內(nèi)容提要:根據(jù)工程實例,介紹水中鉆孔成孔技術(shù)、水下混凝土灌注技術(shù)。
關(guān)鍵詞: 水上,鉆孔,水下混凝土,質(zhì)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(shè)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(chǔ)、雙拼I28工字鋼縱梁、2組共4路貝雷片為橫梁,橫梁上鋪設(shè)橋面板作為鉆孔平臺
2搭設(shè)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(xù)進尺為準。鋼管樁的位置偏差宜在300mm以內(nèi),傾斜度控制在1%以內(nèi)。
每排鋼管樁插打到位后,應(yīng)進行樁與樁之間的連接,增加樁的穩(wěn)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(shè)。
4鋼護筒制作與埋設(shè)
樁基鋼護筒設(shè)計內(nèi)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(shè)厚10mm寬20cm的鋼帶,護筒底腳處加設(shè)厚14mm寬30cm的鋼帶作為刃腳。鋼護筒每節(jié)加工長度為10m。焊接采用坡口雙面焊,所有焊接必須連續(xù),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(diào)平,以防鉆進過程中發(fā)生偏斜。接通各設(shè)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(zhuǎn)鉆機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(yīng)隨時監(jiān)視控制柜上電流表和指示燈信號顯示情況,土質(zhì)地層高速運轉(zhuǎn),電流控制在52A,如自動轉(zhuǎn)換到低速運轉(zhuǎn),說明切削力較大,此時,電流應(yīng)控制在40A以內(nèi),然后再鉆。
6.3控制鉆壓。根據(jù)地質(zhì)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(yīng)空載啟動,先低速啟動再轉(zhuǎn)換為高速。如地質(zhì)較硬,低速啟動后不必再換高速。
6.5保持護筒內(nèi)水位并經(jīng)常檢查泥漿比重。反循環(huán)鉆進時,孔內(nèi)水位下降較快應(yīng)及時補水,在鉆進過程中,始終保持護筒內(nèi)水位與護筒頂基本平齊,同時還應(yīng)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(shè)計要求深度后,應(yīng)采用探孔器對孔深、孔徑、孔形等認真檢查,符合設(shè)計要求后,填寫“終孔檢驗單”。經(jīng)監(jiān)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(dǎo)致孔壁坍塌),使孔內(nèi)泥漿各成份含量符合規(guī)范和設(shè)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(zhì)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(shè)十字鋼筋加固鋼筋籠。鋼筋籠分節(jié)制作,每節(jié)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(yīng)根據(jù)制作的分節(jié)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(yīng)固定牢靠(為防止鋼筋籠上浮鋼筋籠底部加設(shè)錨固鋼筋),鋼筋籠中心與鉆孔中心偏差不應(yīng)大于5cm。鋼筋籠在運輸安裝過程中應(yīng)盡量避免扭曲、變形。鋼筋籠吊點設(shè)在總長度上部的1/3處。在安裝鋼筋籠同時,鋼筋籠外側(cè)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(dǎo)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(xù)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(nèi)之水并將導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)管。
9.2水下混凝土灌注開始后,應(yīng)連續(xù)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(yīng)隨時測量護筒內(nèi)混凝土頂面的標高,由技術(shù)人員作好混凝土灌注記錄,如灌注時間、混凝土面的高度、導(dǎo)管埋深、導(dǎo)管拆除等,計算要準確。準確掌握并嚴格控制導(dǎo)管埋深2~6米,避免導(dǎo)管提升困難,指揮員根據(jù)技術(shù)員的計算結(jié)果,指揮準確的提升或拆除導(dǎo)管,避免樁身夾泥或斷樁等質(zhì)量事故產(chǎn)生。
9.4當導(dǎo)管提升時,要保持位置居中。嚴格控制埋管深度,嚴禁導(dǎo)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(jù)導(dǎo)管埋置深度確定提升高度,拆除導(dǎo)管時動作要快,一般不宜超過15min。提升后導(dǎo)管埋深不得小于2米。同時提升導(dǎo)管時要緩慢,防止導(dǎo)管碰掛鋼筋籠而造成其定位偏移。應(yīng)認真謹慎操作防止掉管事故發(fā)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(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿,含有空氣時,后續(xù)混凝土要徐徐灌入,不可整個地灌入漏斗和導(dǎo)管,以免導(dǎo)管內(nèi)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(yīng)比設(shè)計標高超灌0.5~1.0m,多余部分應(yīng)在承臺施工前予以鑿除,樁頭應(yīng)無松散層,以保證整個樁身混凝土達到設(shè)計要求的質(zhì)量。
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