关键词:钻孔灌注桩;施工工艺;处理措施
一、编制依据
1、山西阳翼高速公路项目合同文件;
2、阳翼L1合同段施工图设计及参考资料;
3、《公路桥梁施工技术规范》(JTG F10-2006)、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)及相关标准、规程;
4、钻进、浇注过程施工纪录。
二、工程概况
阳翼高速公路第L1合同段承建的沁河特大桥全长727.00米,中心桩号:K2+177.00,上部结构为40米先简支后连续T梁,下部结构采用空心薄壁墩、0#桥台采用柱式桥台,18#桥台采用肋式桥台,基础为钻孔桩基础,桩径为1.5m共216根,桩深18~38米,共计桩长6306米。
三、施工方案及施工工艺
(一)、施工方案
桩基首件选在K2+177沁河特大桥9-1号桩,该桩为嵌岩桩,桩径1.5m、设计桩长38米、桩底标高394.901m,钢筋骨架长度为39m,钢筋骨架底面标高为395.001m。桩底岩层为弱风化砂砾岩设计400KPa。根据钻孔桩所处的地质条件和桩长情况,采用冲击钻机成孔作业,按水下砼埋设导管法进行施工。
(二)、施工过程简述
2007年12月9日17:00时开钻,2007年12月22日2:30成孔,历时12天10小时;12月23日早7:00一次清孔完毕,提钻,开始吊装钢筋笼,9:10下导管;20:15二次清孔完成,泥浆指标及沉渣厚度都满足相关要求。20:25开盘,23:30灌注完成,历时185分钟。
1、施工准备
(1)、施工前,清除桩基位置的杂物,用装载机整平场地并排压密实。
(2)、对施工用水、用电、泥浆池位置等统一布置。
(3)、砼配合比试验及相关材料设备自检及监理抽检合格。
(4)、经监理工程师批准实施的开工报告。
2、测量放样
根据总监办批复的导线加密测量成果采用全站仪进行桩位放样。同时对桩位的纵、横向间距进行核对,核对无误后,进行护桩,护桩采用“十字”线定位,要求桩位准确无误,包桩牢固、施工无碰撞。根据总监办批复的水准控制点加密测量成果采用水准仪在护筒口外30厘米左右测设一个标高控制桩橛,并用混凝土包桩,确保施工中不下沉。
3、护筒埋设
护筒采用钢护筒,护筒长度为2.0m,内径比桩径大200mm,挖掘机挖坑埋设。护筒中心竖直线应于桩中心重合,允许误差20mm,竖直倾斜度不大于1%,护筒顶应高于地面300mm。护筒埋设后经现场拉“十字”线检查,护筒的平面误差为50mm,竖直倾斜度为0.5%,现场实测护筒倾斜度为0.4%。在护筒放好位后,护筒周围用粘土挤密夯实、桩位四周场地整理平整。
4、泥浆制备
泥浆的作用主要是悬浮钻渣、护壁及固壁。施工时应根据所钻至不同地质层位,利用粘土造浆(根据地质情况选用塑性指数大于25,直径小于0.005mm的颗粒含量大于50%的粘土制浆;)调制部分泥浆循环使用,以便泥浆比重、粘度适合相应的土层和钻进速度。泥浆其余指标如下:
泥浆相对密度 1.1~1.3 胶体率 ≥95%
含砂率 ≤4% PH值:不大于6.5
5、钻孔施工
钻孔采用CZ-6型冲击钻,钻孔采用分班连续作业。
6、成孔检验
成孔后对孔深、孔径和垂直度、沉渣厚度、泥浆指标(特别是含砂率)进行检查,检孔器尺寸如下:外径为孔桩直径,主段长5米,两端为高1m的锥体,顶端焊接一直径为10cm的圆环,外端采用Φ16圆钢包内圆均匀布置。经检孔验收合格后,填写终孔检查单,经监理工程师签字认可。(具体成孔检测数据见附件)
7、清孔
经对孔深、孔径、垂直度等指标检查合格后即为终孔,终孔后应立即进行清孔。清孔分两次进行,第一次指终孔后的清孔,采用泥浆循环直接捞取钻渣,并不断的用比重、含砂率较小的好浆进行置换;第二次指安装完钢筋笼并下导管后,灌注混凝土前的清孔,清孔先降低含砂率再降低泥浆比重,待含砂率≤2%;泥浆比重1.02~1.1、粘度:17—20Pa·s;胶体率:>98%,清孔过程中始终必须保持孔内原有水头高度。孔底沉渣厚度等指标符合规范要求后,即可开始灌注水下砼。
8、钢筋笼制作及安装
钢筋制作时,用卡板成型法控制钢筋笼直径和主筋间距。主筋采闪光对接焊连接,经试验室取样合格后大规模生产。钢筋笼制作完成后从钢筋制作现场运至钻机附近,采用吊机配合进行安装。
9、安设导管
导管使用前应在现场技术人员旁站的情况下做拼装编号、水密、承压试验,接口紧密、牢固、不漏水。并根据试验连接顺序进行编号。导管配置节数依据孔深而定,并配备总数20%的预备节数和调整节(0.5m、1m、2.0m的管节各配备一节)。
使用前将丝扣清理好并涂抹黄油,保证施工中节与节能正常拆卸。孔口安装时,仔细检查管壁及接头丝扣完好情况,必须加密封胶圈并涂黄油密封,确保连接牢固、不漏浆,下导管时保持居中,轻放,防止碰挂钢筋笼和碰撞孔壁,导管下端悬空0.25m~0.4m。导管在使用后应及时将每节冲洗干净,使用搬运过程中不得拖地、碰撞,避免损坏。
在钢筋笼安装结束后,立即安装导管,导管安装利用钻机上的卷扬机将导管提升,按试拼时的编号逐节下放。
10、导管密封试验
1)将所有导管制作应力求坚固,内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。各节导管内径应大小一致,偏差不大于±2mm。
2)导管在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外,还需做拼接、水密、等试验。
3)先把导管首尾用密封扣件相连。导管可在钻孔旁预先分段拼装,在吊放时再逐段拼装。分段拼装时应仔细检查,变形和磨损严重的不得使用。
4)把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,经过15min不漏水即为合格。
11、灌注水下砼:
水下砼连续灌注,不得中断,并随时测量砼面的高度以控制导管埋深、确定抽拔导管的时间。
首批混凝土灌注时,导管与漏斗之间采用钢盖板封堵(漏斗装满混凝土为4m3),以保证首批混凝土灌注一次到位。
封底采用混凝土搅拌运输车配合储料斗进行,打开储料斗仓门混凝土拌和物下落后,混凝土搅拌运输车加速向储料斗卸料,保证储料斗不断料。
封底后混凝土连续灌注。在灌注过程中,经常测探井孔内混凝土面的位置,及时调整导管的埋深。
灌注砼时,随时用测绳检查砼面高度和导管埋置深度,严格控制导管埋深,防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩。并在灌注砼过程中做好详细记录。
灌注过程中砼塌落度现场检测两次,分别为:20cm、21cm。
12、纠偏措施
(1)钻孔偏斜、弯曲
常见有地质松软不均匀、岩面倾斜、钻机位移等原因造成。一般可在偏斜处掉住钻锥反复打孔,使钻孔正直。偏斜严重,应回填粘质土到偏斜处顶面,待沉积密实后重新钻孔。
(2)扩孔与缩孔
扩孔多系孔壁小坍塌或钻锥磨损过甚,也能使孔径稍小。前者应采用失水率小的优质泥浆护壁,后者应及时焊接钻锥,缩孔已发生时,可用钻锥上下反复扫孔,扩大孔径。
四、结束语
通过沁河特大桥9-1#墩桩基整个工程施工过程来看,确定的钻孔桩施工工艺满足钻孔桩施工的要求,可以用于后期全标段的钻孔桩施工。通过9-1#墩桩基施工,使全体墩柱施工队伍加深了对钻孔桩施工工艺的理解,增强了其质量意识。同时我们也发现了在施工过程中存在的问题,针对问题我们提出了改进措施。在后续施工中我们将发扬9-1#墩桩基工程中的优点,继续改进或优化工艺方案,杜绝出现的问题再次发生,优质、安全的完成了我标段所有的钻孔桩施工。同时为以后类似工程的施工提供了宝贵的经验。
参考文献:
【1】于云喜.浅谈公路桥梁钻孔灌注桩施工技术方法.四川建材.2010(1)
【2】黄跃进.钻孔灌注桩施工技术的质量控制.科技信息.2009(18)