1 工程概況

廈漳高速公路漳州段擴建工程ZA4合同段為南港特大橋的一部分,主跨跨九龍江南港水域上部采用(85+150+85)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁,下部采用六棱形大體積混凝土承臺(1個半籃球場大),基礎(chǔ)采用16根直徑為2. 5 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。鉆孔灌注樁120號墩最長為92. 0 m、摩擦樁, 121號墩為嵌巖樁、樁長為74. 0 m,南港特大橋跨九龍江南港河段為感潮河段,潮流為往復(fù)式半日潮流,最大水深16. 0 m,設(shè)計最高通航水位4. 78 m,最低通航水位-2. 6 m,潮差最大為7. 38 m。鉆孔灌注樁施工采用搭設(shè)鋼棧橋及鉆孔平臺,埋設(shè)鋼護筒、沖擊鉆成孔的施工方法。

2 施工準備

1)進場后根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定高潮汐深水大直徑鉆孔灌注樁施工方案,在保證“三通一平”的條件下,各種材料進場。2)各種施工機械、設(shè)備進場,人員到位。

3 鉆孔平臺的設(shè)計與施工

3.1 鉆孔平臺的設(shè)計

鉆孔平臺采用管樁基礎(chǔ)、工字鋼橫梁、工字鋼(貝雷梁)分布梁、槽鋼面板。為保證下部橋梁施工能合理利用平臺,主跨鉆孔平臺采用的鋼管(鋼管樁徑80 cm,壁厚8 mm)跨徑控制在6 m以內(nèi)(以避開樁基護筒和鋼圍堰施工為原則),工字鋼為橫梁,Ⅰ25b型工字鋼為分配梁(間距50 cm)、面板為20 cm槽鋼(凈距5 cm)。

3.2 鉆孔平臺施工

鉆孔平臺鋼管樁采用50 t履帶吊沉樁,施工時履帶吊副鉤將鋼管先水平吊起,移動到適宜位置,調(diào)整鋼管樁使其豎直,再利用履帶吊主鉤吊起的振動錘上的液壓鉗將鋼管固定,并通過液壓鉗調(diào)整鋼管樁的豎直度,鋼管樁的平面位置通過全站儀或兩臺J2經(jīng)緯儀引導(dǎo)下進行定位,利用45 kW振動錘液壓夾具固定鋼管樁,起吊后放入導(dǎo)向架內(nèi),開啟振動錘進行插打鋼管樁,履帶吊必須保持鋼管樁垂直狀態(tài)下,在振動錘的激振力作用下振動下沉。當樁長度滿足設(shè)計長度且貫入量小于5 cm /min時,持荷5 min,鋼管樁無明顯下沉時方可停止振動。當?shù)谝还?jié)在場地上預(yù)制好鋼管樁長度不夠時,采用邊打邊接樁的方法使鋼管樁的長度滿足要求。在樁頂加焊(900×900)mm2,δ=10 mm鋼蓋板,鋼蓋板必須與周邊滿焊,并保證鋼蓋板水平。為確保鋼管樁穩(wěn)固,在鋼管之間用槽鋼焊接斜撐及平撐。鋼管樁頂鋼蓋板焊接完后,將工字鋼橫梁用吊車吊放至鋼管樁樁頂,橫梁根據(jù)設(shè)計平臺采用工字鋼或貝雷梁放在樁頂?shù)闹行奈恢谜{(diào)整水平與樁頂鋼蓋板焊接。鋼棧橋橫梁安裝完畢后安裝縱橫梁,縱橫梁相交部位采用焊接或栓接。在鉆孔平臺位置,靠近鋼護筒側(cè)工字鋼縱、橫梁嚴格按設(shè)計位置安放,防止侵入鋼護筒凈空。鋪設(shè)橋面板及護欄,并利用護欄設(shè)置夜間反光紙,引導(dǎo)和提示船只通行,保證施工安全。

4 鋼護筒的埋置

鋼護筒的制作安裝符合要求是高潮汐深水鉆孔樁基施工的重要環(huán)節(jié),如何進行高潮汐深水鉆孔護筒的制作和安裝將直接關(guān)系到能否在最短的時間內(nèi)成孔,也是成孔的主要技術(shù)難題。

4.1 鋼護筒的選材及制作

護筒的選材與鉆孔樁的直徑、水深、水流、地質(zhì)條件有很大關(guān)系。根據(jù)現(xiàn)場采用壁厚14 mm、長9 100 mm、寬1 800 mm的鋼板卷制成直徑為2. 9 m鋼護筒?，F(xiàn)場卷制成1. 8 m一節(jié),將其焊接牢固并不漏水。

4.2 鋼護筒埋設(shè)前導(dǎo)向架的制作及安裝

為了保證高潮汐深水樁鋼護筒的埋設(shè)符合要求必須設(shè)置導(dǎo)向架。導(dǎo)向架的設(shè)置采用25b工字鋼做成雙層井字架形成一個簡易的導(dǎo)向架。

4.3 鋼護筒的安裝

在導(dǎo)向架安裝完成后,復(fù)核樁位中心,確定樁中心與導(dǎo)向架中心在同一位置后進行鋼護筒的安裝。第一節(jié)安裝時高出鉆孔平臺80 cm~100 cm,用工字鋼焊兩個支撐點固定在鉆孔平臺的工字鋼上,再起吊下節(jié)進行安裝,為了使對接吻合,在對接時應(yīng)四周轉(zhuǎn)動,尋找最佳位置。當鋼護筒對接長度滿足平臺至河床高度要求后,在平潮時將護筒落至河床,檢查護筒的平面位置和垂直度,保證鋼護筒準確就位。利用振動力為900 kN的振動錘通過液壓鉗將鋼護筒緊緊固定,振動錘通過液壓鉗直接將力傳遞給鋼護筒。

5 鉆孔樁施工

5.1 鉆機就位

鉆機就位時應(yīng)調(diào)整鋼絲繩與樁中心重合,鉆機的底座和頂端必須平整、穩(wěn)定,確保在施工中不發(fā)生傾斜、晃動,并將鉆機用鋼筋焊在鉆孔平臺上。

5.2 高潮汐深水鉆孔樁造漿

造漿材料選用塑性指數(shù)大于25,粒徑小于0. 005 mm,顆粒含量多于總量50%的本地紅粘土,開孔前用車拉紅土倒入孔內(nèi)(數(shù)量根據(jù)空孔部分的體積確定,摻量為空孔體積的0. 4倍),經(jīng)過24 h充分浸泡后,用鉆錘在孔內(nèi)充分攪拌均勻后進尺。鉆孔過程中派專人進行水頭觀測,對可能出現(xiàn)的穿孔現(xiàn)象進行預(yù)防;鉆進出護筒1. 5 m~2. 0 m左右投入適量的水泥,用鉆錘沖擊均勻后,每隔半小時左右上下往復(fù)提升一次錘, 24 h后即可正常鉆進,目的是防止護筒底腳穿孔。

5.3 鉆孔

樁基采用10 t沖擊鉆機進行鉆孔,在鉆孔過程中,應(yīng)經(jīng)常檢測泥漿的各項指標,控制護筒內(nèi)水頭,確?？變?nèi)外壓力差在(0. 02±0. 01)MPa之間,以防穿孔。及時測量孔深,檢查施工原始記錄,注意地質(zhì)變化,在地質(zhì)變化處撈渣取樣,判明后進行記錄,并繪制地質(zhì)柱狀圖,與設(shè)計進行比較。鉆孔深度達到設(shè)計孔深,地質(zhì)滿足要求后,采用檢孔器對孔深、孔徑和豎直度進行檢查,符合規(guī)范要求后成孔。

5.4 清孔

水中大直徑鉆孔樁清孔質(zhì)量好壞直接關(guān)系到樁基的質(zhì)量,為保證泥漿的比重和泥漿各項指標滿足要求,采用ZX-100B泥漿凈化器進行清孔。確?？變?nèi)排出的泥漿手摸無2 mm~3 mm顆粒,泥漿比重不大于1. 1,含砂率小于2%,粘度17 s~20 s。同時保證水下混凝土灌注前孔底沉碴厚度:嵌巖樁不大于3 cm、摩擦樁不大于10 cm。嚴禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

5.5 鋼筋籠安裝

由于鋼筋籠為雙層鋼筋籠、質(zhì)量大,為防吊裝時變形,在吊裝端用Φ32鋼筋制作“內(nèi)三角”撐焊在加強筋上,在下沉鋼筋籠時切除。同時為保證鋼筋籠吊裝過程中鋼筋加勁筋能滿足承重要求,在加勁筋兩側(cè)加焊一定長度的短鋼筋頭,將加勁筋卡住,隨著鋼筋籠的節(jié)數(shù)和重量的加大,將短鋼筋頭長度和根數(shù)增加,設(shè)置雙層加勁筋。鋼筋籠安裝時先用80 t汽車吊起吊第一節(jié)鋼筋籠,對準孔位中心后下放,四周工人扶住以防偏位,在鋼筋籠下設(shè)到事先安設(shè)好的掛鉤位置,人工配合將掛鉤掛到鋼筋籠設(shè)置的吊點位置固定,起吊下一鋼筋籠,對準后進行鋼筋籠主筋連接和箍筋綁扎。隨著最后一節(jié)鋼筋籠連接完成后,用吊車緩緩將整個鋼筋籠吊起慢慢放入孔內(nèi),下到設(shè)計標高后設(shè)置吊筋將整個鋼筋籠吊在鉆孔平臺上。吊筋采用2點吊,吊筋為Φ28 mm圓鋼與主筋焊接,每根焊接長度不小于40 cm。將吊筋上設(shè)置的吊環(huán)掛在鉆孔平臺上設(shè)置的掛鉤上,鋼筋籠在四個方向用鋼筋頭上焊成三角形保護層,厚度為鋼護筒內(nèi)徑到鋼筋籠外徑的距離,確保鋼筋籠處于孔樁中心。

5.6 混凝土灌注

為保證灌注的質(zhì)量,首先對混凝土配合比進行優(yōu)化設(shè)計?？紤]混凝土受海洋環(huán)境影響,混凝土水泥用量相對陸地上要大,同時為保證水泥混凝土的流動性和初凝時間,在混凝土內(nèi)加入適量的粉煤灰和外加劑,確保混凝土初凝時間在10 h以上,坍落度控制在18 cm~22 cm?；炷劣苫炷吝\輸車通過棧橋運送到需要施工的孔位?？紤]直徑2. 5 m的鉆孔樁首次灌注混凝土量大,初灌時采用料斗容量為10 m3,由四個支腿支撐在鉆孔平臺上,將整個料斗放滿料后再拔球,保證首盤灌注導(dǎo)管埋深不小于1. 0 m。大直徑鉆孔樁采用直徑為35 cm的導(dǎo)管,整個灌注過程保證導(dǎo)管底埋入混凝土的深度在2 m~6 m,應(yīng)連續(xù)作業(yè),并做好灌注記錄,同時控制好混凝土攪拌時間,對混凝土的流動性、坍落度等指標進行檢測,保證樁基混凝土質(zhì)量。為保證樁頭質(zhì)量,樁頭超灌1 m以上。待混凝土還未初凝時開始挖除多余的混凝土, 12 d后進行樁的完整性檢測。

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