3、鑽孔灌注樁施工方案

（

1

）裝置配置

考慮到場地條件及工期要求，

15#

與

16#

墩各安排

1

臺

GJD

－

1800

型迴旋鑽機和

2

臺

JK10

（

2200

）衝機同時進行施工，分別完成

15#

與

16#

墩樁基施工後再進行

14#

與

1

7#

墩的樁基施工。每臺樁機配備２臺３

PNL

泥漿泵（

1

臺作為備用），裝置用駁船運往現場浮吊裝卸。具體施工時，要考慮到減少兩臺鑽機施工時的相互影響，方便鑽機移位，兩相鄰孔不同時施工及保證剛澆注混凝土的樁的成樁質量。

（

2

）泥漿迴圈系統

本工程樁基礎施工部分使用優質膨潤土泥漿（用膨潤土、工業鹼、聚丙烯醯胺按適當的比例配製而成）護壁，以保證施工安全和質量。

施工過程中，泥槳

迴圈

主要在平臺上的樁基護筒之間進行，將鋼護筒頂用

40×60cm泥漿槽分割槽分片連通，泥漿迴圈採用正迴圈。為保證泥漿的儲備及便於多餘泥漿外運，每個墩配置一艘泥漿船。為保護環境嚴禁把泥漿及廢渣直接排入河道，應由泥漿船運往指定的棄土區排放。施工完成後，護筒內的泥漿由泥漿船清理運走至指定的地方排放。

泥漿迴圈系統詳見

圖3.5：水上鑽樁泥漿迴圈系統示意圖

。

樁孔中的泥漿指標將嚴格控制，好的泥漿不但有利於保證孔壁穩定，而且有利於懸浮起巖渣加快施工進度。在鑽進過程中定期每班檢測樁孔中泥漿的各項指標。在成孔後清孔時在孔底注入優質泥漿，以保證孔底乾淨。

淨泥漿效能指標如

表3.5：

表3.5：淨泥漿效能指標表

施工工程泥漿效能指標如

表3.6：

（

3

）成孔工藝

A

、造漿：正式鑽進前，往要施工的樁及迴圈用的護筒孔底供泥漿，換出原孔內清水。泥漿製備採用優質膨潤土，鑽進過程中，要根據不同的土層製備不同濃度的泥漿，使泥漿既起到護壁及清潔的作用，又不至於太濃而影響鑽（衝）進速度。

B

、鑽（衝）孔：鑽（衝）機就位後，進行樁位校核，複測縱、橫間距以及跨度，保證就位準確無誤，鑽進前尚應探明樁孔深度範圍是否有地下管線，探樁深度為

2-3

米。造漿完畢後低速開鑽，待整個鑽頭進入土層後進入正常鑽進。在護筒腳部位必須慢速鑽進。當迴旋鑽機鑽進至岩層面後移位改用衝機衝孔。整個成孔過程中分班連續作業，專人負責做好記錄並觀察孔內泥漿面和孔外水位情況，發現異常馬上採取措施。泥漿比重控制在

1。2

～

1。25

，粘度控制在

18

～

22s

。如果發現實際地質情況與設計提供的資料不符，則馬上通知監理工程師匯同設計部門協商解決。

C

、清孔：孔深達到設計標高後，對孔徑、深度、垂直度和孔底嵌巖情況進行全面檢查合格後，採用換漿法清孔。當孔底基本無沉渣，泥漿溝只排出濁水而無泥漿廢渣時，即可停止第一次清孔，移機準備鋼筋籠下放。

（

4

）鋼筋的製作及下放

A

、鋼筋籠製作：鋼筋籠在碼頭平臺上分節進行製作，採用加勁筋（間距

2m

）成型法。加勁筋點焊在主筋內側，製作時校正好加勁筋與主筋的垂直度，然後點焊牢固，布好螺旋筋並點焊於主筋上。按設計在主筋上沿圓周方向每

5

米均勻分佈焊接

4

個保護層耳環。焊接加工要確保主筋在搭接區斷面內接頭不大於

50%

；焊接採用雙面焊，焊縫長不小於

5D

（

D

為鋼筋直徑）。

B

、鋼筋籠安裝：加工好的鋼筋籠由駁船運往現場採用船吊下放就位。安裝時採用兩點起吊，以防止骨架變形；鋼筋籠豎直後，檢查其豎直度，進入孔口時扶正緩慢下放，嚴禁擺動碰撞孔壁。鋼筋籠邊下放邊拆除內撐。鋼筋籠的連線採用單面焊或長度不小於

35d

（

d

為主筋直徑）的搭接，並且保證各節鋼筋籠在同一豎直軸線上。鋼筋籠下到設計標高後，定位於孔中心，將主筋或其延伸鋼筋焊接在護筒上，以防骨架在澆注混凝土時上浮及移位。如果有要求，檢測管同時固定在鋼筋籠上下放，基上下兩端要用鋼板封牆，以免漏進泥漿。鋼筋籠下放完成後，馬上下放導管進行二次清孔，並做好水下混凝土灌注工作。

（

5

）水下混凝土灌注

A

、灌注前準備：當二次清孔的泥漿效能指標和沉渣厚度達到要求（泥漿相對密度為

1。05

～

1。2

，粘度為

17

～

20

，含砂率小於４％，孔底沉渣厚度小於

5

cm

），並經監理工程師檢查合格後，即可進行水下混凝土灌注。主橋樁基混凝土強度等級為Ｃ

25

，採用導管法灌注。導管採用內徑ф

200

mm

的剛性導管，在第一次使用前和使用一定時間後均按規範對其進行水密和承壓試驗、檢查，防止膠墊老化，以保證導管接頭良好、不漏氣。

B

、砼配合比基本要求

樁基礎砼標號為

C25

，考慮到水下砼澆築的各種因素，在進行砼配合比設計時要滿足以下要求：

坍落度：

18~22cm

； 坍落度降至

15cm

的最小時間：

2h

；

砼初凝時間：

≥

15h

； 最大粗骨料直徑：

30mm

；

同時砼應適合泵送要求。

砼採用泵送砼，用攪拌車運至鋼

棧橋邊用砼

泵送施工。砼澆築進度按

≥

30m

3

/h

控制，應滿足設計要求。

C

、導管

導管選用壁厚

9mm

，直徑

30cm

的無縫鋼管。導管在使用前和使用一個時期後，除應對其規格、外觀質量和拼縫構造進行認真地檢查外，還需做拼接、過球、承壓及水密性試驗。

導管分節加工，分節長段應便於拆裝和搬運，並小於提升裝置的提升高度，每節長度以

2~4m

，適當加工兩節

1

米為宜。

導管在開始澆築砼前離開孔底面

20~40cm

左右。

D

、灌注方法：樁基混凝土由拌和站統一供應，全部採用混凝土泵輸送到施工現場，利用棧橋佈設混凝土管道將混凝土輸送到要澆注砼的墩上。樁基混凝土中摻入緩凝型外加劑以確保初凝時間不少於

12

個小時，坍落度控制在

16

～

20

cm

。

灌注首方混凝土時，導管下口離孔底

20

～

40

cm

，砼集料漏斗要滿足首批砼需要量要求，保證首批砼灌注後導管埋深

1m

以上後。

如

圖3.6：首批砼的數量計算圖式

，首批砼需要量：

V

≥（π

d2h1+

π

D2Hc

）

/4

式中：

V

——首批砼所需數量，

m

3

；

h

1

——

gw

井孔砼面達到

H

c

時，導管內砼柱體平衡導管外泥漿壓力所需的高度，即

h1

≥

H

wgw /gc

，

m

；

H

c

——灌注首批砼時所需井孔內砼面至孔底的高度，

H

c

=

h2+h3

，

m

；

H

w

——井孔內砼面以上水或泥漿的深度，

m

；

d

——導管直徑，取

d

=0。30

m

；

D

——樁孔直徑（考慮

1。1

的擴孔係數），

m

；

gw

、

gc

——為水（或泥漿）、砼的容重，取

gw

=1。1KN/m3

，

gw

=2。4KN/m3

；

h

2

——導管初次埋置深度（

h

2

≥

1。0

m

），

m

；

h

3

——導管底端至鑽孔底間隙，約

0。4

m

，

m

；

由上式計算可知，對

Ф

180

cm

孔徑首批砼需要量為

4。1m

3

左右。提前按該要求加工一個

4。5m

3

的砼集料漏斗。

當吊灌內的混凝土滿足首批灌注後導管埋深

1m

以上後，立刻進行剪球，開始灌注。首批砼灌入孔底後，立即探測孔內砼面高度，計算導管埋置深度，確信符合要求後即可正常灌注。砼澆注過程應注意以下事項：（

a

）、灌注開始後，應緊湊連續進行，並注意觀察管內砼下降和孔內水位升降情況，及時測量孔內砼面高度，正確指揮導管的提升和拆除。導管在砼內埋深控制在

2m~6m

左右。混凝土灌注應連續進行，並保證在首批混凝土初凝前完成。（

b

）、砼澆築面上升到鋼筋骨架下端時，為防止鋼筋骨架被砼頂託上升，澆築速度適當放緩，而當砼進入鋼筋骨架

4~5m

以後，適當提升導管，減小導管在鋼筋骨架下的埋置深度。（

c

）、在砼灌注過程中，後續砼要沿導管壁徐徐灌入，以免在導管內形成高壓氣襄。另外，為保證樁基礎的密實，要定時抽插振動導管，達到振搗效果。（

d

）、為確保樁頂質量，砼澆築標高應比設計樁頂標高高出

1

m

，在澆築完成後清理走泥漿、沉渣、挖除多餘砼，但留出

80cm

左右在樁基礎達到強度後用風鎬鑿除至設計標高，以保證樁頂砼強度。

E

、砼澆築過程可能遇到的問題及其處理：

①、首批砼灌注失敗：用帶高壓射水的Ф

300

mm

吸泥機將已灌砼吸出，重新按要求澆築。

②、導管進水：如因導管埋深不足而進水，則將導管插入砼中，用小型潛水泵抽乾導管內的積水，再開始灌注；如因導管自身漏水或接頭不嚴而漏水，則應迅速更換已經拼接檢查好的備用導管，然後按前面做法處理；如上述兩種方法處理不能奏效，則應拆除灌注裝置，用帶高壓射水的Ф

300

mm

空氣吸泥機將已灌注砼吸出，清孔後再重新澆築砼。

③、卡管：初灌時隔水栓卡管，或因砼自身卡管，可用長杆衝搗導管內砼，用吊繩抖動導管，或在導管上安裝附著式振搗器使隔水栓下落。如仍不能下落，則將導管連同其內砼提出鑽孔，另下導管重新開灌。如因機械發生故障或因其它原因使砼在導管內停留時間過大，孔內首批砼已初凝，宜將導管撥出，用吸泥機將孔內表層砼和泥渣 吸出，重下新導管灌注。灌注結束後，此樁宜作斷樁予以補強。

④、埋管：若埋管事故已發生，初時可用鏈滑車、千斤頂試撥。如仍撥不出，已灌表層砼尚未初凝時，可加下一根導管，按導管漏水事故處理後繼續開灌砼。當灌注事故發生處距樁頂砼面小於

3m

時，可考慮終止灌注砼，待護筒內抽水後按施工縫處理，接長樁柱。

（

6）、樁基檢測

主橋所有樁基需預埋

3Ф50mm的鋼管，以備作超聲波檢測用。水下砼澆築結束至少15天后才能進行樁基檢測。檢測合格可立即進行下部結構施工。若檢測出樁基存在缺陷，視缺陷情況採取適當的處理辦法。一般若有樁身砼夾泥、斷樁、空洞、樁底沉渣等缺陷可以考慮在樁身用地質鑽機鑽孔、缺陷段高壓水切割、氣舉排渣、缺陷段注壓水泥漿的處理辦法。待處理結束、水泥漿達到設計強度後再次對樁基進行檢測。如此直到檢測合格為止。

3。2。1。2

、陸上樁基礎施工

仙村大橋南邊墩

A17#

墩位於十字上，共有四根直徑

1。8

米的樁基礎，均按陸上樁基礎的方法施工。陸上

樁基礎施工工藝流程見

圖3.7：陸上樁基礎施工工藝流程圖

施工前進行

場地清理：在現場確定清理、掘除、拆除的工作後，按施工規範和設計要求進行清理。

土及草皮在較乾硬的地主要用推土機、人工配合、裝載機剷除，自卸車運輸棄於指定棄土區。低窪潮溼的地方主要用挖掘機清除，機械無法清除的地方則用人工挖除。需要清除樹根的用挖掘機挖除，人工配合清理乾淨。

對於水塘及水溝等必須排幹水後（若水塘沒有被全部徵用，則在紅線範圍內圍堰排水），推土機或挖掘機清除淤泥成堆，再用挖掘機配合機械運至指定棄土區堆放。

場地清理完後用平地機將樁基施工範圍內的土地整平。

樁基採用的鋼護筒設計直徑根據橋樑施工規範要求，護筒直徑應比樁徑大

20~40

cm

，綜合考慮此處的施工條件，其鋼護筒直徑採用

Ф200cm。鋼護筒用10

mm

厚

A3鋼板卷制而成，委託專業廠家加工，用汽車運至工地。鋼護筒在下放前再次準確檢查直徑及其橢圓度，其直徑誤差不超過5

cm

，否則矯正或重新加工。

鋼護筒的沉放採用人工挖埋，施工前先測量定出樁位，再放出鋼護筒邊線，然後進行人工挖孔，達設計標高後放入鋼護筒、測量定位，鋼護筒與孔壁之間空隙回填粘土壓實，注意鋼護筒偏位不大於

5

cm

，垂直度誤差小於

0。5%。

圖3.7：陸上樁基礎施工工藝流程圖

施工過程中，泥槳迴圈採用在墩位附近磚砌泥漿池，泥漿池考慮各墩樁基共用，就近佈置，保證總容量在

30m

3

以上並配備儲漿池進行泥漿的儲存。泥漿迴圈採用正迴圈工藝，為保護環境嚴禁把泥漿及廢渣直接排入河道，由運輸車運往指定的棄土區排放。泥漿迴圈系統詳見

圖3.8：陸上鑽樁泥漿迴圈系統示意圖

。

樁基鋼筋籠用汽車吊起吊安裝，採用扁擔起吊，同時使用吊機主副鉤（或用兩臺吊車抬吊）先將鋼筋籠水平吊起，離開地面後再一邊起主鉤、一邊松副鉤，在空中將整節鋼筋籠吊至豎直，嚴禁單鉤吊住鋼筋籠一頭在地上拖曳升高來吊直鋼筋籠，以防止骨架變形；鋼筋籠豎直後，檢查其豎直度，進入孔口時扶正緩慢下放，嚴禁擺動碰撞孔壁。鋼筋籠邊下放邊拆除內撐。鋼筋籠的連線採用焊接或冷擠壓連線，保證各節鋼筋籠中心在同一豎直軸線上。鋼筋籠下到設計標高後，定位於孔中心，將主筋或其延伸鋼筋焊接在護筒上，以防骨架在澆築砼時上浮及移位。

其它鑽進成孔、砼灌注的施工工藝與水中樁基礎施工相同，參看前節

3。2。 1。1

水上樁基礎施工。