參數(shù)等情況，也是今后成孔能順利完成的基礎(chǔ)。

4.2 成孔垂直度的技術(shù)控制措施

由于本次成孔的深度深，且地質(zhì)條件較為復(fù)雜，為了有效保證孔的垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)、規(guī)范要求，我們選用了的鉆孔機(jī)具必須是底盤穩(wěn)定型的，并且在成孔過(guò)程中選用了“控制鉆速、減壓鉆進(jìn)”的施工工藝。

4.3 有效保證成孔壁的穩(wěn)定的措施

由于成孔結(jié)束后到混凝土澆灌需要一段時(shí)間間(其中主要包括了提鉆、鋼筋籠的下放、導(dǎo)管下放、清孔等施工工藝)，這就要求必須在試成孔的時(shí)候獲取工程施工參數(shù)，制作好48 h內(nèi)樁孔的孔徑曲線(每6 h檢測(cè)一次)后，再據(jù)此給定各土層的鉆速、鉆壓大小、泥漿的比重以及粘度等相關(guān)參數(shù)。

4.4 成孔后底部沉渣的控制措施

本工程對(duì)于鉆孔灌注樁孔底的沉渣厚度要求較為嚴(yán)格，必須控制在45 mm以內(nèi)，為了達(dá)到這一要求，我們?cè)谑┕ぶ胁捎昧?BS型泵進(jìn)行吸反循環(huán)的操作，同時(shí)拆使用了除砂器來(lái)進(jìn)行除渣。清孔的時(shí)候，我們對(duì)入孔口處的泥漿比重指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，設(shè)計(jì)值為1.20，在鉆進(jìn)的過(guò)程中，使用除砂器以確保泥漿的含砂率控制在3.5%以內(nèi)。泵吸反循環(huán)進(jìn)行清孔時(shí)，需要保證補(bǔ)漿供應(yīng)充足以及孔內(nèi)泥漿的液面穩(wěn)定，在具體操作過(guò)程中還需要防止清孔壓力過(guò)大導(dǎo)致孔底坍塌事故發(fā)生。

4.5 鋼筋籠制作及精度控制措施

(1)本工程中的鋼筋籠的連接采用了機(jī)械接頭方式，為了保證質(zhì)量，整個(gè)鋼筋骨架都必須在鋼筋加工場(chǎng)地的胎架上來(lái)加工，相鄰節(jié)段的鋼筋骨架進(jìn)行拼裝加工，把前面一節(jié)的骨架當(dāng)成后一節(jié)骨架的加工模具，并要求在對(duì)應(yīng)主筋上面作好相應(yīng)的標(biāo)記，用以保證鋼筋對(duì)接的準(zhǔn)確無(wú)誤。

(2)鋼筋端部頭面的不平整，在預(yù)拼裝時(shí)候有可能產(chǎn)生的間隙偏差，都會(huì)造成連接時(shí)套筒的尺寸不夠，為了防止此類事情的發(fā)生，我們?cè)诩庸ぶ甭菁y套筒時(shí)，將其外觀長(zhǎng)度人為的加長(zhǎng)8 mm，以確保鋼筋的連接質(zhì)量。

［1］陳伯齡.超深鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析［J］.施工技術(shù)，2006，30(9):36－37.

［2］黃熙齡.鐵路基礎(chǔ)施工技術(shù)［M］.北京:城市建設(shè)出版社，2008.

［3］ 余志成，施文華.鉆孔灌注樁施工［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

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