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外海碼頭接岸工程大直徑灌注樁施工工藝

發(fā)布時間:2018-06-25 來源: 散文精選 點擊:


  摘 要:文章以實際工程為例,介紹了外海嵌巖灌注樁施工中施工平臺、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,以及灌注樁沖孔過程中漏漿、塌孔、卡錘的解決方案,為以后同類工程提供參考。
  關(guān)鍵詞:沖擊成孔 檢孔 沖孔作業(yè)
  近年來,越來越多的深水碼頭建設(shè)走向外海,而在離岸較遠的海域進行工程建設(shè)施工,沒有掩護條件,且長期受臺風(fēng)和季風(fēng)的影響,導(dǎo)致施工安全、質(zhì)量和進度都難以得到保證。文章結(jié)合實際工程,介紹施工過程中將現(xiàn)場不利條件轉(zhuǎn)化為有利條件,緊密銜接施工各個工序,嚴控施工各個環(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、箱梁式結(jié)構(gòu),共包含53個獨立墩臺,墩臺分為甲、乙、丙、丁4種型號。
  嵌巖灌注樁總計220根,樁徑均為Φ2000mm、樁長32~61m不等。嵌巖灌注樁共分為甲、乙兩種型號,橋墩編號為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,主筋保護層為120mm、樁混凝土等級為C35。
  2.嵌巖灌注樁施工
  2.1沖擊成孔
  樁機就位:施工平臺搭設(shè)完成后,通過船吊將樁機設(shè)備以及沖孔所需的物資材料吊運上平臺,并加固樁機。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,樁機鋼絲繩垂直度偏差≤3cm,同時在平臺上安設(shè)泥漿池制漿使用。
  正常沖孔:結(jié)合實際情況,正常沖孔開始,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,當成孔至護筒底上0.5m時,采取與開孔時同步驟施工方法施工,直到成孔底部超過護筒底2m后,再次轉(zhuǎn)入正常沖孔。沖孔中采用反循環(huán)邊沖邊及時將孔內(nèi)大砂粒或石渣排出,且每沖深2m需排渣1次,及時補漿,并檢查成孔垂直度和孔內(nèi)以及護筒周圍是否正常,若發(fā)現(xiàn)異常需立即停機,采取補救措施后再施工。
  2.2終孔、刷孔、清孔
  當沖孔達到設(shè)計標高后,立即停沖清孔,此時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,清孔開始,利用樁錘外緣焊接的彈性鋼絲繩對孔壁自上而下進行多次重復(fù)刷孔,且每刷孔幾次后就稍提升沖擊錘(提升高度約為50cm)上下沖擊擾動樁底沉渣進行反循環(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
  本項目灌注樁施工屬于外海施工,施工現(xiàn)場受風(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)場實際,最終選擇鋼筋籠在陸上整體對接后再經(jīng)船運至施工現(xiàn)場一次吊運安裝完成。吊運安裝利用一艘輔吊船配合一艘主吊船采用“三點吊”工藝將鋼筋籠吊起后,運輸船退出作業(yè)面。接著主吊船慢慢提升鋼絲繩,同時輔吊船下放鋼絲繩,直到主吊船將鋼筋籠整體吊運垂直為止,此時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)管長度為5m,其余每節(jié)長度均為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,使用前進行水密承壓(水密試驗壓力≥工作壓力的1.5倍)和接頭抗拉試驗都滿足要求。
  2.5灌注水下混凝土
  施工中對灌注樁澆筑的第一斗料有嚴格要求,必須經(jīng)過計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)混凝土達到埋置深度H2時,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61m計算,61m樁設(shè)計底標高為-55.75m,灌注樁澆筑時泥面標高為+7.1m,以此Hw取值61.55m;γw取值1.2kN/m3,計算得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。
  砼澆注過程要連續(xù),不得中斷,間歇時間控制在15min內(nèi),一般應(yīng)≤0.5h,若發(fā)生澆注中斷時,接樁處理方案需經(jīng)過設(shè)計同意。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)計樁頂標高50cm以上,待施工承臺時再做鑿除處理;炷翝仓(yīng)振搞密實,距樁頂10m以內(nèi)盡可能地采取振動棒振搞密實。
  3.施工注意事項和異常處理
  3.1沖孔作業(yè)要求
 。1)在沖孔過程中,仔細觀察地質(zhì)變化情況,及時記錄鉆進過程中各階段孔底標高、沖程及松繩量等數(shù)據(jù),注意檢查鉆頭轉(zhuǎn)動裝置是否正常轉(zhuǎn)動。

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