鄂東長(zhǎng)江大橋鉆孔灌注樁水下混凝土施工技術(shù)

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    鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進(jìn)行的，其施工過(guò)程無(wú)法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)收。施下中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。因此，要求嚴(yán)格按照J(rèn)TJ041--2000((公路橋涵施丁技術(shù)規(guī)范》的要求[1]，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理與控制，密切注意抓好施工過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，力爭(zhēng)將隱患消除在成樁之前。

    1.工程概況

    湖北鄂東長(zhǎng)江公路大橋位于長(zhǎng)江中游黃石市與鄂州市交界區(qū)域，是滬蓉國(guó)道主干線湖北省東段和國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中大慶到廣州公路湖北段的共用過(guò)江通道。鄂東長(zhǎng)江公路大橋主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土一鋼箱梁混合式主梁斜拉橋，主橋橋跨布置為：(3×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5)m雙塔雙索面混合梁斜拉橋，其中南索塔主6號(hào)墩位于長(zhǎng)江南岸外灘，樁基布置為4x7共28根奪2.5m鉆孔灌注樁,均按摩擦樁設(shè)計(jì)。樁聞中心距6.25m，樁長(zhǎng)76m，孔深達(dá)84m，每根樁需澆筑C35水下混凝土373m3。

    按照設(shè)計(jì)要求和鉆孔安全考慮，相鄰兩根樁不得同時(shí)成孔或灌注混凝土。相鄰孔灌注混凝土后，強(qiáng)度達(dá)到5MPa才能開(kāi)孔，以免擾動(dòng)孔壁，發(fā)生串孔、斷樁事故。故鉆孔施工順序如圖1所示。

    注：圓圈內(nèi)數(shù)字代表樁號(hào)，A、B、C、D、E、F分別代表每臺(tái)鉆機(jī)的各自鉆孔順序。 　　

    2.埋設(shè)超聲波檢測(cè)管

    鉆孔灌注樁施工是一項(xiàng)質(zhì)量要求高，須在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成多道工序的地下隱蔽工程，施丁程序如下：施工準(zhǔn)備——測(cè)量放線——鋼護(hù)筒制作、下沉——鉆機(jī)鉆孔——泥漿處理——首次清孔、換漿——提鉆移機(jī)——檢孔——制作、安放鋼筋籠——水下混凝土施工——樁基質(zhì)量檢測(cè)。

    為檢測(cè)鉆孔樁質(zhì)量，按設(shè)計(jì)要求主6號(hào)墩每根樁埋設(shè)4根超聲波檢測(cè)管。檢測(cè)管的安裝在鋼筋籠制作過(guò)程中同時(shí)同槽制作。與鋼筋籠用鋼筋箍連接。固定在鋼筋籠主筋上與鋼筋籠一同下放，接頭位置設(shè)在鋼筋各節(jié)接頭位置處，便于接長(zhǎng)時(shí)操作。檢測(cè)管采用加大一號(hào)的外接頭進(jìn)行接長(zhǎng)，接頭上口焊接接頭管，下節(jié)檢測(cè)管直接插人上節(jié)檢測(cè)管接頭管中，再將接頭管與下節(jié)檢測(cè)管接縫處焊接；接頭管長(zhǎng)15cm，焊接材料采用J422焊條。焊接時(shí)采用小電流施焊，防止管道燒穿。接頭管與管道的焊縫結(jié)實(shí)、可靠，且無(wú)夾渣、孔洞現(xiàn)象。檢測(cè)管在每一節(jié)焊接完后，管內(nèi)要灌水，由于主 6號(hào)墩孔深84m，如果所灌水含泥量有1%。則經(jīng)過(guò)一個(gè)多月沉淀，檢測(cè)管內(nèi)就有1m多的探頭下不到位，故施工時(shí)用來(lái)灌檢測(cè)管的水不能直接用江水(尤其汛期江水含泥量高)，要經(jīng)過(guò)凈化處理后才能用來(lái)灌檢測(cè)管，來(lái)達(dá)到預(yù)防探測(cè)管底部堵塞、超聲波檢測(cè)不到位的目的。檢測(cè)管施工時(shí)接頭焊接要牢固，不得漏漿，頂、底口封閉嚴(yán)實(shí)，檢測(cè)管與鋼筋籠連接可靠，確保聲測(cè)管根根能夠檢測(cè)到底。檢測(cè)管上下端用鋼板封堵。

    3.水下混凝土施工

    3.1導(dǎo)管下放

    (1)導(dǎo)管水密試驗(yàn)

    本工程水下混凝土灌注采用直升導(dǎo)管法[2]。導(dǎo)管采用φ273x8mm無(wú)縫鋼管制成，接頭為快速接頭。使用前必須做水密試驗(yàn)[1-3]。

    以主6號(hào)墩為例計(jì)算導(dǎo)管可能承受的最大內(nèi)壓力Pmax如式(1)：

     水密試驗(yàn)方法是把拼裝好的導(dǎo)管先灌滿(mǎn)水，兩端封閉，一端焊接出水管接頭。另一端焊接迸水管接頭，并與水泵出水管相接，啟動(dòng)水泵給導(dǎo)管注入壓力水，當(dāng)水泵的壓力表壓力達(dá)到導(dǎo)管須承受的計(jì)算壓力時(shí)，穩(wěn)壓10 min后接頭及接縫處不滲漏即為合格。

     (2)導(dǎo)管下放

    鋼筋籠下放定位完成后，及時(shí)下放混凝土澆筑導(dǎo)管。導(dǎo)管下放前檢奄每根導(dǎo)管是否干凈、暢通、有無(wú)小孔眼以及止水“O”型密封圈的完好性。導(dǎo)管接長(zhǎng)時(shí)采用兩根工字鋼加工而成的活動(dòng)卡盤(pán)固定，逐節(jié)吊裝接長(zhǎng)下放，導(dǎo)管底標(biāo)高要求控制在距樁底標(biāo)高以上40cm處。下放過(guò)程中注意垂直快速，并保持與孔位中心線一致。導(dǎo)管接長(zhǎng)中要檢查“O”型密封圄的完好性和涂抹黃油，保證導(dǎo)管密封性和拆除方便。