108國道青白江段改擴建工程橋梁樁基施工方案

宋光亮

摘 要：依據地質條件，橋梁樁基采用旋挖鉆機作業，通過鉆進成孔、測量鉆孔深度、提出鉆桿、測量出孔底沉渣的厚度和孔的深度、安裝鋼筋籠以及注漿管、安裝導料管、清孔、灌注水下混凝土、測量混凝土的樁頂標高、最后拔出導料管形成樁。

關鍵詞：108國道；橋梁樁基；鉆孔施工

1 工程概況

1.1 工程概況

G108國道青白江段改擴建工程大件路東繞線起于青白江大道與川陜復線交叉口，止于青南大道，全長10.455公里，其中樁基施工結構物有達成鐵路立交橋、福安中橋、毗河大橋、福龍中橋、西河江大橋、先鋒小橋。

施工范圍內橋梁基礎均采用鉆孔灌注樁。樁徑根據地質情況、橋梁高度和跨度大小設計有Φ1.20m、Φ1.25m、Φ1.60m、Φ1.80m、Φ2.0m五種樁徑，鉆孔灌注樁鑿孔總進尺5500m，混凝土灌注量為16626.3m3，鋼筋制安1326t，聲測管安裝81.8t。

1.2 工程氣象水文條件

1.2.1 水文地質特征

區內地下水類型為第四系覆蓋層中孔隙水和基巖裂隙水。

地下水位一般1.5～4.1m，季節變化明顯，年變幅1～2m，受大氣降水及地表水體補給。

1.2.2 地層巖性

擬建道路區地層有：第四系全新統的人工填筑土層 、人工堆積層種植土、沖積層、沖洪積層、第四系上更新統冰水～流水堆積層以及中生界白堊系上統灌口組泥巖、夾關組泥質砂巖及砂巖組成。

2 施工安排

2.1 施工順序

鉆孔樁主要采用旋挖鉆機進行施工，每臺鉆機施工完成一區域后再移至其他區域。

工藝流程：放驗線—鉆機就位整平—鉆進成孔—測量鉆孔深度—提出鉆桿—測孔底沉渣。

厚度及孔深孔徑—安裝鋼筋籠和注漿管—安放導料管—清孔—灌注水下混凝土—測混凝土樁頂標高—拔出導料管—成樁—開塞—樁側注漿—樁底注漿。

2.2 成孔方法

2.2.1 施工準備

基于水、路、電三通以及場地平整的情況下，還應落實鉆孔準備工作，如泥漿備料和調制、測量樁位、準備有關鉆孔機械器具、制作并合理埋設護筒等。

（1）測量放線及定位 。

（2）場地平整 。

（3）埋設護筒：護筒頂高出地面0.2m。鉆機導桿中心線、回旋盤中心線、護筒中心線應保持在同一直線。護筒中心與設計樁位中心的偏差不得大于20mm，鋼護筒垂直度偏差不允許大于0.5%，保證鉆機沿著樁位垂直方向順利工作。

（4）準備鉆機：鉆盤中心和鉆架上的起吊滑輪要確保在同一條垂線，鉆桿位置的偏差要控制在2厘米以內。

（5）制備泥漿以及循環凈化：根據旋挖鉆鉆速快的特點泥漿原材料采用優質膨潤土、新鮮的淡水、工業用純堿、絮凝劑（聚丙烯酰胺）。泥漿配合比見下表1：

表1 泥漿配合比表

膨潤土（Kg） 純堿（kg） CMC（Kg） 水（Kg）

配比量 10 0.05 0.005 100

泥漿檢測和控制要求：在攪拌機中取樣，新制膨潤土漿需存放12小時，經充分溶脹后再測定比重以及漏斗的粘度；從新漿貯漿池里取出一定樣本并檢測項目的比重以及漏斗粘度；主孔正常、穩定抓進的時候，要檢測循環漿的比重、含砂量以及漏斗粘度。

在施工的時候，要用離心泥漿泵輸送泥漿，從泥漿池借助鋼管或是膠管把新鮮的泥漿輸送到開孔現場。施工中不合格的泥漿可輸送至廢棄泥漿池。

新制膨潤土泥漿性能現場檢測指標見表2：

表2 新制膨潤土泥漿性能現場檢測指標表

項目 單位 性能 試驗用儀器 備注

濃度 % >4.5 / 指100Kg水所用膨潤土重量

密度 g/cm3 <1.1 比重稱

漏斗粘度 Pa.s 30-90 馬氏漏斗

施工過程中隨時檢測時泥漿的各項性能指標，確保泥漿對孔壁的撐護作用。

2.2.2 鉆孔施工

（1）鉆進施工。在實際工作的時候，可以適當調整讓鉆頭中心點和樁位中心對齊，同時調整鉆桅垂直后方，準備好之后就可以開始鉆頭工作。工作步驟為：對孔、落鉆、鉆進、提鉆、反轉解鎖、提升鉆機回轉卸土、再對孔，如此循環鉆頭工作。但每次鉆孔的時候要對零深度表，全面注意鉆進情況，還要檢查滾筒槽里有沒有鋼絲繩，如果鋼絲繩有斷股或是毛刺的情況，就要及時更換。

（2）檢查成孔。鉆孔成孔質量應實施階段性檢查，具體在灌注混凝土之前、在成孔的過程中、成孔后三個環節檢查。主要檢查孔徑以及孔形，孔深以及孔底沉渣厚度。

要用標準錘檢測孔深以及孔底沉渣厚度。檢測繩要用鋼尺進行校核，澆筑混凝土前檢查孔底沉渣厚度，要求厚度不大于5cm，嚴禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。

（3）成孔豎直度檢測。采用探孔器進行成孔豎直檢測。

2.2.3 鋼筋籠加工及吊放

（1）鋼筋骨架制作。1）鋼筋籠在鋼筋廠內分節制作或在有條件的樁基現場加工，施工現場鋼筋連接采用焊接連接及套筒連接。鋼筋籠采用胎具成型法，由人工纏繞綁扎或鋼筋滾籠機焊接，每個鋼筋場配置一臺鋼筋滾籠機。2）鋼筋籠的制作應嚴格按照圖紙設計制作，鋼筋籠按8m一節進行制作。

（2）鋼筋保護層厚度為60mm。

（3） 鋼筋骨架的存放與現場吊裝。1）鋼筋籠內聲測管需要定位筋固定，采用φ10鋼筋焊接在骨架上，長度45cm，每3m一道等距布置在聲測管外圍。 2）樁徑大于1.5m樁基鋼筋籠加勁箍筋較大，穩定性差，所以根據設計要求需在鋼筋籠內部增設固定鋼筋，采用十字交叉加固方式，在鋼筋籠內部每2m焊接一組十字交叉筋。3）保證存放地平整和干燥。一是存放地要干燥通風，避免鋼筋受潮后出現生銹情況，確保鋼筋的光澤質量；二是存放地要平整，防止在存放鋼筋的時候因為地勢不平坦而導致鋼筋彎曲等，對后期鋼筋的使用造成影響。此外，鋼筋存放地還要干凈，存放的時候要注意輕放，并做好標記，確保每個加鋼筋處都設置有支撐點，且各支承點高度要相等，保證鋼筋籠骨架在調運到樁位的整個過程中不會出現骨架變形的情況。4）鋼筋籠入孔采用吊車吊裝鋼筋籠起吊，應在頂部設置2個吊點（位置為頂部加強筋位置）用于垂直吊裝，在每節鋼筋籠中部設置1個吊點（加強筋位置）用于翻身起吊。在吊點位置加設1根Φ20加強筋。

起吊前準備好各項工作，起重工在鋼筋籠掛上25t汽車吊主吊鉤及汽車吊副吊鉤。

在起重工檢查吊機鋼絲繩的安裝情況及受力重心后，開始平吊。

鋼筋籠吊至離地面0.4m左右后，檢查鋼筋籠是否平穩，然后主吊慢慢起鉤，根據鋼筋籠尾部距地面距離，及時指揮副吊配合起鉤。

鋼筋籠吊起后，慢慢提升主鉤，吊機副吊配合，保持鋼筋籠距地面一定的距離，使鋼筋籠垂直于地面。

起重工指揮吊車吊籠入孔、定位，吊車旋轉時要保持平穩，在鋼筋籠上要設置牽引繩。下放時若遇到鋼筋籠卡孔的情況，要吊出鋼筋籠后檢查孔位沒有問題再吊放。

當鋼筋籠下到B吊點時，暫停放下，拆下B吊點的鋼絲繩、卡環。

當鋼筋籠繼續往下插入，到A吊點時，暫停放下，并且插入槽鋼，把鋼筋籠固定在護筒頂，然后拆下A吊點的鋼絲繩、卡環。

第一節鋼筋籠吊放完成后，起吊第二節籠至孔口，進行主筋焊接或是對接套筒的連接，要注意連接的時候要確保上下主鋼筋的位置對正，保證鋼筋籠上下軸線的一致性。連接的時候要先連接同個方向上的兩根接頭，接著再稍微提起，讓上下節鋼筋籠垂直；然后再連接剩下的接頭，連接時要確保接頭位置依照50%接頭數量連接，并且是錯開的，相鄰的兩個接頭之間距離不小于主筋直徑的35倍，且不小于0.5m，焊接長度采用單面焊為10d。鋼筋籠焊接前進行聲測管和灌漿管安裝。全部主筋有效連接完成后，纏繞箍筋并按梅花形進行點焊，經驗收合格后再勻速下放。從最下節依次往上吊裝鋼筋籠到整個鋼筋籠吊裝完成。

最上節鋼筋籠下到孔口位置時，要用槽鋼將鋼筋籠臨時支撐在孔口，根據筒頂標高和鋼筋籠頂標高，算出吊筋長度，焊接吊筋在鋼筋籠主筋上。吊筋采用Ф20圓鋼長3m，吊筋頂端用Ф20圓鋼制作直徑為20的圓環作為耳筋。然后將吊鉤掛在吊筋上，緩慢下至設計位置，在鋼筋籠的頂吊圈內插兩根平行的槽鋼，槽鋼橫放在枕木上，以保證鋼筋籠位置、高度準確無誤。在完成鋼筋籠的安裝后，要及時澆注混凝土，以防止塌孔。

2.2.4 下設導管

樁基混凝土使用“泥漿下直升導管法”進行灌注施工，選擇圓形螺旋且能迅速接頭的導管，在其上面接上澆筑漏斗，同時用吊車懸吊著，方便灌注，也方便起撥的時候導管能上下垂直移動。其中，導管直徑為300毫米，壁厚度為5.4毫米，每節長度為3米，并配備1-2節長度為1-1.5米的短管；下導管的時候，其底口距孔底的距離不大于40～50cm。

導管要按順序依次下放，在用導管工作之前要檢查導管有沒有漏氣、漏水或是變形的情況，檢查導管接頭的連接有沒有松動，測量組裝導管之后的長度，對每根導管的長度、導管根數做好記錄。導管間連接應安放密封圈，并要進行接長水密性試驗和接頭抗拉試驗，試水壓力為0.6～1.0MPa。

2.2.5 清孔

（1）清孔方式：將彎頭與皮籠安裝在導管頂部，用泵把泥漿壓進導管里，接著從孔底開始沿著導管置換沉渣。

（2）清孔標準：孔深達到設計要求，孔底泥漿密度控制在1.03～1.1，黏度控制在17～20s，含沙率≤2%，復測沉渣厚度在50mm以內，才能灌注水下混凝土。

2.2.6 沉渣測定

樁孔經過清孔后，滿足摩擦樁孔底沉渣要求。用帶有圓錐形測錘的標準水文繩測定孔底沉渣的實際厚度，測錘的重量要大于等于1千克，計算孔底沉渣的時候要從底起點位置開始，要從孔底錐體高度的一半處開始計算。清孔之后，要確保摩擦樁的沉渣厚度不超過300mm，端承樁的沉渣厚度厚度不得大于100mm。

2.3 混凝土運輸與灌注

灌注過程中要充分考慮運距對混凝土塌落度的影響。

樁身混凝土灌注在二次清孔完成并檢驗沉渣厚度和泥漿比重符合規定后的半個小時內進行，并連續灌注直至樁完成。混凝土強度等級為C30、C35水下砼，采用河砂、5～20mm粒徑石子、P·O42.5水泥、粉煤灰按照規定配合比攪拌制成。首批砼灌注方量的數量由現場計算確定，初灌量必須滿足導管一次埋入砼面以下1.0m以上。

配比混凝土的過程中要依據幾個原則：混凝土含砂率最好為45-50%；坍落度最好是180-220毫米；水灰比最好為0.5-0.6；膠凝材料用量每立方米要≥350千克。

在澆筑混凝土之前，要將混凝土配合比的試驗報告給監理工程師，得到批準后方可使用。

在進行混凝土灌注之前，先要吊進隔水塞，且隔水塞的內徑要比導管內徑小20-25毫米，進行混凝土灌注之前用鐵絲將其吊掛在導管里，當混凝土達到首次灌注量的時候就剪斷放塞，初次灌注的時候導管埋設深度要在1.2米及其以上。每次提升導管前都要測量導管內徑和外徑混凝土面的高度，并做好填寫記錄，根據記錄情況繪制出水下混凝土灌注曲線。如果孔里混凝土面與鋼筋籠的底端要接近的時候，要避免鋼筋籠上浮；如果灌注混凝土面與設計標高較為接近的時候，要關注混凝土面，確保其滿足設計標準。灌注完成后要沖洗漏斗、導管等工具。整個混凝土灌注工作必須要確保連續性，盡量縮短上料、運輸、提管等程序的時間，避免中途停工。進行混凝土灌注前應檢測混凝土坍落度；混凝土灌注完成后緩慢將導管拔出，導管提離混凝土面之前要反復插實，避免空心樁。灌注過程須詳細記錄，對澆筑過程中的一切故障都要記錄備案。

2.4 泥漿外運施工

鉆進、清孔過程中產生的廢漿用大中型封閉式自卸車及時外運，泥漿外運車出場應清洗車底部及四周，使其滿足環保要求，不對道路造成污染，泥漿外運至符合指定的棄渣場。