淺談橋梁深樁基工程旋挖鉆施工工藝

■庫進(jìn)輝 ■中鐵二十五局集團(tuán)有限公司西北分公司，陜西 西安 710048

1 工程概況

原王鐵路項(xiàng)目前臺大橋工程，總樁量67根，最深樁基可達(dá)82米深，所有樁基全為旋挖鉆機(jī)鉆孔灌注法施工。樁徑φ1.5米樁基有49根，平均樁深68.8米，樁徑φ1.25米樁基有18根，平均樁深69.7米。工程地處黃土山嶺重丘地區(qū)，地質(zhì)狀況自地表向下58米左右為砂質(zhì)黃土，以下為泥巖夾砂巖。

2 施工工藝

采用旋挖鉆機(jī)取土成孔，成樁工藝:定樁位→埋護(hù)筒→鉆進(jìn)取土→清孔→吊裝鋼筋籠→插入導(dǎo)管→砼灌注→拔出護(hù)筒→樁檢測。

2.1 施工準(zhǔn)備

平整施工場地，清除雜物，便于放線及鉆孔機(jī)械就位。測量人員采用全站儀進(jìn)行樁位中心放樣，將所有樁位放出并復(fù)核無誤后，現(xiàn)場設(shè)置十字護(hù)樁并對施工人員進(jìn)行交底。施工中加強(qiáng)對樁位的復(fù)核，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，避免樁位出現(xiàn)偏差。

2.2 護(hù)筒制作與埋設(shè)

2.2.1 護(hù)筒制作

護(hù)筒要求堅(jiān)固耐用，一般采用鋼護(hù)筒，其壁厚應(yīng)能使護(hù)筒保持圓筒狀且不變形。每節(jié)護(hù)筒長度一般為2～3m，壁厚為4～6mm鋼板加工，其直徑一般比樁徑大于200～400mm。焊接時(shí)盡量保證接頭圓順，焊縫飽滿，滿足強(qiáng)度、剛度、不滲水的要求。

2.2.2 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒在埋設(shè)定位時(shí)，護(hù)筒中心與樁中心的平面位置的偏差應(yīng)不得大于5cm，豎直方向的傾斜度不大于1%。護(hù)筒頂?shù)母叱讨饕允┕て陂g的最高水位加上安全高度來確定，對于有波浪的水域還要考慮波浪的高度。旱地施工時(shí)主要考慮發(fā)生地表水倒灌孔內(nèi)沖刷孔壁等情況，因此在旱地施工時(shí)護(hù)筒頂宜高于地面30cm。護(hù)筒周圍填土采用粘性土并逐層夯實(shí)，避免發(fā)生地表水滲漏而發(fā)生塌方等。

3 鉆孔

3.1 鉆機(jī)就位

旋挖鉆機(jī)就位前，對鉆孔的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行詳細(xì)檢查，鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆桿垂直度，在測量人員和施工人員的指導(dǎo)下，鉆頭對準(zhǔn)樁位后開始鉆孔。

3.2 泥漿與護(hù)壁

泥漿制備，在不影響樁基施工處挖設(shè)泥漿池制備泥漿，并在泥漿池內(nèi)側(cè)襯一層土工布，以防止泥漿滲漏和地下水滲入泥漿池內(nèi)。

泥漿一般由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成，具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔。通常采用塑性指數(shù)大于25，粒徑小于0.005mm的粘土顆粒含量大于50%的粘土，通過人工或泥漿攪拌機(jī)調(diào)和。

一般性能指標(biāo)控制在:比重1.06～1.15，粘度18～28S，含砂率4%～8%。根據(jù)地層土質(zhì)狀況及時(shí)調(diào)整泥漿性能，保證成孔速度和質(zhì)量，隨孔深的增加向孔內(nèi)及時(shí)補(bǔ)充泥漿，以維持護(hù)筒內(nèi)應(yīng)有的水頭，防止孔壁坍塌。

本地區(qū)地質(zhì)狀況自地表向下58米左右為砂質(zhì)黃土，以下為泥巖夾砂巖。在鉆孔施工過程中坍塌現(xiàn)象較少，當(dāng)孔深達(dá)到60米左右時(shí)就會(huì)有水滲出，根據(jù)實(shí)際地址情況，我們對前臺大橋所有樁基進(jìn)行了“干鉆法”施工，因此，不需要泥漿護(hù)壁。

3.3 鉆進(jìn)成孔

旋挖鉆機(jī)連續(xù)施工一次性成孔，開鉆時(shí)應(yīng)慢速鉆進(jìn)，待鉆頭全部進(jìn)入地層后方可正常鉆進(jìn)。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆頭施加壓力，將土擠入鉆斗內(nèi)，當(dāng)儀表自動(dòng)顯示筒滿時(shí)，關(guān)閉鉆斗底部，提升鉆斗將土卸于堆放地點(diǎn)。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土等反復(fù)循環(huán)直至成孔。

安排技術(shù)人員人員對鉆機(jī)施工進(jìn)行跟蹤檢查，如出現(xiàn)鉆頭、鉆桿偏離樁位中心、發(fā)生傾斜或護(hù)筒周圍出現(xiàn)滲漏塌方等情況，應(yīng)及時(shí)調(diào)整、處理。注意觀察土層變化情況，根據(jù)地質(zhì)剖面圖進(jìn)行核對，并作好鉆進(jìn)記錄。

4 成孔與清孔

鉆孔至設(shè)計(jì)底標(biāo)高并清空后，施工單位會(huì)同監(jiān)理工程師進(jìn)行檢查驗(yàn)收。主要檢查鉆孔直徑、深度、傾斜度、平面位置后填寫“終孔檢查證”。

清空的質(zhì)量要求:設(shè)計(jì)為摩擦樁時(shí)，中小橋孔底沉淀土的厚度為40～60cm，大橋根據(jù)設(shè)計(jì)文件規(guī)定。對于支撐樁孔底沉淀土的厚度不得大于50cm.

5 鋼筋籠的制作和安裝

鋼筋材料進(jìn)場后，應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)做好產(chǎn)品標(biāo)識牌。

鋼筋籠在鋼筋加工場集中加工、制作。對于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對于孔深較大的樁基，鋼筋籠分段制作，在吊裝時(shí)進(jìn)行焊接。

前臺大橋樁基全為深樁基，因此所有樁基中埋設(shè)聲測管，聲測管綁扎在鋼筋籠中與鋼筋籠一起埋置。每根樁基根據(jù)樁徑的大小埋置的深測管根數(shù)不一，一般情況下，樁徑小于80cm的埋置2根，80cm－200cm的埋置3根，大于200cm的埋置4根。聲測管應(yīng)采用金屬管，內(nèi)徑不小于4cm，壁厚不小于3mm。

鋼筋籠制作完畢后，采用平板車?yán)\(yùn)至施工現(xiàn)場，用吊車吊裝。為了保證骨架起吊時(shí)不變形，起吊前應(yīng)在加強(qiáng)骨架內(nèi)焊接三角或十字支撐，以加強(qiáng)其剛度。一般采用兩點(diǎn)吊裝，第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二點(diǎn)設(shè)在骨架長度的中點(diǎn)到上三分之一點(diǎn)之間。起吊時(shí)，先提第一點(diǎn)，使骨架稍提起，再與第二吊同時(shí)起吊。待骨架離開地面后，第一吊點(diǎn)停吊，繼續(xù)提升第二吊點(diǎn)。隨著第二吊點(diǎn)不斷上升，慢慢放松第一吊點(diǎn)，直到骨架同地面垂直，停止起吊。當(dāng)骨架下降到第二吊點(diǎn)附近的加強(qiáng)箍接近孔口，可用木棍或型鋼穿過加強(qiáng)箍筋的下方，將骨架臨時(shí)支承于孔口。將吊鉤移到骨架上端，取出臨時(shí)支承，將骨架徐徐下降，骨架降至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。將骨架臨時(shí)支撐于護(hù)筒口，再起吊第二節(jié)骨架，使上下兩節(jié)骨架位于同直線上進(jìn)行焊接，全部接頭焊好后就可以下沉入孔。

鋼筋籠上焊接耳筋，以保證混凝土保護(hù)層厚度。兩段鋼筋籠在孔口拼接時(shí)，采用單面搭接焊，有效焊縫長為10d，接頭互相錯(cuò)開。鋼筋籠焊接完畢后，補(bǔ)足接頭部位的螺旋筋，方可繼續(xù)下籠。下放完畢，根據(jù)鋼筋籠設(shè)計(jì)標(biāo)高及護(hù)筒頂標(biāo)高，確定吊筋長度。

調(diào)整鋼筋籠位置應(yīng)正確，其偏差不大于±10mm，垂直度偏差不大于2‰。

6 混凝土灌注

混凝土由拌合站統(tǒng)一拌合，并由混凝土罐車運(yùn)送至現(xiàn)場灌注。導(dǎo)管由管徑250－300mm的無縫鋼管組成，每節(jié)2～3m，配1～2節(jié)1～1.5m的短管，用裝有墊圈的法蘭盤連接管節(jié)。

首批混凝土灌注的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度1.0m以上的需要。首批混凝土如孔后，混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，不得中斷。導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2－6m。并根據(jù)孔內(nèi)混凝土面的位置及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管的埋深。為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)加灌一定高度以便灌注結(jié)束后將此段砼清除，增加的高度為0.5m～1.0m。

7 旋挖鉆施工的優(yōu)點(diǎn)

旋挖鉆機(jī)是一種高度集成的樁基施工機(jī)械，采用一體化設(shè)計(jì)、履帶式360度回轉(zhuǎn)底盤及桅桿式鉆桿，一般為全液壓系統(tǒng)。具有功率大，鉆孔速度快，自動(dòng)化程度高，移動(dòng)靈活方便，定位準(zhǔn)確等。環(huán)保特點(diǎn)突出，施工現(xiàn)場干凈。施工現(xiàn)場適應(yīng)于黃土層、淤泥、砂土層、卵石層、碎石層、強(qiáng)風(fēng)化層等土壤地質(zhì)條件，適用范圍光，基本滿足各類基礎(chǔ)社工的要求。被譽(yù)為“綠色”施工工藝。

8 結(jié)束語

本項(xiàng)目在橋梁樁基工程施工中科學(xué)地運(yùn)用了旋挖鉆的施工技術(shù)和施工方法，不僅保證了樁基質(zhì)量，縮短了工期，節(jié)約了成本，更是克服了82m超長深度的黃土地區(qū)樁基施工取得了成功。充分展示了旋挖鉆機(jī)的優(yōu)越性，具有一定的參考價(jià)值。

［1］公路橋涵施工技術(shù)實(shí)施手冊(JTG/TF50－2011).

［2］公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(JTG F80/1－2004).