分析雙碑嘉陵江大橋挖孔樁施工技術(shù)
2017-06-19
1.工程概述
雙碑嘉陵江大橋工程為重慶綜合交通規(guī)劃的“三橫線”西起西永，起于沙坪壩雙碑、跨越嘉陵江，與石馬河立交相連，經(jīng)雙碑、石馬河、松樹(shù)橋、紅旗河溝、黃泥磅、五里店、彈子石、峽口接江南通道。西引橋起點(diǎn)里程左幅K7+080.5（右幅為K7+085.5），接雙碑隧道工程，止于K8+100.0，與雙碑大橋主橋工程相接，西引橋左幅全長(zhǎng)1019.5m（右幅全長(zhǎng)1014.5m）。
P26號(hào)墩樁基承臺(tái)、P25號(hào)輔助墩的圍堰及封底混凝土已完成。橋墩樁基礎(chǔ)均為嵌巖樁基礎(chǔ)。樁基采用嵌巖深度和樁底巖石天然極限抗壓強(qiáng)度雙控，其中嵌巖深度不得小于7米，樁基巖石天然單軸極限抗壓橋墩不得小于6.0Mpa。
樁基混凝土為C30混凝土，采取商品混凝土澆筑，本工程挖孔樁部分為：P0～P25，共205根樁，樁間距為3.6～6m。全橋樁徑分別為1.5m、1.8m、2.5m三種，深度為10～29m，其中φ1.5m的樁深度為10～29m， φ1.8m的樁深度為20～28.5m， φ2.5m的樁深度為10～26m，護(hù)壁厚度為15cm，C20混凝土，樁基為C30混凝土，采取商品混凝土澆筑，鋼筋為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)。
2.施工方法及措施
2.1施工工藝及技術(shù)要求
挖孔樁施工工藝流程
2.2場(chǎng)地平整
平整場(chǎng)地、清除雜物、夯打密實(shí)。樁位處地面應(yīng)高出原地面50厘米左右，場(chǎng)地四周開(kāi)挖排水溝，防止地表水流入孔內(nèi)。
2.3測(cè)量放樣
進(jìn)行施工放樣，施工隊(duì)配合測(cè)量班按設(shè)計(jì)圖紙定出孔位，經(jīng)檢查無(wú)誤后，由施工隊(duì)埋設(shè)十字護(hù)樁，十字護(hù)樁必須用砂漿或混凝土進(jìn)行加固保護(hù)，以備開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)樁位進(jìn)行檢驗(yàn)。
2.4樁孔開(kāi)挖
孔口雨棚（兼提升支架）用[10型鋼制作，并留出樁孔位置。承臺(tái)四周（除運(yùn)土通道）用竹跳或50厚的板材圍擋，圍擋高度不少于120cm。
采用從上到下逐層用鎬、鍬、風(fēng)鎬、水鉆進(jìn)行開(kāi)挖，挖土順序?yàn)橄韧谥虚g后挖周邊，按設(shè)計(jì)樁徑加15厘米控制截面大小。機(jī)械出渣選用1t的卷?yè)P(yáng)機(jī)、1t的滑輪、φ9.3mm的鋼絲繩和φ12的鋼筋彎制吊鉤，具體計(jì)算附后。在開(kāi)挖過(guò)程中孔內(nèi)挖土先孔內(nèi)挖出的土裝入吊桶，采用自制卷?yè)P(yáng)機(jī)將渣土垂直運(yùn)輸?shù)降孛妫逊e到指定地點(diǎn)，防止環(huán)境污染。
當(dāng)無(wú)地下滲水（或較?。?，且土層密實(shí)時(shí)，同一承臺(tái)下的樁可同時(shí)開(kāi)挖。當(dāng)?shù)叵聺B水較大，或土質(zhì)較差，易坍孔時(shí)，按對(duì)角線分兩組開(kāi)挖，在前組挖孔樁挖至巖層后再實(shí)施后一組的開(kāi)挖施工。
2.4.1護(hù)壁施工
對(duì)巖層、較堅(jiān)硬密實(shí)土層，不透水，開(kāi)挖后短期不會(huì)坍孔的，可不設(shè)護(hù)壁，其它土質(zhì)情況下，必須施作護(hù)壁，保持孔壁穩(wěn)定，以策安全。護(hù)壁擬采用現(xiàn)澆模注混凝土護(hù)壁，混凝土標(biāo)號(hào)為C20。在孔口澆筑寬1.0m、厚0.2～0.3m的混凝土鎖口圈，水平筋用φ6、豎向筋用φ8，按@200布置，相鄰兩節(jié)護(hù)壁鋼筋搭接不少于20cm。模板不需光滑平整，以利于與樁體混凝土的聯(lián)結(jié)。為了進(jìn)一步提高柱身砼與護(hù)壁的粘結(jié)，也為了砼入模方便，護(hù)壁方式可采用喇叭錯(cuò)臺(tái)狀護(hù)壁。護(hù)壁砼的施工，采取自制的鋼模板。鋼模板面板的厚度不得小于3mm，澆注混凝土?xí)r拆上節(jié)，支下節(jié)，自上而下周轉(zhuǎn)使用。模板間用U形卡連接，上下設(shè)兩道6～8號(hào)型鋼圈頂緊。
該方法適用于各類(lèi)土層，每挖掘0.3～1.0m深時(shí)，即立模灌注混凝土護(hù)壁。平均厚度15cm。兩節(jié)護(hù)壁之間留10～15cm的空隙，以便混凝土的灌注施工。注意挖孔過(guò)程中，不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩擦力。
混凝土攪拌應(yīng)采用滾筒攪拌機(jī)拌制，坍落度宜為14厘米左右。
2.4.2樁基施工排水措施
根據(jù)沿線水文地質(zhì)資料，易受地表水、地下水的影響，特制定以下排水措施：
①在地下水豐富、水位較高的樁孔位置配備高揚(yáng)程的污水泵φ100，及時(shí)抽水。
?、陔S挖周邊上方隨鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，并固定牢固，隨挖隨澆注砼，以縮短井壁四周土壤暴露時(shí)間，阻塞上部空隙水的流入。同時(shí)，縮短護(hù)壁的澆筑高度，在護(hù)壁混凝土中摻加早強(qiáng)劑，加快和提高混凝土初期強(qiáng)度，以盡快形成鋼筋混凝土護(hù)壁，阻塞上部孔隙水進(jìn)入樁孔的通道。
③在局部發(fā)生出水集中地點(diǎn)或塌孔，及時(shí)用高壓灌入速凝水泥砂漿或填充混凝土，堵住出水孔。
?、軐?duì)基礎(chǔ)涌水量特別大，成孔困難時(shí)，及時(shí)上報(bào)甲方、監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位，建議將挖孔樁改為鉆孔成樁，砂卵石層采用下鋼護(hù)筒加沖抓機(jī)沖擊成孔。
?、輰?duì)基坑底部涌水量特別大時(shí)，也可對(duì)基底以采取水下高壓大泵量分層注漿加固措施，以封堵水下孔洞。
2.4.3檢查、檢測(cè)
在挖孔樁進(jìn)入中風(fēng)化基巖一定深度后，便邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)、地勘單位現(xiàn)場(chǎng)確定嵌巖線，以此確定樁底標(biāo)高。
所有樁基深度均應(yīng)采取天然單軸極限抗壓強(qiáng)度和設(shè)計(jì)嵌巖深度指標(biāo)雙控，即保證天然單軸極限抗壓強(qiáng)度6.0Mpa前提下，嵌入中風(fēng)化不少于7.0m。
挖孔樁實(shí)測(cè)項(xiàng)目
2.5鋼筋的制作
對(duì)于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對(duì)于孔深較大的樁基，鋼筋籠需要現(xiàn)場(chǎng)焊接的，鋼筋籠分段長(zhǎng)度不宜少于18米，以減少現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量?，F(xiàn)場(chǎng)焊接須采用單面幫條焊接。
制作時(shí)，按設(shè)計(jì)尺寸做好加強(qiáng)箍筋，標(biāo)出主筋的位置。把主筋擺放在平整的工作平臺(tái)上，并標(biāo)出加強(qiáng)筋的位置。焊接時(shí)，使加強(qiáng)筋上任一主筋的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)主筋中部的加強(qiáng)筋標(biāo)記，扶正加強(qiáng)筋，并用木制直角板校正加強(qiáng)筋與主筋的垂直度，然后點(diǎn)焊。在一根主筋上焊好全部加強(qiáng)筋后，用機(jī)具或人轉(zhuǎn)動(dòng)骨架，將其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架閣于支架上，套入盤(pán)筋，按設(shè)計(jì)位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上，點(diǎn)焊牢固。 鋼筋骨架保護(hù)層的設(shè)置方法：
鋼筋籠主筋接頭采用雙面搭接焊，每一截面上接頭數(shù)量不超過(guò)50%，加強(qiáng)箍筋與主筋連接全部焊接。鋼筋籠的材料、加工、接頭和安裝，符合要求。鋼筋骨架的保護(hù)層厚度可用焊接鋼筋“耳朵”或轉(zhuǎn)動(dòng)混凝土墊塊，見(jiàn)下圖。設(shè)置密度按豎向每隔2m設(shè)一道，每一道沿圓周布置8個(gè)。
骨架的運(yùn)輸無(wú)論采取何種方法運(yùn)輸骨架，都不得使骨架變形，當(dāng)骨架長(zhǎng)度在6m以?xún)?nèi)時(shí)可用兩部平板車(chē)直接運(yùn)輸。當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)6米時(shí)，應(yīng)在平板車(chē)上加托架。如用鋼管焊成一個(gè)或幾個(gè)托架用翻斗車(chē)牽引，可運(yùn)輸各種長(zhǎng)度的鋼筋籠，或用炮架車(chē)采用翻斗車(chē)牽引或人工推，也可運(yùn)輸一般長(zhǎng)度的鋼筋籠。
2.6骨架的起吊和就位
鋼筋籠制作完成后， 骨架安裝采用汽車(chē)吊，為了保證骨架起吊時(shí)不變形，對(duì)于長(zhǎng)骨架，起吊前應(yīng)在加強(qiáng)骨架內(nèi)焊接三角支撐，以加強(qiáng)其剛度。采用兩點(diǎn)吊裝時(shí)，第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二點(diǎn)設(shè)在骨架長(zhǎng)度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。對(duì)于長(zhǎng)骨架，起吊前應(yīng)在骨架內(nèi)部臨時(shí)綁扎兩根杉木桿以加強(qiáng)其剛度。起吊時(shí)，先提第一點(diǎn)，使骨架稍提起，再與第二吊同時(shí)起吊。待骨架離開(kāi)地面后，第一吊點(diǎn)停吊，繼續(xù)提升第二吊點(diǎn)。隨著第二吊點(diǎn)不斷上升，慢慢放松第一吊點(diǎn)，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊點(diǎn)，檢查骨架是否順直，如有彎曲應(yīng)整直。當(dāng)骨架進(jìn)入孔口后，應(yīng)將其扶正徐徐下降，嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。然后，由下而上地逐個(gè)解去綁扎杉木桿的綁扎點(diǎn)及鋼筋十字支撐。當(dāng)骨架下降到第二吊點(diǎn)附近的加強(qiáng)箍接近孔口，可用木棍或型鋼（視骨架輕重而定）等穿過(guò)加強(qiáng)箍筋的下方，將骨架臨時(shí)支承于孔口，孔口臨時(shí)支撐應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。將吊鉤移到骨架上端，取出臨時(shí)支承，將骨架徐徐下降，骨架降至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。將骨架臨時(shí)支撐于護(hù)筒口，再起吊第二節(jié)骨架，使上下兩節(jié)骨架位于同直線上進(jìn)行焊接，全部接頭焊好后就可以下沉入孔，直至所有骨架安裝完畢。并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土過(guò)程中發(fā)生浮籠現(xiàn)象。
骨架最上端定位，必須由測(cè)定的孔口標(biāo)高來(lái)計(jì)算定位筋的長(zhǎng)度，并反復(fù)核對(duì)無(wú)誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線，找出鋼筋籠中心，根據(jù)護(hù)樁找出樁位中心，鋼筋籠定位時(shí)使鋼筋籠中心與樁位中心重合，然后在定位鋼筋骨架頂端的頂?shù)跞ο旅娌迦雰筛叫械墓ぷ咒摶虿垆摚谧o(hù)筒兩側(cè)放兩根平行的枕木（高出護(hù)筒或護(hù)壁5cm左右），并將整個(gè)定位骨架支托于枕木上。
注意按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行聲測(cè)管的安裝，并將底部進(jìn)行封閉。
鋼筋骨架的制作和吊裝的允許偏差為：主筋間距±10mm；箍筋間距±20mm；骨架外徑±10mm；骨架傾斜度±0.5%；骨架保護(hù)層厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架頂端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。
挖孔樁鋼筋骨架允許偏差
2.7灌注砼
2.7.1干孔澆筑
樁孔及鋼筋檢查驗(yàn)收合格及時(shí)進(jìn)行樁基砼澆筑，以免鋼筋銹蝕。
樁基砼采用預(yù)拌C30砼泵送到位澆筑，砼塌落度控制在16～18cm以?xún)?nèi)，水灰比不大于0.45。澆注時(shí)應(yīng)注意相鄰近的兩孔不得同時(shí)澆注，以免攪動(dòng)孔壁造成串孔或斷樁。采用漏斗串筒下料，管口距砼表面高差不超過(guò)2m，混凝土澆筑采取分層進(jìn)行，每層高度50cm。開(kāi)始澆注時(shí)，孔底泥渣清洗干凈，積水深度不超過(guò)5厘米，每灌注0.3～0.4m搗固一次，盡可能加快澆筑速度，一次連續(xù)澆筑完畢。砼頂面標(biāo)高根據(jù)浮漿的厚度決定，一般比設(shè)計(jì)標(biāo)高超灌0.5m，澆筑完成后立即清除樁頂表面的離析混合物和水泥浮漿。
采用插入式振搗棒搗實(shí)砼。對(duì)每一振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位砼密實(shí)為止，砼密實(shí)的標(biāo)志為：砼沒(méi)有明顯下沉，表面平坦，泛漿，不再有氣泡冒出。振動(dòng)棒應(yīng)與砼表面垂直下插，遵循快插慢拔的原則，振搗時(shí)間要合適，一般控制在25s-40s為宜。振動(dòng)棒移動(dòng)間距為作用半徑的1.5倍，并插入下層砼5-10cm。
2.7.2水下導(dǎo)管法澆筑
當(dāng)孔內(nèi)滲入的地下水上升速度大于6mm/min時(shí)，按水下砼灌注要求施工，其施工要點(diǎn)如下：
灌注砼之前孔內(nèi)的水位至少應(yīng)與孔外穩(wěn)定地下水位同樣高度，對(duì)樁孔質(zhì)量、回淤沉淀厚度、鋼筋骨架質(zhì)量、樁底標(biāo)高（應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求）等應(yīng)進(jìn)行一次全面的最終檢查，并認(rèn)真填寫(xiě)記錄，合格后方允許灌注砼。
灌注首批砼時(shí)，應(yīng)注意導(dǎo)管下口至孔底的距離，一般在10cm為宜，并保證首批混凝土澆筑后，導(dǎo)管埋入砼中的深度不得小于2m。
灌注開(kāi)始后要連續(xù)進(jìn)行澆筑，并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間。
在灌注過(guò)程中，要經(jīng)常探測(cè)孔內(nèi)砼面位置，及時(shí)地調(diào)整導(dǎo)管埋深。
