劍江特大橋大口徑超深鉆孔灌注樁施工

Word版本，下載可自由編輯劍江特大橋大口徑超深鉆孔灌注樁施工一、概述

1.地形、地貌

本項(xiàng)目地處貴州省黔南布依族苗族自治州,為云貴高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶,地勢(shì)總體西高東低,溝壑縱橫,山勢(shì)陡峻,高差較大,雞爪地形密布,峽谷深切,河道彎曲。山岳和谷地多呈南北向羅列,與路線走向總體斜交。地貌以低山為主,次為丘陵。地貌類型為溶蝕、侵蝕地貌,屬淺、中等至深切割丘陵及中低山區(qū)。進(jìn)一步劃分為中低山區(qū)、丘陵區(qū)和河谷區(qū)三個(gè)次級(jí)地貌單元。

2.氣候

都勻?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)溫濕氣候區(qū),夏長冬短,四季分明,夏無酷暑,冬無寒冷。

路線所跨河流的洪水成因主要為暴雨,系雨源型河流。區(qū)域內(nèi)降雨量充足,河流洪水薄漲暴落,洪峰歷時(shí)短,來勢(shì)猛,漲落快速,洪枯水位變幅大。夏秋兩季易形成洪水、滑坡、崩坍等自然災(zāi)難。

年平均氣溫15.9℃,極端最高氣溫34.4℃,極端最低氣溫-7.9℃。年均無霜期294天,年均冰凍期7天。年均降水1448.1毫米,多集中在5~8月。

3.水文

劍江發(fā)育于都勻市區(qū)西北22公里處的斗篷山,橋位處控制集水面積482平方公里。該河在橋位處呈寬淺的“U”型,河道順直,有常流水,三百年一遇設(shè)計(jì)流量2618m3/s。

路線設(shè)線較高,橋梁不受洪水位控制。

4.大橋基本狀況

劍江特大橋位于都勻市小圍寨,為路線跨越劍江的一座特大橋。橋址屬劍江侵蝕積累地貌區(qū)。河谷橫斷面呈開闊“U”型,谷坡較緩延續(xù)發(fā)育變階地,階面相對(duì)較寬。小圍寨溝底寬250-300米。橋梁起點(diǎn)樁號(hào)為K202+545.5,盡頭樁號(hào)為K203+488.00。橋梁全長942.5米,最大橋高98米,主橋最大墩高82米。主橋上部結(jié)構(gòu)為(105+200+105)米預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)剛構(gòu),下部主墩為雙薄壁空心墩、分隔墩為單薄壁空心墩,樁基礎(chǔ);引橋上部結(jié)構(gòu)為(5×40+8×40)米預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后延續(xù)T型梁,下部結(jié)構(gòu)為空心墩及柱式墩、樁基礎(chǔ)。橋臺(tái)為重力式及柱式臺(tái)、擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)。主橋6、7號(hào)橋墩采納雙薄壁空心墩,橫橋向?qū)?米,順橋向厚3.5米。分隔墩采納單薄壁空心墩。主橋橋墩均采納直徑2米的鉆孔灌注樁基礎(chǔ),其中6#墩設(shè)計(jì)樁長為54米、7#墩為65米。

二、工程地質(zhì)

按照工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆探資料,橋址區(qū)地基土主要由第四系全新統(tǒng)沖洪積的卵石土、亞粘土、殘坡積的亞粘土及二疊系的灰?guī)r、砂巖及頁巖組成。按巖土的成因時(shí)代、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及地基土的工程性能等對(duì)橋址區(qū)地基土舉行工程分層,將橋址區(qū)地基土共分為17個(gè)工程地質(zhì)層,詳見橋位工程地質(zhì)縱斷面圖。

三、施工計(jì)劃優(yōu)化和實(shí)施

1.挑選設(shè)備和成孔工藝按照地層狀況和鉆孔深度選配鄭州QJ-250型鉆機(jī)(扭矩120kN.m),選用防斜梳齒鉆頭,并實(shí)行措施增強(qiáng)鉆頭的穩(wěn)定性、剛度和耐磨性能,提升鉆進(jìn)效率。采納雙壁大通徑高強(qiáng)度抗扭氣舉鉆桿,φ273mm,每節(jié)鉆桿設(shè)2個(gè)剪力銷。按照地質(zhì)條件和鉆具性能,確定配重塊分量為10t。

2.泥漿配制計(jì)劃(1)泥漿用水的選用為保證工程順當(dāng)舉行,制定了直接抽取平臺(tái)位置地下承壓水、并與淡水勾兌成氯離子含量小于1100mg/L的泥漿用水的計(jì)劃。(2)泥漿配置在鋼護(hù)筒內(nèi)自然造漿,出護(hù)筒后按照泥漿性能在砂質(zhì)粘土層或粉細(xì)砂層中通過反循環(huán)人工造漿,同時(shí)加入純堿對(duì)膨潤土舉行鈉化改良。純堿具有充分分解膨潤土,增強(qiáng)PH值、提供成孔所需的堿性環(huán)境、有效削減沉淀速度和沉渣厚度的作用。按照閱歷和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在本工程中添加優(yōu)質(zhì)純堿量為膨潤土量的1.8～4%左右較為合適,摻量較常規(guī)泥漿高。鉆進(jìn)過程中,泥漿比重控制在1.10～1.25,使泥漿具有一定的液柱壓力,以達(dá)到平衡孔壁外圍地層壓力、穩(wěn)定孔壁、滿足反循環(huán)施工工藝的要求;粘度控制在18～25s,以滿足鉆進(jìn)護(hù)壁和二次清孔的要求;PH值維持在8～9左右,使泥漿處于堿性狀態(tài),提升粘土的簇?fù)矶取?3)泥漿循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)因?yàn)槭┕て脚_(tái)場(chǎng)地狹小,無法布置較長的多級(jí)沉淀池,故采納粗顆粒砂沉淀桶和旋流除渣器彌補(bǔ)循環(huán)系統(tǒng)的不足。粗顆粒沉淀桶上設(shè)計(jì)4mm間隙的篩網(wǎng),將大于4mm的渣粒從泥漿中徹低分別;過濾后的泥漿再利用旋流除渣器舉行懸流處理,將5mm以下的砂礫分別出來。利用沉淀桶和旋流除渣器后的泥漿比重可以降至1.15以下,砂率減低至2～3%左右。

3.鋼筋籠制作安裝工藝

(1)主筋銜接工藝。主筋銜接形式有3種:焊接、擠壓套筒銜接和直螺紋銜接,實(shí)行直螺紋銜接工藝。

(2)卡板臺(tái)座生產(chǎn)工藝。鋼筋籠在自重作用下可產(chǎn)生較大的變形,給鋼筋籠制作帶來很大的困難,而且直螺紋銜接工藝對(duì)主筋間距和位置要求極為嚴(yán)格,為此,本工程特地設(shè)計(jì)卡板臺(tái)座加工和堆放鋼筋籠,有效消退鋼筋籠的自重變形,同時(shí)有效控制主筋間距和位置,保證制作質(zhì)量。臺(tái)座總長度36m,卡板按照加強(qiáng)筋間距每2m鋪設(shè)一道,用經(jīng)緯儀布設(shè),保證兩節(jié)鋼筋籠能在臺(tái)座上對(duì)接預(yù)拼裝?？ò迳习凑罩鹘钪睆胶烷g距布設(shè)限位以固定主筋,隨后安裝加強(qiáng)筋,最后安裝其余主筋和螺旋筋。

(3)預(yù)拼裝技術(shù)。為克服直螺紋銜接工藝對(duì)主筋長度偏差和平面偏差的特別要求,保證孔口對(duì)接順當(dāng),故在鋼筋籠制作時(shí)實(shí)行預(yù)拼裝技術(shù)。當(dāng)?shù)谝还?jié)24m鋼筋籠制作完成后,直接將下節(jié)籠的上半節(jié)12m鋼筋籠舉行預(yù)拼裝對(duì)接,該12m鋼筋籠所有制作完成后再解除直螺紋銜接;隨后將第一節(jié)鋼筋籠吊走,并將12m鋼筋籠吊至臺(tái)座端部完成其次節(jié)鋼筋籠的制作。解除預(yù)拼裝前在每節(jié)鋼筋籠上標(biāo)出一根對(duì)位鋼筋,確?？卓谥鹘钅茼槷?dāng)對(duì)接。

(4)固定架輔助孔口安裝。鋼筋籠采納三點(diǎn)吊,吊裝設(shè)備為兩臺(tái)履帶吊雙機(jī)抬吊。因?yàn)榈踯囄⒄{(diào)能力差,上下節(jié)鋼筋籠無法順當(dāng)實(shí)現(xiàn)精確?????對(duì)接,給施工帶來較大困難。為此特地設(shè)計(jì)鋼筋籠固定架予以克服。鋼筋籠固定架上勻稱掛設(shè)4個(gè)20t手拉葫蘆,用以懸掛已完成下放的鋼筋籠。用手拉葫蘆微調(diào)下節(jié)鋼筋籠,使其與吊機(jī)吊住的上節(jié)鋼筋籠的全部主筋徹低對(duì)中。

4.樁端后注漿工藝及承載力測(cè)試

壓漿管道直接通過樁基超聲波檢測(cè)管,砼澆筑完畢后先用高壓水舉行劈樁,將壓漿孔以下的樁端砼壓破,形成大量的壓漿通道。

壓漿分兩次循環(huán)舉行。第一次壓漿使?jié){液順壓漿通道向外蔓延,在外圍形成漿―土結(jié)合體,將樁端包圍;其次次壓漿則直接對(duì)樁底和四面的砼―沉渣混合體舉行加固,并與砼塊體互相結(jié)合形成較為致密的結(jié)構(gòu),以提升樁端極限摩阻力。另外,因?yàn)闃渡砼c地層之間的泥漿護(hù)壁層強(qiáng)度較弱,強(qiáng)大的水泥漿壓力可以利用劈樁產(chǎn)生的通道順護(hù)壁層上溯,對(duì)樁底以上一定范圍的樁側(cè)舉行加固,達(dá)到提升樁側(cè)極限摩阻力的目的。試樁采納靜載實(shí)驗(yàn)法――樁承載力自平衡測(cè)試(OTSBURG)辦法。在荷載箱內(nèi)布置大噸位千斤頂,按照計(jì)算將荷載箱放在樁身指定位置,利用測(cè)試直觀地反映荷載箱上下兩段各自的承載力。將荷載箱上段樁的側(cè)摩阻力經(jīng)處理后與下段樁端阻力相加,即為樁極限承載力。

四、試樁施工勝利實(shí)踐

1.泥漿性能控制

泥漿采納高效鈉基堿性膨潤土,純堿摻量為5%左右,采納淡水配置。鉆進(jìn)過程中,泥漿比重控制在1.10~1.25,粘度控制在19~25秒,PH值維持在8~9左右。經(jīng)施工實(shí)踐證實(shí),泥漿性能滿足鉆進(jìn)要求,能保證鉆孔和成孔后的孔位平安。

2.防止孔斜措施

鉆機(jī)就位時(shí),應(yīng)嚴(yán)格保證鉆塔天車、轉(zhuǎn)盤中心、樁孔中心三者在同一鉛垂線上。為防止因地層軟硬不均浮現(xiàn)的孔斜事故,鉆進(jìn)過程中,在配備足夠鉆頭配重壓力的同時(shí),采納“減壓鉆進(jìn)”以保證鉆孔垂直精度。

3.鋼筋籠制作安裝工藝

本工程鋼筋要求采納套筒擠壓銜接,鋼筋籠制作時(shí)應(yīng)首先確保主筋長度和間距統(tǒng)一、接頭斷面嚴(yán)格全都并與鋼筋籠身垂直。應(yīng)制作時(shí)事先擠壓數(shù)根定位主筋固定上下兩節(jié)鋼筋籠,其余主筋應(yīng)在孔口對(duì)接勝利后銜接,鋼筋籠應(yīng)通過手拉葫蘆舉行微調(diào)對(duì)接。

五、施工方面的一些勝利閱歷

1.水下灌注砼的性能參數(shù)

(1)砼初凝時(shí)光

普通砼初凝時(shí)光僅3～5小時(shí),只能滿足淺孔小樁徑灌注要求,而深樁灌注時(shí)光約為5～7小時(shí),因此應(yīng)加緩凝劑,使砼初凝時(shí)光大于8小時(shí)。

(2)砼攪拌辦法和攪拌時(shí)光

為使砼具有良好的保水性和流淌性,應(yīng)按規(guī)定的協(xié)作比將水泥、石子、砂子倒入料斗后,先開動(dòng)攪拌機(jī)并加入30%的水,然后與拌合料一起勻稱加入60%的水,最后再加入10%的水(如砂、石含水率較大時(shí),可適當(dāng)控制此部分水量),最后加水到出料時(shí)光控制在60～90秒內(nèi)

(3)坍落度挑選

坍落度應(yīng)控制在200±20毫米之間,砼灌注距樁頂約5米處時(shí),坍落度控制在160～170毫米,以確保樁頂浮漿不過高。

2.砼灌注操作技術(shù)

(1)首批砼灌注

應(yīng)加大設(shè)備的起重能力,以便快速向漏斗加砼,然后再稍拉導(dǎo)管,若起重能力不足,則應(yīng)用卷揚(yáng)機(jī)拉緊漏斗晃動(dòng)