鉆孔樁基礎施工及質量控制
2017-07-31
1工程概況
鉆孔樁基礎施工采用架設浮橋作為施工機具及材料的運輸通道。在墩位處打設鋼管樁平臺作為臨時作業(yè)平臺；在作業(yè)平臺上安裝導向架，利用水上浮吊振動下沉鋼護筒，對鋼護筒進行平聯后，架設大梁，安裝鋼鋪面板，構成鉆孔作業(yè)平臺。鉆孔作業(yè)平臺上安裝鉆孔機械、布設泥漿循環(huán)系統(tǒng)，實施鉆孔作業(yè)；鉆進中采用PHP高性能泥漿，嚴格控制泥漿比重，確保成孔質量，成孔后采用換漿法清孔。清孔合格后，吊車吊放鋼筋籠；鋼筋籠長小于15m的整節(jié)預制，超過15m的分節(jié)預制，現場焊接連接成整體。經二次清孔后，混凝土地泵輸送導管法灌注成樁。施工中必須嚴格控制孔內沉渣厚度、空孔時間、水下混凝土灌注速度和灌注連續(xù)性，確保成樁質量。
2鉆機選型
根據對大橋主跨地質、水文等自然條件的綜合分析，結合現有的施工機械裝備及施工經驗，該大橋主跨深水群樁基礎擬采用GPS-22型全液壓轉盤式正反循環(huán)回旋鉆機實施鉆孔施工。該鉆機采用液壓傳動，集中液電復合操縱，安全可靠；可采用正、反循環(huán)兩種鉆孔工藝，鉆進速度快，適應各種地層，最大鉆孔直徑2.0m，最大鉆孔深度100m，滿足沙潁河大橋深水基礎施工的需要。
3施工工藝
3.1 PHP高性能泥漿制備
PHP高性能泥漿的作用主要是平衡底層壓力，懸浮、攜帶鉆渣，潤滑、冷卻鉆頭，形成泥皮、增加孔壁穩(wěn)定性。沙潁河大橋主墩處地質條件為多為粉砂、細砂等易坍塌地層，為保護鉆孔施工時護壁的穩(wěn)定，在樁基施工中必須采用不分散、低固相、高黏度的PHP高性能泥漿。
選配的PHP高性能泥漿指標必須達到如下要求：1）泥漿比重：鉆孔時選1.15～1.35，清孔時1.05～1.1；2）粘度19～28s；3）含砂率≤4%；4）膠體率≥96%；5）失水率≤20ml/30min；6）靜切力1～2.5Pa；7）pH值為8～10。
PH高性能泥漿配制時，黏土及化學藥品摻加順序為黏土→分散劑→絮凝劑→提黏劑，如黏土→燒堿（NaOH）→PHP→CMC。加入化學藥品時應先制成水劑，再在泥漿攪拌機里拌好，緩慢加入。
泥漿的排放處理：鉆孔時，經過泥水分離器處理后的泥漿可重復、循環(huán)利用，鉆孔沉碴則用汽車運至當地環(huán)保部門指點地點，妥善處理，避免污染環(huán)境。鉆孔完成后，廢棄泥漿全部用密封車輛運至地方環(huán)保部門指定地點處理。嚴禁向河道內灘地及水體中直接排放鉆渣和廢棄泥漿。
3.2 鉆孔作業(yè)
開鉆前檢查鉆機運轉是否正常，鉆機底部有無變形，固定鉆架的纜風繩有無松動，護筒位置是否符合設計要求等。
鉆進時根據地質條件控制進尺速度，開始用慢速檔，正常鉆進后，適當調整鉆速，鉆進中采用孔底承受鉆壓不超過鉆具重力 （扣除浮力）的80%減壓鉆進，確保成孔穩(wěn)定。
當平衡架移動至鉆架滑道下端時，需要接換鉆桿。每次接換鉆桿之前，停止鉆進，鉆機空運轉；泥漿繼續(xù)循環(huán)約1～3min，待鉆桿內鉆碴排完后，方可停機。停機、停泵后，將平衡架提升，鉆桿上接頭卡在孔口，拆除平衡架與鉆桿的連接螺栓，平衡架升至鉆架上部，利用副卷揚機吊起要接換的鉆桿，下端與原鉆桿相接，上端與平衡架連接。鉆孔排渣、提取鉆頭除土、檢修鉆機或其它原因停鉆時，必須將鉆頭提出孔外。
3.3第一次清孔
完成終孔的檢查工作以后，需要及時的清孔，開展清孔工作的主要目的是確保泥漿中的泥渣量、相對密度、鉆孔樁底部的沉積的渣子等一些重要的技術指標能夠滿足相應的規(guī)范要求，這樣能更好的灌注混凝土。抽漿清孔是清孔常采用的一種方法，初步清孔時通常選用換漿法。鉆孔的深度滿足設計的要求以后，對其進行孔深、孔徑、鉆孔傾斜度檢查，各項指標都滿足要求以后，將鉆渣和泥漿使用離心吸泥泵將其抽出，為了避免出現坍孔的不良現象，在整個排渣的過程中，一定確?？變人^高于施工水位2.0m。清孔后經過檢查都達標以后，完成清空工作。
3.4 鋼筋籠加工、吊裝及聲測管安裝
鋼筋籠在鋼筋加工場分節(jié)加工，當鋼筋籠長小于15m時整節(jié)預制，超過15m時分節(jié)預制。鋼筋在使用前清除表面的油污、鐵銹。鋼筋應順直，無局部曲折。對直徑小于25mm的受力主筋接長采用搭接電弧焊，接頭采用雙面焊縫，焊縫長度保證5d的規(guī)范允許值范圍。對于直徑大于25mm的受力主筋采用直列螺紋套筒連接。箍筋采用間隔法點焊，隔一焊一，焊接牢固，以保證下放鋼筋籠時箍筋的移位。
鋼筋籠嚴格按照設計圖紙制作，各項指標符合設計和規(guī)范要求。安排專人對鋼筋骨架的綁扎和幾何尺寸進行核查。使用十字支撐對鋼筋籠進行適當的加固，以免出現變形在吊裝的過程中。用吊車將鋼筋籠吊入孔內，使用搭接焊在空口處進行連接，同時使上節(jié)與下節(jié)始終處于一條軸線上。
鋼筋籠加工允許偏差。
檢查項目 允許偏差（mm）
受力鋼筋間距 灌注樁 ±20
箍筋、橫向水平鋼筋、螺旋筋間距 0，-20
鋼筋骨架尺寸 長 ±10
寬、高或直徑 ±5
保護層厚度 ±10
聲測管采用螺紋套管連接，在施工運輸過程保證套管的清潔，連接時在套筒口涂抹潤滑油，保證連接順利以及水密性。
鋼筋骨架在下放時緩慢下放，注意防止碰撞孔壁，如遇到下放困難的情況，對照地層地質情況，分析原因后，排除阻力后再下入。鋼筋籠下放的深度滿足設計的要求以后，為防止在下放的過程中出現掉籠的不良情況，使用懸掛器將鋼筋籠與平臺或護筒牢固的連接起來。在安裝鋼筋籠的過程中，一定要做好對中工作，同時嚴格控制混凝土保護層的厚度確保其滿足設計的要求。 3.5 導管安裝
導管用φ300mm無縫鋼管制作，每節(jié)長2.0m～5.0m，配1～2節(jié)長0.5m～1.5m短管，絲扣連接。使用前對導管進行水密、承壓和接頭抗拉試驗，保證導管不漏水。導管安裝后，其底部距孔底留250mm～400mm的空間。
3.6 第二次清孔
雖然完成了第一次的清孔工作，但是在對導管和鋼筋籠進行安放的過程中，沉渣也會在孔底產生，因此導管和鋼筋籠就位以后，還需要利用導管完成第二次的清空工作。第二次清空的具體做法是在導管頂部安裝一個彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導管內，再從孔底沿著導管置換沉碴。第二次清孔的標準是，一定要確?？椎纳疃葷M足設計的要求，孔底泥漿密度控制在不大于1.15的范圍內，然后開始水下混凝土的灌注。
3.7 灌注水下混凝土
安裝導管時使其置放孔中、軸線順直、平穩(wěn)沉放，防止掛鋼筋籠和碰撞孔壁。導管上口設漏斗和儲料斗，下口距孔底約0.4m。
采用水下灌注混凝土。在漏斗底口設置橡皮球隔水設施，采用砍球法灌注首批混凝土，灌注開始后，一定要連續(xù)地灌注，杜絕中途停灌的現象。
導管提升時，要保持導管位置居中，嚴格控制導管的埋置深度，確保導管的埋置深度始終大于1m。在對導管進行拆除時，動作要跟的上，整個過程的時間要控制在15min內。樁頂灌注標高應比設計標高超灌0.5m。施工用的鋼護筒，在灌注結束后、混凝土初凝前拔出。
施工注意事項：灌注混凝土的過程中，若導管內含有一定量的空氣混凝土不滿時，灌入混凝土時一定要慢慢灌入，防止由于空氣的存在形成高壓氣囊，出現堵管事故。鉆機操作人員必須穿絕緣膠鞋，帶安全帽。灌樁過程中拆卸導管的長度應由孔內的混凝土面位置決定，在拆卸前測量混凝土面距護筒距離，在保證埋不小于2m的條件下計算需拆除的導管節(jié)數，防止因拆除導管時出現導管在水下混凝土中埋深不足的情況，減小樁基混凝土施工隱患。
4 結論
綜上所述，影響鉆孔樁基礎施工的因素有很多，施工人員在施工的過程，一定要針對經常出現的問題采取有效的措施，盡量減少類似的不良狀況的出現。同時施工的過程中做到層層把關嚴格控制，確保工程的質量。
參考文獻
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