大直徑管樁施工技術(shù)
大直徑管樁施工技術(shù)【1】
【摘 要】本文筆者根據多年工作經(jīng)驗介紹了大直徑管樁的設計，并詳細闡述了大直徑管樁的施工技術(shù)，對于施工中可能存在的下沉偏差問(wèn)題，給出了相應的糾偏方法。
【關(guān)鍵詞】管樁設計;施工方法;質(zhì)量控制
1、工程概況
某標段工程地理位置位于山區，地質(zhì)結構情況較復雜，高架橋下部結構樁基施工范圍內的地質(zhì)條件為卵石、圓礫、細砂層，不利于鉆機鉆孔施工，故該工程采用人工挖孔進(jìn)行樁基施工。
該標段90號軸設計樁長(cháng)36m，91、92號軸設計樁長(cháng)42m，93～96號軸設計樁長(cháng)40m，97號軸設計樁長(cháng)30m。
樁基開(kāi)挖施工時(shí)，90號軸樁基施工自地表以下25m深處遇地下水及大塊漂石，97號軸樁基施工至26m深處時(shí)，遇流沙層。
根據90號軸及97號軸樁基施工現場(chǎng)地質(zhì)情況分析，該標段90～97號軸段實(shí)際地質(zhì)情況為砂卵石及大塊漂石，自地表以下26～34m深度內為流沙層，按原設計進(jìn)行樁基施工無(wú)法成孔。
為保證施工安全、工程質(zhì)量及進(jìn)度，該標段91～96號軸下部結構選用大直徑管樁基礎。
2、大直徑管樁設計
大直徑管樁直徑D=7.0m，d=6.0m，樁長(cháng)14.5～16.5m。
樁身為C50混凝土現場(chǎng)澆筑，樁壁厚50cm，采用自平衡技術(shù)分段下沉成樁，樁身內回填砂石(見(jiàn)圖1)。
3、主要施工方法及技術(shù)措施
3.1施工工藝流程。
打設混凝土錨樁→首節管樁基坑開(kāi)挖(支護)→預埋鋼刃角→第1節管樁鋼筋混凝土結構→全斷面除土→第1節管樁下沉→第2節管樁鋼筋混凝土結構→全斷面除土→第3、4節管樁鋼筋混凝土結構→全斷面除土→頂壓下沉→封底鋼筋混凝土結構→管樁內回填砂石→封頂鋼筋混凝土→樁側壓漿(見(jiàn)圖2)。
3.2錨樁施工。
依據設計圖紙，每棵管樁設4棵錨樁，樁徑D=0.8m，樁長(cháng)8m。
測量人員采用全站儀統一測放各錨樁準確位置。
錨樁及頂壓設備(見(jiàn)圖3)。
3.3基坑支護施工。
基坑土方先采用機械開(kāi)挖2m，做好坑口圈梁和已開(kāi)挖段的錨噴護壁后，其余部分采用人工開(kāi)挖，步距1m，每步開(kāi)挖完成后馬上進(jìn)行錨噴護壁，每步嚴格檢查驗收，并待護壁混凝土強度達到5MPa后才可繼續開(kāi)挖。
3.4基坑內澆筑第1節管樁。
管樁下端設鋼刃角，上端預埋拉桿連接螺母，第1節管樁澆筑完成達到下沉強度后在管內全斷面除土，靠自重可完成第1階段下沉(見(jiàn)圖4)。
3.5澆筑第2節管樁。
下端設鋼板滑動(dòng)套筒與第1節管托相連接，管壁預留拉桿孔道。
接高澆筑后，安裝中繼間頂鎬并穿入拉桿與第1節管樁連接，在第2節管樁頂部安裝拉桿千斤頂，安裝工作完成后開(kāi)始第2階段管內除土，當管樁不再靠自重繼續下沉后開(kāi)始第3階段下沉。
3.6管樁內除土，中繼間千斤頂頂壓下沉。
管樁內全斷面除土，在刃角下超挖，用中間的頂鎬壓第1節管樁下沉一個(gè)行程，隨后用拉桿千斤頂壓第2節管樁跟進(jìn)一個(gè)行程，如此重復直至樁頂接近地面時(shí)，接第3節管樁，同時(shí)在2、3節管樁之間安裝頂鎬，并移裝拉桿千斤頂到第3節管樁頂。
第3節管樁制作安裝完成后，如上述循環(huán)頂壓管樁，沉入第3節管樁，繼續自平衡下沉至預計深度。
3.7扎鋼筋澆筑底板混凝土。
管樁下沉達預定深度后，由刃角向下挖深1.5m，扎鋼筋澆筑混凝土底板封底。
管樁封底后，樁內逐節回填砂石，并由下向上逐個(gè)拆除千斤頂，連接管壁鋼筋并澆筑混凝土，封閉各千斤頂的工作位置。
3.8封閉中繼間工作程序。
1)中繼間壓縮到收縮閉合狀態(tài)，上下節管樁間距達到最小值(20cm)，環(huán)向設墊塊墊實(shí);卸落中繼間千斤頂，放松拉桿，樁頂拉桿千斤頂回油卸載;2)上節管樁預埋鋼板滑動(dòng)套，在管樁內用貼角焊與下節管樁預埋鋼板沿周圈連續焊接;3)上節管樁預埋連接鋼筋，內外兩層逐根與下節管樁預埋連接板焊接;4)下節管樁拉桿孔道壓注水泥漿，將拉桿錨固于孔道中作為管樁結構受拉(彎)鋼筋的一部分;5)在管樁內壁中繼間部位支模，模板與管壁間留20cm杯口，高出中繼間頂面20cm用拉桿緊固;6)澆筑無(wú)收縮混凝土至杯口頂面，加振搗使混凝土流動(dòng)充滿(mǎn)中繼間。
3.9澆筑封頂混凝土后再管壁外側壓漿。
由于施工過(guò)程中樁側摩阻力受到部分削弱，設計要求采用管壁外側壓漿的施工方法提高樁基承載力。
管樁頂承臺施工完成后，實(shí)施樁側壓漿。
按附圖在距管壁外0.2m處打入壓漿管，壓漿管深度超過(guò)管底約0.5m，樁側注漿壓力≥1.5MPa。
4、大直徑管樁施工質(zhì)量控制
作為首次應用大直徑管樁這一新技術(shù)的工程，根據其施工特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)仔細分析，把控制下沉施工偏差作為質(zhì)量控制要點(diǎn)，并在施工過(guò)程中嚴格控制，取得了良好的效果。
4.1下沉施工偏差控制標準。
沉井下沉應符合設計標高要求,沉井底面中心和頂面中心與其設計位置中心在平面縱橫方向的偏差，均不得大于沉井高度的1/50,沉井斜度不大于1/50,矩形沉井平面扭轉角偏差不得大于1°。
4.2下沉偏差原因及預防措施
4.2.1下沉偏差原因。
筑島被水流沖壞或管樁一側的土被水流沖空;管樁刃腳下土層軟硬不均;沒(méi)有對稱(chēng)地抽出墊木或未及時(shí)回填夯實(shí);除土不均勻使管樁內土面高低相差過(guò)大;刃腳下掏空過(guò)多，管樁突然下沉;刃腳一角或一側被障礙物擱住沒(méi)有及時(shí)發(fā)現或處理;排水開(kāi)挖時(shí)管樁內大量翻砂;土層或巖面傾斜較大，管樁沿傾斜面滑動(dòng);在軟塑至流動(dòng)狀態(tài)的淤泥土中，管樁偏斜。
4.2.2預防措施。
事先加強對筑島的防護，對水流沖刷的一側可拋卵石或片石防護;隨時(shí)掌握地層情況，多挖土層較硬地段，對土質(zhì)較軟地段應少挖，多留臺階，或適當回填和支墊;認真制訂和執行抽墊操作細則，注意及時(shí)回填夯實(shí);除土時(shí)嚴格控制管樁內土面高差;嚴格控制刃腳下除土量;及時(shí)發(fā)現和處理障礙物，對未被障礙物擱住的地段，應適當回填或支墊;刃腳處應適當留有土臺，不宜挖通，以免在刃腳下形成翻砂涌水通道，引起管樁偏斜;在傾斜面低的一側填土檔御，刃腳到達傾斜巖面后，應盡快使刃腳嵌入巖層一定深度，或對巖層鉆孔以樁(柱)錨固;可采用輕型管樁，踏面寬度宜適當加寬，以免管樁下沉過(guò)快而失去控制。
4.3采用偏除土的方法進(jìn)行糾偏。
1)糾正偏斜時(shí)，可在刃腳高的一側除土，刃腳低的一側支墊，隨著(zhù)管樁的下沉，傾斜即可糾正;2)糾正位移時(shí)，可先有意識地偏除土使管樁向偏移方向傾斜，然后沿傾斜方向下沉，直至管樁底面中心與設計中心位置重合(或接近)時(shí)再將其糾正。
如位移量較大，一次完不成，可反復幾次進(jìn)行，使其逐漸移近中心位置，最后調整到使傾斜和位移都在允許偏差范圍之內為止。
參考文獻
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大直徑水中樁施工技術(shù)【2】
摘要：目前，在各地區橋梁建設中，采用在水中鉆孔灌注樁是交通設施建設中最基本的技術(shù)方法，由于其較經(jīng)濟、合理的施工成本，具體操作手法比較快捷、簡(jiǎn)單，柱樁自身具備極強的承載力，同時(shí)對地區各種地質(zhì)土壤都具備超強的適應性。
從而被廣泛應用到各種交通設施以及房屋建造等各種建筑工程領(lǐng)域中去。
關(guān)鍵詞：大直徑水中樁;施工技術(shù);地質(zhì)土壤
近些年來(lái)我社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟在經(jīng)濟全球化的社會(huì )背景下得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，導致國家各地區的交通設施都面臨著(zhù)極大的壓力，特別是在經(jīng)濟繁榮的一、二線(xiàn)城市，其表現尤為突出。
為了適應當下日益繁榮的社會(huì )經(jīng)濟背景，各建筑工程領(lǐng)域的建設也隨之不斷加快發(fā)展，在快速發(fā)展的過(guò)程中對施工結果的質(zhì)量要求也是有嚴格規定的，所以在施工技術(shù)方面就必須研究探索出最為經(jīng)濟、合理、有效的施工具體操作技術(shù)。
本文主要通過(guò)幾個(gè)實(shí)際案例，研究、探討驗證在交通設施工程，建筑領(lǐng)域中大直徑水中樁的最有效施工技術(shù)，為在橋梁建設中提供精確的實(shí)用參考價(jià)值數據，也為我國經(jīng)濟建設提供最基礎的交通設施保障。
1 大直徑水中樁的在實(shí)際流程操作上的各種問(wèn)題以及解決方法
在具體施工前，要仔細勘探施工區域的地質(zhì)土壤狀況，結合水中鉆探的土質(zhì)巖性的具體特征，相關(guān)建筑工程技術(shù)研究人員要根據工程的實(shí)際情況制定出合理、正確的工程操作方案流程。
1.1 水中樁基鋼護筒的具體制作和施工方式
首先工程建設技術(shù)人員要嚴格按照規定標準合理的設計出樁基鋼護筒的直徑和剛度，最好是在樁基鋼護筒的焊縫和接頭處增加10毫米至20毫米的鋼護帶，同時(shí)可在樁基鋼護筒底部增加14毫米的厚度的鋼護帶，從而有效加強水中基樁鋼護筒的承受力，每節鋼護筒的連接方式都必須采用坡口雙面式的焊接方式，對每節樁基鋼護筒進(jìn)行詳細嚴密性的有效焊接，從而精準的解決了鋼護筒在工作過(guò)程的漏水、斷裂等嚴重妨礙工程建設進(jìn)度的情況。
鋼護筒的具體節長(cháng)可根據不同建筑工程的實(shí)際情況分節段加工，經(jīng)過(guò)相關(guān)人員的嚴格檢測，質(zhì)量檢測合格的樁基鋼護筒才可以被應用到工程施工過(guò)程中去。
一般都是根據其現場(chǎng)實(shí)際施工情況，對每節樁基鋼護筒的組合焊接，從而使其合理的達到施工要求。
樁基鋼護筒在其實(shí)際操作中，必須嚴格按照設計師的規定要求進(jìn)行操作，一般情況下樁基鋼護筒的具體標高要與平臺面之間相差30厘米左右的距離，樁基鋼護筒在不透水性的黏土中最少不能插入小于1m的深度，同時(shí)采用90千瓦的振動(dòng)頻率運用其鋼護筒內存在的空氣吸泥機進(jìn)行水中吸泥鉆入沉下。
在一定情況下，可采用樁基鋼護筒外壁的高程度壓力射水的輔助功能在水中進(jìn)行鉆入、下沉。
鋼護筒具體下沉操作流程如下：在平臺樁位置設置焊接一個(gè)樁基鋼護筒下沉定位架→安裝第一節鋼護筒于導向架內并與導向架下口臨時(shí)焊連，把筒固定起來(lái)→吊起第二節鋼護筒對準第一節鋼護筒，校正后將兩節鋼護筒連接處焊牢并加強→割除第一節護筒與導向架焊接處，浮吊下放第一、二節護筒→吊裝90千瓦振動(dòng)錘與鋼護筒上口連接牢固→開(kāi)動(dòng)振動(dòng)錘振動(dòng)下沉，再接長(cháng)下節鋼護筒，如此反復直至護筒至所需的深度。
1.2 在施工過(guò)程中對塌孔以及漏漿等問(wèn)題的解決方式
在水中實(shí)施鉆孔施工流程的同時(shí)，經(jīng)常會(huì )出現鉆孔施工人員不小心超過(guò)了樁基鋼護筒底部，從而使沖擊鉆進(jìn)入圓形沙礫層內，導致泥漿泄漏問(wèn)題的頻繁發(fā)生，同時(shí)還可能會(huì )引起鉆孔突然崩塌的危險現象。
根據相關(guān)技術(shù)人員對每次引起操作故障的問(wèn)題進(jìn)行詳細分析，研究出以下幾種相對應的解決處理措施：(1)再次采用250千瓦振動(dòng)頻率的鋼護筒立馬跟進(jìn)施工進(jìn)程中，鋼護筒在施工過(guò)程中要與沖擊鉆相互配合，再次下沉的程度要根據打入的實(shí)際情況而定，據相關(guān)技術(shù)人員的經(jīng)驗表示，當鉆孔已經(jīng)超過(guò)鋼護筒2米左右，都不會(huì )出現泥漿泄漏的現象;
(2)當鋼護筒進(jìn)行再次施工跟進(jìn)后，必須及時(shí)往孔內投入一定程度的粘性土質(zhì)、礫石以及建筑水泥，利用沖擊率較低的沖擊鉆進(jìn)行沖擊，使其能過(guò)均勻的重新維護、建造新的護壁，在24小時(shí)后，等其穩定在對其進(jìn)行正常沖擊;(3)在施工過(guò)程中，盡可能的采用高級的泥漿，從而進(jìn)行有效的護壁措施;(4)同時(shí)可在鋼護筒外側增設砂包，有效防止水滲透到鋼護筒的外壁，從而能夠有效防止鋼護筒底部的泥漿壁遭受施工過(guò)程的破壞。
2 簡(jiǎn)單舉例研究說(shuō)明大直徑水中樁的施工技術(shù)
2.1 桃江特大橋大直徑水中樁的工程簡(jiǎn)述
桃江特大橋主橋為75m+136m+75m預應力混凝土連續鋼構橋，主梁采用單箱雙室斷面，主墩采用單箱雙室薄壁墩，施工區域江面寬約530米，墩位處水深約26米，每日潮水兩漲兩落，該區施工受臺風(fēng)、雨季、洪水的影響較明顯，最高洪水位可達9米以上。
2.2 桃江特大橋大直徑水中樁的施工方案
根據現場(chǎng)地質(zhì)勘探資料、設計要求以及以往的施工經(jīng)驗，得出鉆孔方法為沖擊鉆成孔的最有效方法，對于深水區即大于3米的位置采取搭設水中鉆孔平臺即先用浮箱搭設成浮吊，對于灘地和淺水區即水深小于3米區域采用筑島法搭設鉆孔平臺，挖埋鋼護筒。
在鉆孔方式選擇上根據相關(guān)技術(shù)人員的現場(chǎng)實(shí)際勘查數據得出，采用最有效合理的正循環(huán)沖擊鉆孔。
一次清孔采取正循環(huán)清孔，主要是保證樁基在鋼護筒底部與砂礫石層不出現串孔和孔壁坍塌，二次清孔采用氣舉反循環(huán)清孔，以利清除孔底沉渣，確保成孔質(zhì)量。
3 結語(yǔ)
通過(guò)大直徑水中樁在桃江特大橋工程建設中的實(shí)際應用，從而的證明了合理有效的在建筑構建以及橋梁建設中合理的利用大直徑水中樁的建設措施，有利用提高工程的建設效率，降低了施工過(guò)程的經(jīng)濟費用，同時(shí)保障了工程建設成果的的安全性、穩固性。
為建筑、交通設施等領(lǐng)域的探討出極具參考價(jià)值的大直徑水中樁具體施工過(guò)程的操作技術(shù)、數據。
參考文獻
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