大直徑深水樁基礎施工技術

賀湘榮

摘要：G319國道瀘溪繞城公路白沙大橋上部構造為16m空心板+（56+2X90+56m）箱梁+3X30m T梁，全長408m。基礎均采用鉆孔灌注嵌巖樁基礎設計，其中2、3、4號主墩樁基每個墩為2根上部Φ3.6m，下部為Φ3.2m的變截面樁基。樁基礎施工關鍵技術控制點為：大直徑樁基成孔工藝、超重鋼筋籠安裝、大方量砼灌注施工等。

關鍵詞：大直徑；深水；樁基礎；施工技術

1.工程概況

G319國道瀘溪繞城公路白沙大橋位于沅江五強溪水庫尾部瀘溪縣城邊，上部構造為16m空心板+（56+2X90+56m）箱梁+3X30m T梁，全長408m。基礎均采用鉆孔灌注嵌巖樁基礎設計，其中2、3、4號主墩樁基每個墩為2根變截面樁基，上部Φ3.6m，下部為Φ3.2m。

3號墩樁基位置水最深，樁基最長，該處水深為15至30m間變化（受水庫蓄水影響），設計樁長45.6m，單樁鋼筋籠重達45噸，單樁砼達430立方左右。下面重點以3號墩樁基施工進行說明，并結合其他墩位出現的一些問題進行研究和探討。

項目關鍵技術控制點為：大直徑樁基成孔工藝、超重鋼筋籠安裝、大方量砼灌注施工等。

2.施工準備

由于該橋梁主橋墩設計采用變截面樁基，上部水中和卵石層為Φ3.6m，下部基巖為Φ3.2m，卵石層和基巖比較堅硬，因此選擇沖擊鉆沖擊成孔方法施工，選用1臺鉆頭Φ3.6m的沖擊鉆機進行施工，另外配備2臺鉆頭Φ3.2m的鉆機。為保證施工機械設備、鋼筋和砼等的運輸，采用6m寬的鋼便橋作為施工運輸通道。

鋼護筒直徑采用3.8m，壁厚2cm鋼板，單節鋼護筒高2m。鋼護筒在加工場制作好后運至樁基礎位置進行焊接安裝。為保證鋼護筒的垂直度和位置準確，經測量放樣出樁基礎中心位置后，在其周圍安裝和固定導向架，鋼護筒在導向架內安裝。鋼護筒節段間焊接位置不得漏水，鋼護筒下放到河床卵石層后使用振動錘進行振動下沉，鋼護筒必須插入卵石層一定深度，鉆孔過程中鋼護筒不得繼續下沉。鋼護筒就位后復核孔位中心偏差，測量鋼護筒頂標高，確定鉆孔深度。

3.鉆孔施工

3.1泥漿制備。泥漿的好壞直接影響鉆孔的速度和效果，本橋選用黃粘土作為造漿材料，將黃粘土倒入鋼護筒內，用鉆錘沖擊攪動，使泥漿均勻，鉆孔過程中控制泥漿比重為1.2～1.4左右，有利于沖擊效果和鉆渣的浮出。

3.2泥漿循環。原計劃利用同排相鄰樁基礎鋼護筒作為泥漿循環和沉淀池，但由于鋼護筒無法穿透卵石層到達巖石層，為防止鋼護筒底部穿孔，鋼護筒內外壓差不宜過大，而沅江水位變化很大，利用相鄰樁基礎鋼護筒作為泥漿循環和沉淀池操作起來非常困難。施工過程中采用提砂機，用泥漿泵將鉆孔內泥漿抽至提砂機，經提砂機將鉆渣過濾后再送回鉆孔內，從而達到清理鉆渣的目的。

3.3沖擊鉆孔。泥漿制備好后便可以進行鉆孔作業，鉆孔開始前必須保證吊鉆錘的鋼絲繩與樁基礎中心一致，鉆孔過程中經常檢查鉆孔傾斜度和深度，鉆孔至樁基截面變化位置時，更換鉆頭繼續沖擊鉆進，直至達到設計標高以下。

3.4引孔鉆孔。由于樁基礎下部直徑為3.2m，首批砼方量需要12方以上，這么大方量的砼需要的料斗施工操作非常不方便，因此擬定在樁底鉆一個直徑1.2m的小孔，深度為1.5m，導管直接插入到這個引孔中，從而使首批砼方量降到不足4方。

3.5清孔。沖擊鉆孔至設計深度以下后，便開始進行清孔，清孔首先使用提砂機進行初步清理，再用專門的濾砂器將泥漿中的細沙清干凈，隨時檢查泥漿性能指標，直至符合規范和設計要求。

4.鋼筋籠加工安裝

本橋Φ3.2m和Φ3.6m直徑的樁基設計配置有118根Φ32mm鋼筋，單樁鋼筋籠重量達45噸。鋼便橋受成本和水文等因素影響，只能承受噸位在50噸以下的吊車在鋼便橋上施工，而50噸吊車實際是不能吊起45噸的鋼筋籠的。因此大直徑樁基鋼筋籠的安裝入孔需要采取其他措施，這也給施工控制帶來新的難度。

4.1鋼筋籠加工制作。先在加工場分節段加工好，再運到樁孔進行拼接。單節鋼筋籠重將近9噸。考慮到鋼筋籠重量非常大，因此對吊裝受力的加勁圈進行特別加固，防止吊裝過程中由于鋼筋籠自重拉壞鋼筋籠。鋼筋接頭采用套筒連接，單節鋼筋籠加工時需要先將套筒連接相鄰節段鋼筋籠，待第二節鋼筋籠加工制作好后再松開套筒，依次加工制作第三四五節等，松開套筒前做好記號，防止拼裝時位置不對影響套筒連接。

4.2鋼筋籠拼裝，第一節吊入樁孔護筒內后，用三根Φ10cm鋼棒插入到上部的加勁圈下，使第一節鋼筋籠通過鋼棒定位在樁基孔口，再吊入第二節鋼筋籠，根據預先做好的記號對準好鋼筋接頭，便可以擰固套筒，使兩節鋼筋籠形成整體，依次類推，逐節拼裝，最后形成整體后檢查鋼筋籠中心偏位控制在誤差允許范圍內。

4.3在吊裝完第四節鋼筋籠后，吊車的吊裝能力已經接近極限，無法吊裝起全部的鋼筋籠，因此在第四節鋼筋籠拼接好下到樁基孔口后，將預先準備好的四方架吊至樁孔，四方架四根支撐柱焊接在工作平臺的工字鋼上，四方架頂部四個角分別掛一個20噸的手拉葫蘆，第五節鋼筋籠拼接好后，利用四個手拉葫蘆將鋼筋籠緩慢下放到樁孔內。鋼筋籠就位后拆除手拉葫蘆和四方架。

4.4鋼筋籠加工安裝施工控制要點

4.4.1鋼筋力學性能和套筒連接接頭質量必須經檢驗合格方可使用。鋼筋數量、規格、尺寸和間距等都必須符合設計和規范要求。

4.4.2鋼筋籠安裝過程中，隨時檢查是否存在變形，套筒連接接頭是否擰到位等。鋼筋籠安裝完后檢查中心偏位和標高是否符合設計要求

4.4.3由于樁基直徑大，鋼筋籠鋼筋數量多，套筒連接接頭也非常多，樁基鋼筋籠每節有118個接頭，因此鋼筋籠的拼接非常困難，在檢查接頭質量時必須認真嚴格檢查，鋼筋接頭間應盡量做到沒有空隙，套筒必須全部擰到位，如果鋼筋接頭間隙過大或套筒無法擰到位，則必須采取幫條焊加固處理，確保施工質量。

4.4.4檢查聲測管布置是否均勻牢固，聲測管內灌滿水，蓋好蓋子。

4.4.5鋼筋籠安裝需要兩至三天時間，樁孔內泥漿會沉淀到底部，為保證灌注水下砼質量，必須進行二次清孔，泥漿各項指標檢查符合要求后才能灌注砼。

5.大方量砼灌注

5.1單根樁砼方量達到430方以上，由于水泥加了緩凝劑初凝時間也只有7～8小時左右，因此必須控制在7～8小時完成砼灌注，灌注時間過長首批砼初凝后易導致導管堵塞。考慮一些各方面因素影響，砼拌和站生產能力不能低于75方每小時才能滿足要求。

5.2灌注過程中，經常測探砼面位置，及時調整導管埋深在2～6m左右，防止導管堵塞。

5.3砼灌注應超出系梁底部50cm以上，以保證樁頂砼密實、無泥漿或松散層。超灌部分在系梁施工前鑿除。

5.4經灌注前認真組織和精心安排，三臺JS1000型砼攪拌站同時拌合砼，9臺砼罐車運輸砼，灌注過程中施工非常順利，3-0樁基從3月9日上午11：52開始灌注首批砼，到最終灌完時間為19：08，達到了預期的目標。

5.5砼灌注施工控制要點

5.5.1原材料檢查，砼所用的水泥和砂石料必須經檢查符合規范要求方能使用，砼配合比驗證滿足設計標號。

5.5.2砼拌合好后檢查其均勻性和坍落度等，不符合要求時不得使用。有時砼罐車在現場等待時間比較長，也需要再次檢查砼性能，避免砼坍落度損失易導致堵管。

5.3.3灌注過程中經常檢查砼高度和導管埋置深度，做好砼灌注記錄。

6.結束語

大直徑深水樁基礎施工過程中存在著非常多的安全隱患，需要高度重視，多檢查發現問題，狠抓落實整改，做好各項安全保障措施和應急預案，杜絕重大安全事故的發生。

【參考文獻】

[1]白華偉.大直徑深水樁基礎施工[J].科技風，2012（14）：164.

[2]廖志清.論橋梁樁基礎鉆孔灌注樁施工技術[J].中國水運（下半月），2012，12（12）：221-222.