环岛东路立交桥深桩基施工技术

作者:未知

  【摘 要】桥梁桩基施工质量直接影响桥梁工程整体施工质量和工程进度。本文介绍了深桩基施工工艺、工法,影响桩基施工质量的因素及相应的处理对策。
  【关键词】桥梁工程;桩基;质量;处理对策
  桩基是桥梁工程施工过程中的重要的一环,桩基质量直接影响桥梁工程投入使用的安全度。影响桩基正常施工的因素有很多。为保证桥梁桩基施工质量,确保运营安全,必须认真分析影响桩基质量的因素,提出相应的处理对策,提高桩基施工技术水平。
  一、项目概括及地质
  横琴新区环岛东路立交工程共有桥梁桩基298根,桩基均按端承桩设计,其中桩径φ1.3m 共108根,计7090.5延米;桩径φ1.5m 共190根,计13679延米,最深桩基桩长95米。根据地质勘探,桩基地层从下至下分别为素填土、淤泥、粉质黏土、淤泥质土、粗砂、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩,地质情况复杂,施工难度大,易出现塌孔、缩孔现象。
  二、施工过程控制
  施工前对地质情况进行总结分析,经技术经济比选,最终确定采用旋挖钻开挖施工方案。
  三、施工准备
  1、场地平整及施工准备:钻孔场地清除杂物、换除软土、平整压实,保证钻机安置于稳定的工作平台上,避免发生不均匀沉降,造成桩孔倾斜。
  2、测量定位:用全站仪准确放样各桩位中心,用十字桩固定位置,用水准仪测量地面高程,确定钻孔深度;测好的桩位必须复测,误差控制在5mm以内。
  3、下放护筒:钢护筒采用16mm钢板加工,长度为20m。护筒顶面开设1个溢浆口并高出地面不小于0.3m,护筒内径大于钻头直径20cm,护筒顶面位置偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。护筒连接处要求筒内无突出物,应耐拉、压、不漏水,采用钻进引孔及震动锤结合的方式进行施工。
  4、泥浆制备
  a、泥浆工作流程:
  制备及循环分离系统由泥浆搅拌机、泥浆池、泥浆分离器和泥浆沉淀处理器等组成。泥浆循环系统平面布置图。
  b、泥浆采用优质膨润土造浆。根据地层情况及时调整泥浆性能,泥浆性能指标如下:
  泥浆比重:一般地层为1.1~1.3。粘度:一般地层16~22s,松散易坍地层19~28s。含砂率:新制泥浆不大于4%。胶体率:不小于95%。PH值:大于6.5。
  四、旋挖钻孔
  1、准备工作:钻机就位前,对主要机具及配套设备进行检查、维修。
  2、旋挖:护筒内注入泥浆达到要求后开始旋挖。钻机刚开始起动时旋挖速度要慢,防止扰动护筒。在孔口段5~8m旋挖过程中特别要注意通过控制盘来监控垂直度和孔径,发生偏差及时纠正并做好钻进记录。旋挖作业孔内要始终保持一定水头,及时向孔中补充泥浆以保证成孔质量。钻孔作业分班连续进行,经常对泥浆性能指标进行检验,不符合要求时及时调整。
  3、钻渣取样:钻进过程中及时滤渣,同时经常注意地层的变化,在地层的变化处均捞取渣样,判断地质类型,记入记录表并与设计提供的地质剖面图相对照,钻渣样编号保存,以便分析备查。
  五、清孔
  旋挖钻施工作业完成后如時间过长未下放钢筋笼,桩底沉渣过厚,采用旋挖钻捞砂钻钻头直接进行清除桩底沉渣,同时及时补充孔内泥浆,采用泥浆置换清孔因清孔时间长及孔内泥浆比重减小而增加塌孔几率。桩基灌注前采用导管、泥砂分离机和空压机相结合的方式进行二次清孔,如泥浆比重过大可向孔内注入比重较小的优质泥浆进行调和,直至孔底沉渣清除干净、泥浆指标达到灌注要求。
  六、下放钢筋笼
  钢筋笼制作完成后,采用70吨履带吊进行安装吊装,钢筋骨架为12米一节,起吊前在加强箍圈内焊接三角支撑加强刚度。采用两点吊装时,第一吊点设在骨架的下部,第二点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时,先提第一点,使骨架稍提起,再与第二吊同时起吊。待骨架离开地面后,第一吊点停吊,继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。解除第一吊点,检查骨架是否顺直,如有弯曲应整直。
  七、安装导管
  导管采用φ30钢管,每节3m,配0.5~2m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。
  导管长度按孔深和工作平台高度决定。导管采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。导管安装后,其底部距孔底有 300 ~ 500mm 的空间。
  八、灌注水下混凝土
  1、首批封底混凝土
  混凝土灌注前在导管内放入皮球,计算并控制首批封底混凝土数量,下落时冲击能量将泥浆从导管中排出,混凝土灌注要求连续作业,首批混凝土最小深度(导管底口到混凝土面的高度)不小于1m。
  2、灌注水下混凝土
  桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注,灌注应紧凑连续作业,严禁中途停工。在灌注过程中,应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使测探不准确;注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除;规范要求导管埋置深度控制在2~6m,结合地质条件采用导管埋深4~6米,避免在混凝土上升过程中浮浆太厚出现假测导致导管拔脱。灌注过程中及时测探孔内混凝土面位置并调整导管埋深。导管提升时要求轴线竖直、位置居中、逐步提升。拆除导管动作要快,防止橡胶垫和工具等掉入孔中。已拆下的管节立即清洗干净,堆放整齐。
  灌注过程中当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊挤出管节间的橡皮垫,导致导管漏水出现断桩。灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大,出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分浮浆,使灌注工作顺利进行。最后一段长导管拔管速度要慢,防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。混凝土顶面比设计标高超灌1米。指定专人记录混凝土坍落度、含气量、入模温度;灌注时间、混凝土面的深度;导管埋深、拆除时发生的异常现象及处理措施等。
  3、灌注混凝土测深方法
  灌注水下混凝土时探测孔内混凝土面至孔口的深度,据此控制导管埋深。目前测深多用重锤法,重锤的形状是锥形,底面直径不小于10cm,重量不小于5kg。用测绳系锤吊入孔内,使其通过泥浆沉淀层停留在混凝土表面(或表面下10-20厘米),根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土灌注深度。测锤太轻或太重均会影响探测者手感。深桩测锤要求与灌注混凝土数量进行校对以防误测。
  参考文献:
  [1]横琴立交桥梁施工组织设计。
  [2]横琴立交桩基专项施工方案。
  (作者单位:中铁二十局集团华南指挥部)
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