外海碼頭接岸工程大直徑灌注樁施工工藝
發(fā)布時(shí)間:2018-06-25 來(lái)源: 散文精選 點(diǎn)擊:
摘 要:文章以實(shí)際工程為例,介紹了外海嵌巖灌注樁施工中施工平臺(tái)、沖孔、清孔、鋼筋籠制作安裝和混凝土澆筑等施工方法,并提出外海施工整體吊裝的應(yīng)用,以及灌注樁沖孔過(guò)程中漏漿、塌孔、卡錘的解決方案,為以后同類(lèi)工程提供參考。
關(guān)鍵詞:沖擊成孔 檢孔 沖孔作業(yè)
近年來(lái),越來(lái)越多的深水碼頭建設(shè)走向外海,而在離岸較遠(yuǎn)的海域進(jìn)行工程建設(shè)施工,沒(méi)有掩護(hù)條件,且長(zhǎng)期受臺(tái)風(fēng)和季風(fēng)的影響,導(dǎo)致施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度都難以得到保證。文章結(jié)合實(shí)際工程,介紹施工過(guò)程中將現(xiàn)場(chǎng)不利條件轉(zhuǎn)化為有利條件,緊密銜接施工各個(gè)工序,嚴(yán)控施工各個(gè)環(huán)節(jié),最終安全、保質(zhì)、按期完成了所有灌注樁施工的情況。
1.工程概況
廣西北部灣港欽州碼頭接岸工程總長(zhǎng)度2998.5m,水下基礎(chǔ)為嵌巖灌注樁結(jié)構(gòu),水上部分為墩臺(tái)、箱梁式結(jié)構(gòu),共包含53個(gè)獨(dú)立墩臺(tái),墩臺(tái)分為甲、乙、丙、丁4種型號(hào)。
嵌巖灌注樁總計(jì)220根,樁徑均為Φ2000mm、樁長(zhǎng)32~61m不等。嵌巖灌注樁共分為甲、乙兩種型號(hào),橋墩編號(hào)為D1~D4墩所含嵌巖樁為甲型樁,共16根,其余為乙型樁,共204根,甲型樁與乙型樁的差別在于主筋數(shù)量及預(yù)留鋼筋長(zhǎng)度不同。嵌巖樁鋼筋有HPB300和HRB400兩種,其內(nèi)設(shè)Q235B I14工字鋼12條通長(zhǎng)布置、及[10環(huán)形槽鋼間距2m一道。單根嵌巖樁其型鋼及鋼筋籠總重約為24.81~46.56t,主筋保護(hù)層為120mm、樁混凝土等級(jí)為C35。
2.嵌巖灌注樁施工
2.1沖擊成孔
樁機(jī)就位:施工平臺(tái)搭設(shè)完成后,通過(guò)船吊將樁機(jī)設(shè)備以及沖孔所需的物資材料吊運(yùn)上平臺(tái),并加固樁機(jī)。加固前注意調(diào)整沖錘中心線與樁架上的起吊滑輪在一鉛垂線上,樁機(jī)鋼絲繩垂直度偏差≤3cm,同時(shí)在平臺(tái)上安設(shè)泥漿池制漿使用。
正常沖孔:結(jié)合實(shí)際情況,正常沖孔開(kāi)始,樁錘沖擊高度由1m到4m逐步提升,最終保持4m左右的提升高度正常沖擊,當(dāng)成孔至護(hù)筒底上0.5m時(shí),采取與開(kāi)孔時(shí)同步驟施工方法施工,直到成孔底部超過(guò)護(hù)筒底2m后,再次轉(zhuǎn)入正常沖孔。沖孔中采用反循環(huán)邊沖邊及時(shí)將孔內(nèi)大砂粒或石渣排出,且每沖深2m需排渣1次,及時(shí)補(bǔ)漿,并檢查成孔垂直度和孔內(nèi)以及護(hù)筒周?chē)欠裾,若發(fā)現(xiàn)異常需立即停機(jī),采取補(bǔ)救措施后再施工。
2.2終孔、刷孔、清孔
當(dāng)沖孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,立即停沖清孔,此時(shí)可能因沖孔造成大量黏附性較量的泥漿附著在孔壁上。為保證清孔質(zhì)量,清孔開(kāi)始,利用樁錘外緣焊接的彈性鋼絲繩對(duì)孔壁自上而下進(jìn)行多次重復(fù)刷孔,且每刷孔幾次后就稍提升沖擊錘(提升高度約為50cm)上下沖擊擾動(dòng)樁底沉渣進(jìn)行反循環(huán)清渣,并不斷調(diào)配泥漿比重、粘度和含沙率以及沉渣厚度符合規(guī)范要求。首次清孔采用橡膠管,重視大顆粒砂和石渣的排出,并將泥漿比重控制為1.15~1.2,粘度≤28s,含砂率≤8%較好。
2.3鋼筋籠制作安裝
本項(xiàng)目灌注樁施工屬于外海施工,施工現(xiàn)場(chǎng)受風(fēng)涌浪影響較大,每月可作業(yè)施工天數(shù)有限,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,最終選擇鋼筋籠在陸上整體對(duì)接后再經(jīng)船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)一次吊運(yùn)安裝完成。吊運(yùn)安裝利用一艘輔吊船配合一艘主吊船采用“三點(diǎn)吊”工藝將鋼筋籠吊起后,運(yùn)輸船退出作業(yè)面。接著主吊船慢慢提升鋼絲繩,同時(shí)輔吊船下放鋼絲繩,直到主吊船將鋼筋籠整體吊運(yùn)垂直為止,此時(shí)輔吊船不再受力脫鉤并推出作業(yè)區(qū),最終鋼筋籠由主吊船吊運(yùn)入孔。
2.4安放導(dǎo)管
鋼筋籠安裝完成后,安放導(dǎo)管。導(dǎo)管安裝注意居中垂直和牢固不漏水、漏漿,下口距孔底控制為30cm,最底端一節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度為5m,其余每節(jié)長(zhǎng)度均為3m,最短一節(jié)為1.5m,導(dǎo)管接頭采用雙螺紋方扣快速接頭。其次導(dǎo)管采用壁厚8mm,直徑Ф325mm的無(wú)縫鋼管制作而成,且順直,不彎曲凸凹不平,具有較好的密封性,使用前進(jìn)行水密承壓(水密試驗(yàn)壓力≥工作壓力的1.5倍)和接頭抗拉試驗(yàn)都滿足要求。
2.5灌注水下混凝土
施工中對(duì)灌注樁澆筑的第一斗料有嚴(yán)格要求,必須經(jīng)過(guò)計(jì)算確保首批混凝土的埋管深度≥1m。灌注第一斗料所需砼方量可參考式(1)計(jì)算。
式(1)中:V-灌注首批混凝土所需數(shù)量(m3);D-樁孔直徑(m),取值2m;H1-樁孔底至導(dǎo)管底端間距,取值0.3m;H2-導(dǎo)管初次埋置深度(m),取值1m;d-導(dǎo)管內(nèi)徑(m),為0.309m;h1-樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí),導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需的高度(m),即h1=Hwγw /γc ;Hw-井孔內(nèi)水或泥漿的深度(m),γw-井孔內(nèi)水或泥漿的重度(kN/m3);γc-砼拌合物的重度(取24kN/m3)。
本工程按最大樁長(zhǎng)61m計(jì)算,61m樁設(shè)計(jì)底標(biāo)高為-55.75m,灌注樁澆筑時(shí)泥面標(biāo)高為+7.1m,以此Hw取值61.55m;γw取值1.2kN/m3,計(jì)算得h1=Hwγw /γc≈3.1m的本工程嵌巖灌注樁第一斗料所需砼方量為:V=(4.082+0.232)≈4.31m3。因此本工程第一斗混凝土澆筑量≥4.31m3。
砼澆注過(guò)程要連續(xù),不得中斷,間歇時(shí)間控制在15min內(nèi),一般應(yīng)≤0.5h,若發(fā)生澆注中斷時(shí),接樁處理方案需經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)同意。為保證施工質(zhì)量和新老混凝土的有利結(jié)合,混凝土澆筑完成,應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高50cm以上,待施工承臺(tái)時(shí)再做鑿除處理。混凝土澆筑應(yīng)振搞密實(shí),距樁頂10m以內(nèi)盡可能地采取振動(dòng)棒振搞密實(shí)。
3.施工注意事項(xiàng)和異常處理
3.1沖孔作業(yè)要求
。1)在沖孔過(guò)程中,仔細(xì)觀察地質(zhì)變化情況,及時(shí)記錄鉆進(jìn)過(guò)程中各階段孔底標(biāo)高、沖程及松繩量等數(shù)據(jù),注意檢查鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)裝置是否正常轉(zhuǎn)動(dòng)。
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