大直徑深長(zhǎng)樁施工技術(shù)

張 鵬

（江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

大直徑深長(zhǎng)樁施工技術(shù)

張 鵬

（江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

文章通過揚(yáng)州市文昌東路東延工程芒稻河大橋主墩樁基采用正反循環(huán)施工的實(shí)踐，介紹樁基的施工工藝及施工技術(shù)，提供了大直徑深長(zhǎng)樁在施工過程中需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。

大直徑深長(zhǎng)樁；泥漿制備；正反循環(huán)；施工技術(shù)

1　工程特點(diǎn)

揚(yáng)州市文昌東路東延工程芒稻河大橋位于揚(yáng)州城東部，場(chǎng)地地貌分區(qū)屬于長(zhǎng)江下游沖積平原區(qū)，地勢(shì)較為平坦，地面高程6.0～9.0m（1985國(guó)家高程基準(zhǔn)）。場(chǎng)地北分別有萬福閘和芒稻閘，場(chǎng)地有道路連通市區(qū)各系主要干道，水陸交通十分便利。

大直徑深長(zhǎng)樁在施工過程中有許多的施工難點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：大直徑深長(zhǎng)樁成孔較難，其具體變現(xiàn)在三個(gè)方面：①樁體較長(zhǎng)、直徑較大，對(duì)轉(zhuǎn)機(jī)型號(hào)和剛度要求較高；②地質(zhì)條件復(fù)雜，易塌地層→30%左右礫石層→巖層，對(duì)成孔的工藝要求高；③水文條件復(fù)雜，該工程位于長(zhǎng)江口，潮汐影響大，又為南水北調(diào)取水口，且為淮河泄洪通道。砼灌注難度大，主要表現(xiàn)在：①樁長(zhǎng)樁底水壓大，首灌砼不易灌注，容易發(fā)生首灌失??；②導(dǎo)管長(zhǎng)且水壓力大，對(duì)導(dǎo)管的強(qiáng)度和密封性能要求高；③對(duì)砼質(zhì)量要求高，要有較好的流動(dòng)性。

2　施工工藝及設(shè)備

（1）搭設(shè)鉆孔工作平臺(tái)。在設(shè)計(jì)主墩的施工平臺(tái)過程中，需要考慮各種因素，包括所在區(qū)域的水文情況、樁基施工需要等因素。同時(shí)，還應(yīng)合理設(shè)計(jì)兩主墩平臺(tái)，一般將其設(shè)計(jì)為水中固定平臺(tái)，同時(shí)還應(yīng)按照施工要求，進(jìn)行每墩單幅設(shè)計(jì)，其規(guī)格為20根Φ800mm鋼管，一共設(shè)計(jì)為5排，并將單層鋼貝雷設(shè)置在平臺(tái)承重系統(tǒng)，同時(shí)還應(yīng)合理設(shè)置荷載分配梁，一般采用Ⅰ型剛橫梁。最后采用中梁及15mm鋼板，使其形成固定平臺(tái)。

（2）埋設(shè)鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒利用DZ-60型振動(dòng)錘及導(dǎo)向設(shè)施來完成，依據(jù)橋位控制點(diǎn)，用全站儀放出鋼護(hù)筒（即樁基位置）的準(zhǔn)確位置，并在平臺(tái)設(shè)樁位臨時(shí)控制點(diǎn)。在沉設(shè)護(hù)筒時(shí)，隨時(shí)檢查其平面位置，發(fā)現(xiàn)偏移立即進(jìn)行校正。護(hù)筒埋設(shè)完成后，應(yīng)用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量鋼護(hù)筒頂面高程，同時(shí)要定期觀測(cè)河床的沖刷情況以防由于護(hù)筒入土深度不深而及時(shí)采取相關(guān)措施，確保護(hù)筒底部穿孔現(xiàn)象發(fā)生，具體可采取在護(hù)筒外拋放沙袋或加振護(hù)筒。

（3）鉆機(jī)就位。要求鉆機(jī)支墊牢固，鉆尖對(duì)中（偏差小于20mm），鉆桿垂直（鉆孔垂直度偏差不得大于1/300），采用高精度的水平尺測(cè)量。根據(jù)本橋首先在工作平臺(tái)上安裝鉆機(jī)底盤，并初步定位，底盤可預(yù)先在平地上拼裝好，用起重機(jī)吊放到平臺(tái)上就位調(diào)平。然后逐個(gè)安裝鉆架、鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤、鉆機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及起吊系統(tǒng)等，最后反復(fù)調(diào)整鉆機(jī)底盤至水平。

（4）泥漿制備。鉆孔采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，優(yōu)質(zhì)的泥漿可使孔壁形成一層粘性好、密度大、抗?jié)B性高的泥皮，以保持孔壁穩(wěn)定。通過調(diào)查，揚(yáng)州西楊廟鎮(zhèn)有優(yōu)質(zhì)粘土。配置泥漿指標(biāo)：粘度23.5s，比重1.06～1.08，含砂量＜4%，PH值8～10；膠體率＞98%；失水率＜15%。具體由試驗(yàn)后確定。鉆至下層的粉砂層時(shí)需加大泥漿的比重和粘性等指標(biāo)。

（5）泥漿循環(huán)系統(tǒng)。①正循環(huán)（0～80m）。泥漿循環(huán)系統(tǒng)，主要由造漿池、儲(chǔ)漿池、沉淀池、泥漿凈化系統(tǒng)和運(yùn)渣汽車等組成。鉆渣和泥漿不能就近倒入河中，鉆孔過程中的鉆渣應(yīng)裝入專用吊渣筒內(nèi)，通過運(yùn)渣汽車轉(zhuǎn)運(yùn)到指定地點(diǎn)進(jìn)行處理。澆注混凝土過程中回收可使用的泥漿，用引流槽引流至儲(chǔ)漿池內(nèi)儲(chǔ)備，質(zhì)量較差的不能直接利用的泥漿引流至沉淀池，經(jīng)處理后運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)排放；②氣舉反循環(huán)（80m-設(shè)計(jì)孔深）。根據(jù)施工的實(shí)際情況與機(jī)械設(shè)備的配套情況采用具體做法如下：采用相鄰的兩護(hù)筒連通，同時(shí)鉆渣隨泥漿從鉆桿排出，進(jìn)入泥漿罐沉淀，然后經(jīng)過處理后的泥漿經(jīng)相鄰護(hù)筒再次沉淀后流入鉆進(jìn)孔內(nèi)，形成不斷地循環(huán)。

3　施工工藝

（1）鉆進(jìn)。造漿完畢后，采用正循環(huán)低速開鉆。開孔后先小水量給水，慢速平穩(wěn)地輕壓，待整個(gè)鉆頭進(jìn)入土后可以按正常速度鉆進(jìn)。鉆頭在護(hù)筒內(nèi)正循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，邊進(jìn)尺邊加粘土造漿，轉(zhuǎn)速為1～2檔，緩慢進(jìn)尺，注意鉆頭不要碰到護(hù)筒，在鉆頭穿過護(hù)筒底前，泥漿主要指標(biāo)控制在相對(duì)密度在1.20以上，粘度為21～26Pa.s，砂率＜5%，膠體率＞98%，當(dāng)泥漿指標(biāo)符合要求后才允許緩慢穿過主護(hù)筒底。在鉆頭穿過護(hù)筒底的過程中，鉆速必須緩慢，控制在1～2檔，進(jìn)尺控制在0.4m/h以內(nèi)，同時(shí)最好加適量的鋸末到泥漿中循環(huán)，注意泥漿向外滲的速度，若護(hù)筒內(nèi)泥漿面下降較快，應(yīng)還要減慢鉆頭進(jìn)尺速度，并增加粘土和鋸末繼續(xù)造漿。當(dāng)鉆頭整個(gè)穿過護(hù)筒底后，可加快鉆進(jìn)速度。鉆頭進(jìn)入到亞粘土層后，鉆進(jìn)速度可加快至3～4檔，此時(shí)泥漿應(yīng)是比較濃，相對(duì)密度在1.25以上，砂率放在10%，此時(shí)不應(yīng)急于換漿或加水稀釋泥漿。當(dāng)鉆頭進(jìn)入到粉細(xì)砂、砂礫層，此時(shí)鉆機(jī)還是正循環(huán)中速進(jìn)尺，并且啟動(dòng)泥漿分離器，降低泥漿的含砂率和比重，減輕鉆機(jī)的負(fù)荷。當(dāng)鉆機(jī)正循環(huán)穿過第13層進(jìn)入第14層粉砂（夾淺黃色50～200mm厚姜結(jié)石塊）層后，改用反循環(huán)鉆機(jī)開始反循環(huán)進(jìn)尺。當(dāng)正循環(huán)改為反循環(huán)后，若泥漿指標(biāo)滿足不了要求，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)注入合格的泥漿。

（2）清孔。在孔深達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采用抽漿換漿法清孔，鉆頭提起距離孔底200mm，采用稍高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭，一邊繼續(xù)反循環(huán)，把孔底泥漿、鉆渣混合物排出孔外，一邊向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿罐凈化后的泥漿。

（3）鋼筋籠制作安裝。鋼筋籠制作采用分節(jié)加工，鋼筋籠在專用胎架上綁扎成型，并在胎架兩端設(shè)置限板，確保每根鋼筋長(zhǎng)度和位置準(zhǔn)確，以便于鋼筋籠接頭連接。加工好的鋼筋籠按安裝要求分節(jié)、分類編號(hào)。主筋的連接，場(chǎng)內(nèi)采用電弧焊接，加強(qiáng)箍筋采用電弧焊接，螺旋箍筋采用搭接。鋼筋籠接頭采用焊接接頭或擠壓套筒接頭。鋼筋籠施工中，應(yīng)保證同一斷面接頭數(shù)不超過50%。鋼筋籠逐節(jié)接長(zhǎng)下放，下放時(shí)嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)孔位中心。全部鋼筋籠安裝完畢后，把鋼筋籠與鋼護(hù)筒焊接固定，防止?jié)仓^程中鋼筋籠上浮，混凝土澆筑完畢及時(shí)進(jìn)行解除。鋼筋籠的保護(hù)層采用圓形混凝土墊塊，混凝土墊塊中間穿鋼筋，焊在鋼筋籠主筋上，每2m高設(shè)一層，每層4個(gè)，間隔設(shè)置。確保鋼筋籠不接觸孔壁，不使之成為鋼筋腐蝕通道。

（4）二次清孔。由于樁長(zhǎng)，鋼筋籠吊裝完成后，應(yīng)進(jìn)行二次清孔，孔底沉渣厚度控制在200mm以內(nèi)。待各種指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求后，停止清孔，及時(shí)灌注水下砼。

（5）灌注水下砼。灌注水下砼時(shí)，砼盡量避免正對(duì)導(dǎo)管中心，以免發(fā)生“氣塞”現(xiàn)象，水下砼的灌注工作要連續(xù)進(jìn)行，不得中途停頓。灌注過程中，要經(jīng)常探測(cè)孔內(nèi)砼頂面高度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管的埋深（2～6m），灌注過程中要始終保持導(dǎo)管位于鉆孔中心。

4　大直徑深長(zhǎng)樁施工時(shí)應(yīng)注意的細(xì)節(jié)

（1）防墜落措施。深長(zhǎng)樁鋼筋籠自重大，但吊點(diǎn)和普通鋼筋籠基本相同，在下放過程中墜落的風(fēng)險(xiǎn)非常大。①吊點(diǎn)處主筋與加強(qiáng)箍強(qiáng)度不足。預(yù)防措施：以輔助措施加強(qiáng)吊點(diǎn)強(qiáng)度，吊點(diǎn)綁扣方法；②吊筋焊接質(zhì)量差，吊點(diǎn)設(shè)置不合理。預(yù)防措施：自重超9t的鋼筋籠，應(yīng)設(shè)3個(gè)以上吊點(diǎn)。吊筋與主筋、吊環(huán)的連接，推薦采用焊接，要保證焊接長(zhǎng)度和質(zhì)量。鋼筋籠自重由吊機(jī)轉(zhuǎn)到吊筋的過程，應(yīng)緩慢進(jìn)行，并檢查并各吊點(diǎn)是否均勻受力，有沒有浮空點(diǎn)；③鋼絲繩斷裂。預(yù)防措施：檢查并及時(shí)更換鋼絲繩。這種事故也有可能發(fā)生，一旦發(fā)生，會(huì)造成人員傷亡事故；④掛吊型鋼墜落。預(yù)防措施：可采用兩種方法：A.用粗麻繩或鐵鏈條連在平臺(tái)上，墜落時(shí)可拉回；B.設(shè)計(jì)專用的掛吊裝置，兼主筋連接的操作平臺(tái)。

（2）定位措施。鋼筋籠下放完成前，應(yīng)進(jìn)行精確定位。常規(guī)的鋼筋籠定位，靠吊筋位置估算。但水上樁基吊筋自由長(zhǎng)度較大，鋼筋籠位置控制較難。水上樁基施工，鋼筋籠上口均在護(hù)筒內(nèi)，可以設(shè)計(jì)專用的組合外箍，夾在主筋上，通過外箍和護(hù)筒之間的關(guān)系來進(jìn)行精確定位。同時(shí)，保證鋼筋保護(hù)層厚度。外箍必須可調(diào)，以消除護(hù)筒偏位帶來的平面誤差。從環(huán)保節(jié)能的角度看，建議外箍可周轉(zhuǎn)。

（3）防變形措施。大型鋼筋籠在起吊、運(yùn)輸過程中，會(huì)產(chǎn)生變形，平放的時(shí)候，也會(huì)因?yàn)樽灾禺a(chǎn)生較大的變形。所采取的措施如下：①加內(nèi)支撐。內(nèi)支撐置于各加強(qiáng)箍與主筋交叉位置，兩端采用螺口，通過旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)頂撐，可周轉(zhuǎn)；②安置架。對(duì)于大型鋼筋籠，在場(chǎng)內(nèi)或樁位處的堆放、運(yùn)輸過程，可考慮型鋼或木結(jié)構(gòu)的安置架；③起吊控制。根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際和運(yùn)距，鋼筋籠可逐節(jié)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝，免去卸車環(huán)節(jié)。采用兩點(diǎn)起吊，緩慢進(jìn)行，注意防止主筋端部壓彎和整體過大彎曲。

5　結(jié)束語

揚(yáng)州市文昌東路東延工程芒稻河大橋主墩樁基，采用的相關(guān)工藝及技術(shù)措施，保證了整個(gè)樁基工程質(zhì)量和工程進(jìn)度，可以為同類型的橋梁施工提供借鑒。

［1］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.JTG/T F50-2011.

［2］交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(cè)——橋涵（下冊(cè)）［M］.北京：人民交通出版社，1993.

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1671-3818（2016）09-0053-02