內容提要:根據工程實例,介紹水中鉆孔成孔技術、水下混凝土灌注技術。
關鍵詞: 水上,鉆孔,水下混凝土,質量控制
1工程概況
埒子口特大橋水中樁基為36#~40#墩,樁長為67m,樁徑1.6m,樁基采用搭設水中鉆孔工作平臺施工方案進行水中鉆孔樁施工,水上鉆孔平臺采用φ42cm鋼管樁基礎、雙拼I28工字鋼縱梁、2組共4路貝雷片為橫梁,橫梁上鋪設橋面板作為鉆孔平臺
2搭設水上施工平臺
制作完成的φ42cm鋼管樁用運輸車輛由施工便橋運至鉆孔平臺施工位置,將鋼管樁焊接接長到20米,采用汽車吊整體吊裝垂直插入淤泥中貼便橋放置,采用DZ45型振拔錘施打至河床面以下14m處。采用全站儀定位,鋼卷尺測量入土深度,鋼管樁入土深度以振拔錘振動后無法繼續進尺為準。鋼管樁的位置偏差宜在300mm以內,傾斜度控制在1%以內。
每排鋼管樁插打到位后,應進行樁與樁之間的連接,增加樁的穩定性,樁與樁之間采用10#槽鋼連接,連接分橫向和縱向連接,連接系桿與鋼管間采用焊接方式。
3樁頂連接及分配梁安裝
縱梁采用雙拼I28b型工字鋼,長為6m,在長度方向焊接成整體。鋼管樁頂部焊接牛腿,牛腿上焊接雙拼工字鋼。
橫梁采用貝雷組,用跨馬螺絲與雙拼工字鋼連接。平臺頂板采用150mm厚橋面板鋪設。
4鋼護筒制作與埋設
樁基鋼護筒設計內徑為Φ200cm,鋼護筒采用厚度為12mm的A3鋼板卷制而成。護筒成形采用定位器,確保卷筒圓、接縫嚴。為加強護筒的整體剛度,在焊接接頭焊縫處加設厚10mm寬20cm的鋼帶,護筒底腳處加設厚14mm寬30cm的鋼帶作為刃腳。鋼護筒每節加工長度為10m。焊接采用坡口雙面焊,所有焊接必須連續,以保證不漏水。
鋼護筒頂標高比雙拼工字鋼面高30cm,護筒埋入土層深度為4米,鋼護筒下沉采用45KW振動錘振動下沉。
5鉆機就位
在施工平臺上安裝鉆機。鉆機安裝用吊船配合,安裝完畢后,用機械配合準確對位,并將鉆機調平,以防鉆進過程中發生偏斜。接通各設備電源后,將鉆頭稍提起,進行試機。
鉆機就位過程中,要使回轉鉆機轉盤中心或沖擊中心(鋼絲繩)對準樁位中心,中心對準后在護筒周圍用十字交叉法進行控制。在成孔過程中,要隨時觀察鉆機的轉盤中心或沖擊中心是否與樁位中心一致,若有偏差要及時糾正,以防孔斜。
6成孔工藝
6.1水中樁的施工,開孔階段,砂層及卵石層鉆進泥漿比重要大。鉆進時隨時控制孔內水頭,確保有足夠的水頭壓力。
6.2控制電流。鉆孔時,鉆機操作人員應隨時監視控制柜上電流表和指示燈信號顯示情況,土質地層高速運轉,電流控制在52A,如自動轉換到低速運轉,說明切削力較大,此時,電流應控制在40A以內,然后再鉆。
6.3控制鉆壓。根據地質情況,選用合適的鉆壓,以保持鉆孔效率。
6.4每次起動鉆機時,應空載啟動,先低速啟動再轉換為高速。如地質較硬,低速啟動后不必再換高速。
6.5保持護筒內水位并經常檢查泥漿比重。反循環鉆進時,孔內水位下降較快應及時補水,在鉆進過程中,始終保持護筒內水位與護筒頂基本平齊,同時還應控制泥漿比重。如在砂粘土地層中鉆孔,泥漿比重在1.05~1.15范圍較好,既能獲得較高的鉆進度,又能做到不坍孔。如易坍地層泥漿比重可適當提高到1.2左右。
7終孔后清孔
本工程終孔孔深進入持力層厚度進行控制,在鉆孔達到設計要求深度后,應采用探孔器對孔深、孔徑、孔形等認真檢查,符合設計要求后,填寫“終孔檢驗單”。經監理工程師驗收合格后,立即進行清孔工作(避免隔時過長引起泥漿沉淀過厚,導致孔壁坍塌),使孔內泥漿各成份含量符合規范和設計要求。清孔后泥漿指標要求:相對密度(r)1.08~1.10,含砂率(η)(%)<2%。
8鋼筋籠加工及安裝
在成孔過程中,鋼筋籠同時制作,因本橋樁基較深,鋼筋籠也比較長,為保證鋼筋籠的質量及整體剛度,主筋采用機械連接和對焊,箍筋采用電焊連接,同時每隔2m增加一道φ16箍筋,與主筋點焊,每隔4m在加強箍筋處增設十字鋼筋加固鋼筋籠。鋼筋籠分節制作,每節長度為9m,以防止在吊裝過程中變形。
清孔后安放鋼筋籠,在吊放鋼筋籠過程中,鋼筋籠垂直緩慢下沉,防止撞擊孔壁引起坍孔。應根據制作的分節接長第和編號,逐步下放,鋼筋籠主筋接頭采用焊接,鋼筋籠就位后應固定牢靠(為防止鋼筋籠上浮鋼筋籠底部加設錨固鋼筋),鋼筋籠中心與鉆孔中心偏差不應大于5cm。鋼筋籠在運輸安裝過程中應盡量避免扭曲、變形。鋼筋籠吊點設在總長度上部的1/3處。在安裝鋼筋籠同時,鋼筋籠外側綁扎混凝土墊塊,確保樁基保護層厚度。
9灌注水下混凝土
9.1導管、漏斗安裝完畢,二次清孔達到要求后,在漏斗口安裝撥球法,及時灌注水下混凝土。第一車混凝土坍落度可稍大,最高控制在22cm。在漏斗混凝土達到4m3以后,一邊繼續放混凝土,一邊用鉆機主吊拔起拔球法,灌注首批混凝土,使混凝土壓出管內之水并將導管埋入混凝土的深度不小于1.0m。為便于施工,在第一次拆卸導管時,卸掉4m3漏斗,換上2m3的漏斗和支架,用鉆機配合提升漏斗,副吊拆卸導管。
9.2水下混凝土灌注開始后,應連續地進行,嚴禁中途停工,以免形成坍孔和斷樁。
9.3在混凝土灌注過程中,測量人員應隨時測量護筒內混凝土頂面的標高,由技術人員作好混凝土灌注記錄,如灌注時間、混凝土面的高度、導管埋深、導管拆除等,計算要準確。準確掌握并嚴格控制導管埋深2~6米,避免導管提升困難,指揮員根據技術員的計算結果,指揮準確的提升或拆除導管,避免樁身夾泥或斷樁等質量事故產生。
9.4當導管提升時,要保持位置居中。嚴格控制埋管深度,嚴禁導管提離砼面,埋管也不可超過6m,以免造成灌注埋管事故。根據導管埋置深度確定提升高度,拆除導管時動作要快,一般不宜超過15min。提升后導管埋深不得小于2米。同時提升導管時要緩慢,防止導管碰掛鋼筋籠而造成其定位偏移。應認真謹慎操作防止掉管事故發生。當灌注砼面接近鋼筋籠底端時,要控制灌注量,以防止鋼筋籠上浮。
9.5在灌注過程中,當導管內混凝土不滿,含有空氣時,后續混凝土要徐徐灌入,不可整個地灌入漏斗和導管,以免導管內形成高壓氣囊,使混凝土灌不下去,造成斷樁。
9.6樁頂灌注標高應比設計標高超灌0.5~1.0m,多余部分應在承臺施工前予以鑿除,樁頭應無松散層,以保證整個樁身混凝土達到設計要求的質量。
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