沖擊成孔混凝土灌注樁施工技術(shù)在橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用，這種方法可以有效保證工程的質(zhì)量與進(jìn)度，大大降低了工程成本，值得在橋梁項(xiàng)目建設(shè)中推廣，本文就針對這種施工技術(shù)進(jìn)行分析與探討。

　　《橋梁建設(shè)》現(xiàn)由中國鐵路工程總公司主管，中鐵大橋局集團(tuán)有限公司主辦，中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司出版。《橋梁建設(shè)》主要報(bào)道和交流我國橋梁工作者在科技、設(shè)計(jì)、施工等方面的實(shí)踐成果和理論探討，重點(diǎn)突出橋梁工程領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)計(jì)、新設(shè)備、新材料及最新科研成果，為讀者提供相關(guān)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)信息。

　　本文通過國外某公路項(xiàng)目橋梁施工的具體實(shí)踐，介紹了沖擊成孔混凝土灌注樁施工技術(shù)，該施工技術(shù)充分利用當(dāng)?shù)卦O(shè)備資源，借鑒當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)，操作簡單，方法可靠，保證了施工質(zhì)量和安全，從而降低施工成本。

　　1.概述

　　國外某高等級公路項(xiàng)目橋梁基礎(chǔ)均為混凝土樁基礎(chǔ)，混凝土樁徑φ1000mm，由于各橋梁所處位置不同，基礎(chǔ)樁長短不等，最長樁長為27m，最短樁長為18m。9座橋梁基礎(chǔ)樁總數(shù)為240根，總長5584.80m。

　　橋梁施工區(qū)地層主要為砂土層，地表土為均質(zhì)灰色沉積粉沙土，部分帶有黑色淤泥夾層，地表以下為均質(zhì)淺黃色粘性粉砂土，沒發(fā)現(xiàn)孤石和砂礫石層，且地下水位高。

　　2.沖擊成孔灌注樁施工工藝

　　2.1 施工布置

　　2.1.1施工道路及施工平臺

　　由于新收道路工程為某國現(xiàn)有N1國道的擴(kuò)建，新修道路位于N1國道右側(cè)并與N1國道緊鄰，灌注樁施工交通利用現(xiàn)有N1國道，交通較為方便。

　　灌注樁施工平臺主要為鉆機(jī)塔架提供操作平臺。根據(jù)業(yè)主提供的橋梁施工圖，左右岸邊墩基礎(chǔ)位于河岸兩側(cè)邊坡上，為便于架設(shè)鉆機(jī)塔架，需對河兩岸基礎(chǔ)部位進(jìn)行拓寬和平整，以形成鉆架施工平臺。

　　2.1.2圍堰施工

　　為保證橋梁中墩基礎(chǔ)樁施工在旱地作業(yè)，必須在擬施工的中墩上下游修建圍堰。本工程圍堰設(shè)計(jì)為土袋填土圍堰，迎水面圍堰坡比為1:0.5~1:1.0，背水面圍堰坡比為1:0.2~1:0.5，背水面坡腳距結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)面不少于1.0m，圍堰頂寬為1.0~2.0m，圍堰頂部超過施工當(dāng)月最高水位0.5m。圍堰的布置根據(jù)小河的水流情況、河道寬度及基礎(chǔ)樁分期施工情況而定。

　　2.1.3施工供水和供電

　　施工供水，主要是提供鉆孔護(hù)壁和灌注樁混凝土澆注施工用水。通過檢測，河道內(nèi)的水能滿足施工要求，施工用水用水泵直接從河道中取水即可。

　　施工供電，主要為水泵和照明提供施工用電。在施工現(xiàn)場布置一臺小型發(fā)電機(jī)，即可滿足施工供電要求。

　　2.1.4泥漿池及排水和排污

　　在灌注樁施工區(qū)附近，修建泥漿池，以生產(chǎn)樁孔護(hù)壁用泥漿。

　　在灌注樁施工區(qū)附近低洼處，修建污水沉淀池，施工廢水和污水經(jīng)沉淀處理合格之后，排放到附近小河中。

　　2.1.5鉆孔及混凝土澆筑塔架

　　基礎(chǔ)樁施工塔架主要包括一個(gè)由3根長約15~18m直徑φ200mm鋼管組成的三角架、固位鋼桁架、帶剎車把柄的卷揚(yáng)機(jī)(由電機(jī)帶動(dòng))、塔頂滑輪、吊鉤和鋼絲繩組成。吊鉤吊2噸重的鉆具可以造孔，吊鉤吊φ200mm導(dǎo)管可進(jìn)行水下混凝土澆筑。施工塔架可用吊車聳立，也可用人工豎立，施工較為方便，施工塔架是灌注樁施工的主要設(shè)備之一。

　　2.2 施工工藝

　　2.2.1灌注樁施工工藝流程如下圖1。

　　2.2.2成孔原理分析

　　灌注樁鉆具由一根5m長的鉆桿和一個(gè)1m高的擴(kuò)大鉆頭組成，擴(kuò)大鉆頭直徑為灌注樁孔徑，灌注樁鉆具重約2.5T。鉆具系于施工塔架的吊鉤上，由卷揚(yáng)機(jī)牽引，作垂直往返運(yùn)動(dòng)。2.5T重的鉆具吊至一定高度(一般為3m)后，松開卷揚(yáng)機(jī)控制桿，鉆具做自由落體運(yùn)動(dòng)，鉆頭對打樁區(qū)域土層做沖擊性切割，再由卷揚(yáng)機(jī)慢慢起吊鉆具，孔內(nèi)一部分土由鉆頭帶出，孔壁由于鉆頭的剪切力而得到加固。當(dāng)孔鉆至一定深度后，更換帶進(jìn)水孔的起吊頭(該部分與鉆具最上部螺紋連接)，進(jìn)水孔與水泵及管路連接，泥漿池中的洗液(由膨潤土、水、粘土等組成，也有護(hù)壁作用)通過水泵、水管、起吊頭進(jìn)水孔、起吊頭、鉆桿、鉆頭，再進(jìn)入孔內(nèi)進(jìn)行孔內(nèi)沖洗，孔內(nèi)松土體遇水溶化，并從孔口流出至孔外。這樣，循環(huán)往復(fù)完成一個(gè)孔的鉆孔。

　　2.2.3施工要點(diǎn)

　　(1)造孔

　　l 造孔前，要進(jìn)行場地開挖和平整，地平面開挖至承臺底部。

　　l 調(diào)整三角支架，使鉆頭中心與基礎(chǔ)樁中心重合。

　　l 在灌注樁頂部預(yù)埋薄鋼板制成的定位鋼筒，該鐵筒長不少于3.0m。

　　l 孔內(nèi)洗液要高于施工部位地下水平面1.5m，洗液由膨潤土等材料按一定比例制成。

　　(2)洗孔

　　l 鉆孔到設(shè)計(jì)深度后，要進(jìn)行洗孔。

　　l 在進(jìn)行洗孔時(shí)，洗液顏色不發(fā)生變化，再持續(xù)洗孔40min之后，洗孔完畢。

　　(3)下放鋼筋籠

　　l 下放鋼筋籠之前，要再次測量鉆孔深度。

　　l 要嚴(yán)格按基礎(chǔ)樁施工圖要求，加工制作鋼筋籠，在進(jìn)行鋼筋籠安裝時(shí)，要確保鋼筋籠保護(hù)層厚度。

　　l 鋼筋籠吊裝時(shí)，前一個(gè)鋼筋籠頂部固定在孔口定位薄壁鋼筒上，后一個(gè)鋼筋籠由塔架吊裝，與前一個(gè)鋼筋籠進(jìn)行焊接或搭接。這樣，依次安裝所有鋼筋籠。

　　(4)混凝土澆注

　　l 鋼筋籠就位，并經(jīng)檢查合格后，進(jìn)行基礎(chǔ)樁身混凝土澆筑。

　　l 混凝土澆注前，進(jìn)行導(dǎo)管分節(jié)安裝，第一節(jié)導(dǎo)管底部安裝混凝土塞子，保證導(dǎo)管下至孔底后，孔內(nèi)液體不能進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)。

　　l 用于灌注樁澆注的混凝土必須按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行拌和，用于混凝土拌制的材料(如碎石、砂和水等)必須滿足AASHTO規(guī)范要求。

　　l 當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土達(dá)到一定的量之后，輕輕地將導(dǎo)管提升5~10cm，導(dǎo)管底部塞子脫落，導(dǎo)管內(nèi)混凝土進(jìn)入灌注樁孔底部。在混凝土澆注過程中，通過計(jì)算和測量，確定導(dǎo)管的提升速度，以避免灌注樁孔內(nèi)護(hù)壁泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)。

　　l 隨著灌注樁孔內(nèi)混凝土面的升高，導(dǎo)管被分節(jié)拆除，孔內(nèi)護(hù)壁泥漿從孔口排出。直至樁孔內(nèi)混凝土上升至樁的頂部，孔內(nèi)護(hù)壁泥漿全部從孔口排出，所有導(dǎo)管被拆除。這時(shí)基礎(chǔ)樁身混凝土澆注完成。

　　2.3施工質(zhì)量控制措施

　　在混凝土灌注樁施工過程中，必須采取以下質(zhì)量保證措施。

　　2.3.1基礎(chǔ)樁施工區(qū)域場地平整后，要仔細(xì)對樁孔位進(jìn)行測量放樣，保證測量精度，以避免因測量不準(zhǔn)確，而重新進(jìn)行樁基施工。

　　2.3.2護(hù)壁沖洗漿液要嚴(yán)格按配合比進(jìn)行配制，嚴(yán)禁使用不合格漿液，以避免因使用不合格漿液而產(chǎn)生塌孔現(xiàn)場發(fā)生。

　　2.3.3要保證鋼筋籠的保護(hù)層厚度和鋼筋的搭接長度。

　　2.3.4在進(jìn)行基礎(chǔ)樁身混凝土澆注時(shí)，要嚴(yán)格控制導(dǎo)管的提升速度，以避免灌注樁孔內(nèi)護(hù)壁泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，而影響樁身混凝土的澆注質(zhì)量。

　　2.3.5要嚴(yán)格按混凝土配合比進(jìn)行混凝土拌制，確保混凝土的塌落度，以避免混凝土堵管現(xiàn)場發(fā)生。

　　3. 結(jié)論

　　國外某高等級公路項(xiàng)目橋梁施工是本工程施工的難點(diǎn)，橋梁基礎(chǔ)灌注樁又是橋梁施工的重要內(nèi)容之一，它是橋梁施工進(jìn)度的關(guān)鍵點(diǎn)。項(xiàng)目部從具體的施工條件出發(fā)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，充分借鑒當(dāng)?shù)氐氖┕そ?jīng)驗(yàn)和利用當(dāng)?shù)刭Y源，采用沖擊成孔灌注樁施工技術(shù)，在2012年9月底圓滿完成所有240根灌注樁施工，保證了工程質(zhì)量，降低了施工成本。

　　3.1采用鉆具自重沖擊成孔工藝，設(shè)備操作簡單，技術(shù)含量低，工人勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高。

　　3.2選用低廉的樁基礎(chǔ)施工塔架，機(jī)械臺班費(fèi)低，大大降低了施工成本。

　　3.3采用導(dǎo)管法水下混凝土澆注工藝，施工工藝成熟，施工難度不大，把握混凝土澆注的各個(gè)環(huán)節(jié)，保證了混凝土澆注質(zhì)量。

　　3.4所有以上施工工藝都是根據(jù)孟加拉當(dāng)?shù)氐木唧w情況而采用的施工工藝，本施工工藝經(jīng)常為當(dāng)?shù)厝怂�使用，施工工藝簡單，容易掌握，大大降低了工藝使用風(fēng)險(xiǎn)，也就提高了工藝使用的安全性，從而保證施工安全。

　　參考文獻(xiàn)

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