分析雙碑嘉陵江大橋挖孔樁施工技術
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，經雙碑、石馬河、松樹橋、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1019.5m（右幅全長1014.5m）。
P26號墩樁基承臺、P25號輔助墩的圍堰及封底混凝土已完成。橋墩樁基礎均為嵌巖樁基礎。樁基采用嵌巖深度和樁底巖石天然極限抗壓強度雙控，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級和Ⅱ級。
2.施工方法及措施
2.1施工工藝及技術要求
挖孔樁施工工藝流程
2.2場地平整
平整場地、清除雜物、夯打密實。樁位處地面應高出原地面50厘米左右，場地四周開挖排水溝，防止地表水流入孔內。
2.3測量放樣
進行施工放樣，施工隊配合測量班按設計圖紙定出孔位，經檢查無誤后，由施工隊埋設十字護樁，十字護樁必須用砂漿或混凝土進行加固保護，以備開挖過程中對樁位進行檢驗。
2.4樁孔開挖
孔口雨棚（兼提升支架）用[10型鋼制作，并留出樁孔位置。承臺四周（除運土通道）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、風鎬、水鉆進行開挖，挖土順序為先挖中間后挖周邊，按設計樁徑加15厘米控制截面大小。機械出渣選用1t的卷揚機、1t的滑輪、φ9.3mm的鋼絲繩和φ12的鋼筋彎制吊鉤，具體計算附后。在開挖過程中孔內挖土先孔內挖出的土裝入吊桶，采用自制卷揚機將渣土垂直運輸?shù)降孛?，堆積到指定地點，防止環(huán)境污染。
當無地下滲水（或較?。彝翆用軐崟r，同一承臺下的樁可同時開挖。當?shù)叵聺B水較大，或土質較差，易坍孔時，按對角線分兩組開挖，在前組挖孔樁挖至巖層后再實施后一組的開挖施工。
2.4.1護壁施工
對巖層、較堅硬密實土層，不透水，開挖后短期不會坍孔的，可不設護壁，其它土質情況下，必須施作護壁，保持孔壁穩(wěn)定，以策安全。護壁擬采用現(xiàn)澆模注混凝土護壁，混凝土標號為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。為了進一步提高柱身砼與護壁的粘結，也為了砼入模方便，護壁方式可采用喇叭錯臺狀護壁。護壁砼的施工，采取自制的鋼模板。鋼模板面板的厚度不得小于3mm，澆注混凝土時拆上節(jié)，支下節(jié)，自上而下周轉使用。模板間用U形卡連接，上下設兩道6～8號型鋼圈頂緊。
該方法適用于各類土層，每挖掘0.3～1.0m深時，即立模灌注混凝土護壁。平均厚度15cm。兩節(jié)護壁之間留10～15cm的空隙，以便混凝土的灌注施工。注意挖孔過程中，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。
混凝土攪拌應采用滾筒攪拌機拌制，坍落度宜為14厘米左右。
2.4.2樁基施工排水措施
根據沿線水文地質資料，易受地表水、地下水的影響，特制定以下排水措施：
?、僭诘叵滤S富、水位較高的樁孔位置配備高揚程的污水泵φ100，及時抽水。
?、陔S挖周邊上方隨鋪設鋼筋網片，并固定牢固，隨挖隨澆注砼，以縮短井壁四周土壤暴露時間，阻塞上部空隙水的流入。同時，縮短護壁的澆筑高度，在護壁混凝土中摻加早強劑，加快和提高混凝土初期強度，以盡快形成鋼筋混凝土護壁，阻塞上部孔隙水進入樁孔的通道。
③在局部發(fā)生出水集中地點或塌孔，及時用高壓灌入速凝水泥砂漿或填充混凝土，堵住出水孔。
?、軐A涌水量特別大，成孔困難時，及時上報甲方、監(jiān)理和設計單位，建議將挖孔樁改為鉆孔成樁，砂卵石層采用下鋼護筒加沖抓機沖擊成孔。
?、輰拥撞坑克刻貏e大時，也可對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
在挖孔樁進入中風化基巖一定深度后，便邀請設計、地勘單位現(xiàn)場確定嵌巖線，以此確定樁底標高。
所有樁基深度均應采取天然單軸極限抗壓強度和設計嵌巖深度指標雙控，即保證天然單軸極限抗壓強度6.0Mpa前提下，嵌入中風化不少于7.0m。
挖孔樁實測項目
2.5鋼筋的制作
對于較短的樁基，鋼筋籠宜制作成整體，一次吊裝就位。對于孔深較大的樁基，鋼筋籠需要現(xiàn)場焊接的，鋼筋籠分段長度不宜少于18米，以減少現(xiàn)場焊接工作量?，F(xiàn)場焊接須采用單面幫條焊接。
制作時，按設計尺寸做好加強箍筋，標出主筋的位置。把主筋擺放在平整的工作平臺上，并標出加強筋的位置。焊接時，使加強筋上任一主筋的標記對準主筋中部的加強筋標記，扶正加強筋，并用木制直角板校正加強筋與主筋的垂直度，然后點焊。在一根主筋上焊好全部加強筋后，用機具或人轉動骨架，將其余主筋逐根照上法焊好，然后吊起骨架閣于支架上，套入盤筋，按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上，點焊牢固。 鋼筋骨架保護層的設置方法：
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50%，加強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。鋼筋骨架的保護層厚度可用焊接鋼筋“耳朵”或轉動混凝土墊塊，見下圖。設置密度按豎向每隔2m設一道，每一道沿圓周布置8個。
骨架的運輸無論采取何種方法運輸骨架，都不得使骨架變形，當骨架長度在6m以內時可用兩部平板車直接運輸。當長度超過6米時，應在平板車上加托架。如用鋼管焊成一個或幾個托架用翻斗車牽引，可運輸各種長度的鋼筋籠，或用炮架車采用翻斗車牽引或人工推，也可運輸一般長度的鋼筋籠。
2.6骨架的起吊和就位
鋼筋籠制作完成后， 骨架安裝采用汽車吊，為了保證骨架起吊時不變形，對于長骨架，起吊前應在加強骨架內焊接三角支撐，以加強其剛度。采用兩點吊裝時，第一吊點設在骨架的下部，第二點設在骨架長度的中點到上三分點之間。對于長骨架，起吊前應在骨架內部臨時綁扎兩根杉木桿以加強其剛度。起吊時，先提第一點，使骨架稍提起，再與第二吊同時起吊。待骨架離開地面后，第一吊點停吊，繼續(xù)提升第二吊點。隨著第二吊點不斷上升，慢慢放松第一吊點，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一吊點，檢查骨架是否順直，如有彎曲應整直。當骨架進入孔口后，應將其扶正徐徐下降，嚴禁擺動碰撞孔壁。然后，由下而上地逐個解去綁扎杉木桿的綁扎點及鋼筋十字支撐。當骨架下降到第二吊點附近的加強箍接近孔口，可用木棍或型鋼（視骨架輕重而定）等穿過加強箍筋的下方，將骨架臨時支承于孔口，孔口臨時支撐應滿足強度要求。將吊鉤移到骨架上端，取出臨時支承，將骨架徐徐下降，骨架降至設計標高為止。將骨架臨時支撐于護筒口，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程中發(fā)生浮籠現(xiàn)象。
骨架最上端定位，必須由測定的孔口標高來計算定位筋的長度，并反復核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠上拉上十字線，找出鋼筋籠中心，根據護樁找出樁位中心，鋼筋籠定位時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?，在護筒兩側放兩根平行的枕木（高出護筒或護壁5cm左右），并將整個定位骨架支托于枕木上。
注意按設計要求進行聲測管的安裝，并將底部進行封閉。
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
樁孔及鋼筋檢查驗收合格及時進行樁基砼澆筑，以免鋼筋銹蝕。
樁基砼采用預拌C30砼泵送到位澆筑，砼塌落度控制在16～18cm以內，水灰比不大于0.45。澆注時應注意相鄰近的兩孔不得同時澆注，以免攪動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2m，混凝土澆筑采取分層進行，每層高度50cm。開始澆注時，孔底泥渣清洗干凈，積水深度不超過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。砼頂面標高根據浮漿的厚度決定，一般比設計標高超灌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砼。對每一振動部位，必須振動到該部位砼密實為止，砼密實的標志為：砼沒有明顯下沉，表面平坦，泛漿，不再有氣泡冒出。振動棒應與砼表面垂直下插，遵循快插慢拔的原則，振搗時間要合適，一般控制在25s-40s為宜。振動棒移動間距為作用半徑的1.5倍，并插入下層砼5-10cm。
2.7.2水下導管法澆筑
當孔內滲入的地下水上升速度大于6mm/min時，按水下砼灌注要求施工，其施工要點如下：
灌注砼之前孔內的水位至少應與孔外穩(wěn)定地下水位同樣高度，對樁孔質量、回淤沉淀厚度、鋼筋骨架質量、樁底標高（應符合設計要求）等應進行一次全面的最終檢查，并認真填寫記錄，合格后方允許灌注砼。
灌注首批砼時，應注意導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，導管埋入砼中的深度不得小于2m。
灌注開始后要連續(xù)進行澆筑，并盡可能縮短拆除導管的間隔時間。
在灌注過程中，要經常探測孔內砼面位置，及時地調整導管埋深。
