橋梁鉆孔樁基深水接樁施工

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1、橋梁鉆孔樁基深水接樁施工王約發(fā)1曾雅敏2彭愛紅3(1、南建線監(jiān)理代表處南豐344500)(2、3江西省公路橋梁工程局南昌330006)摘要：本文介紹南建線A合同段南豐大橋在流沙地質(zhì)河床，水位深，砂層厚度大，易產(chǎn)生涌砂現(xiàn)象的情況下，采用圓形鋼護(hù)筒圍護(hù)，外圍采用砂袋圍堰，深水注漿固砂方法阻止?jié)B水涌砂，進(jìn)行接樁處理的方法。關(guān)鍵詞：橋梁工程；鋼護(hù)筒圍護(hù)；河床水下注漿；基樁接長施工340前言南豐大橋位于南豐縣城郊區(qū)，是南建線戰(zhàn)備公路（南豐——建寧公路）跨越盱江河的一座特大橋，橋長547.2m。大橋上部構(gòu)造為18×30m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)組合箱梁，下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩配鉆孔灌注樁，樁直徑為1.8m，柱直徑

2、為1.6m。2#～3#墩處河床，覆蓋層為5.2m，全為流沙。水深3m。大橋2#～6#墩的樁頂原設(shè)計(jì)標(biāo)高為80.669m，設(shè)計(jì)變更后取消橫系梁為1.4m，樁頂標(biāo)高變?yōu)?4.069m，需接長3.4m。接樁施工時(shí)水位標(biāo)高84.9m。1鉆孔樁接樁方案及設(shè)計(jì)在河道水位有3m深，砂層有5.2m厚的情況下，經(jīng)探討后，決定采用圓形鋼護(hù)筒圍護(hù)，鋼護(hù)筒外圍采用砂袋圍堰，深水注漿固砂封底。待注漿砼形成強(qiáng)度后，將鋼護(hù)筒內(nèi)水抽干，鑿除樁頭松散砼，焊接接樁鋼筋，立內(nèi)模，澆筑接樁砼，待鉆孔樁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行墩柱施工。1.1方案的技術(shù)可行性水泥漿的密度比水大，通過注漿方法將水泥漿置換護(hù)筒內(nèi)砂層的水，使水泥漿滯留在砂層

3、內(nèi)。在鋼護(hù)筒內(nèi)水位與河道水位相平時(shí)，底部砂層沒有水壓差，不會(huì)產(chǎn)生滲流和涌砂。鋼護(hù)筒內(nèi)表面水在注漿后沒有被撓動(dòng)，護(hù)筒底部不產(chǎn)生涌砂和滲水，水泥漿在這種情況下就不會(huì)被稀釋降低濃度。經(jīng)過一定時(shí)間后，砂與水泥漿凝結(jié)產(chǎn)生強(qiáng)度，與鋼護(hù)筒和鉆孔樁身形成整體，從而達(dá)到阻止涌砂和滲水的效果。1.2圍水設(shè)施各項(xiàng)參數(shù)確定與設(shè)計(jì)1.2.1圍堰尺寸及圖形利用鉆孔樁施工砂袋圍堰加固加高，圍堰與圓形鋼護(hù)筒之間各留有1.5m的操作寬度。圍堰完成以后，再往圍堰里填滿砂。2#墩（兩根鉆孔樁）圍堰見圖1：10.2m砂袋圍堰6m6m6m7.2m圖1鋼護(hù)筒1.2.2圓形鋼護(hù)筒直徑D的確定圓形鋼護(hù)筒直徑應(yīng)比鉆孔灌注樁直徑大，且每側(cè)

4、應(yīng)留有注漿工作寬度，以便于施工人員進(jìn)行底部注漿封底施工操作；再則考慮護(hù)筒下沉?xí)r會(huì)產(chǎn)生偏移、傾斜的可能性，故每側(cè)應(yīng)至少有0.6m左右寬度。圓形鋼護(hù)筒直徑即為鉆孔灌注樁直徑加上兩側(cè)0.6m的寬度即為3.0m直徑。1.2.3圓形鋼護(hù)筒長度L的確定圓形鋼護(hù)筒的筒頂應(yīng)高出砂袋圍堰頂面一定距離，以避免河水沖進(jìn)護(hù)筒內(nèi)部，影響樁基鋼筋接長和砼澆筑的后續(xù)工作施工。由于護(hù)筒長度越大，造價(jià)越高，決定采用0.3m作為護(hù)筒頂面高出水面高度。圓形鋼護(hù)筒的筒底應(yīng)比原設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高低，以使樁身與注漿砼固結(jié)形成整體，在鑿除鉆孔灌注樁松散砼時(shí)不會(huì)鑿穿后再次出現(xiàn)涌砂，決定采用0.4m。圓形鋼護(hù)筒長度的計(jì)算為河床水位標(biāo)高84.9

5、m減去原設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高80.67m，再加上0.3m的安全高度和0.4m的粘結(jié)高度，共5.0m長度。1.2.4圓形鋼護(hù)筒壁厚t鋼護(hù)筒采用低碳鋼A3鋼，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，承受3m的水壓力采用壁厚1.5cm足夠。1.2.5圓形鋼護(hù)筒自重W鋼護(hù)筒長度L采用5m，直徑D為3m，壁厚t為1.5cm。鋼密度ρ一般為7.8g/cm3。所以該護(hù)筒自重：W=ρ(пD)tL=7.8×103×3.14×3×0.015×5=5.51×103kg=6t2.3注漿位置及深度p的確定在鋼護(hù)筒內(nèi)鉆孔樁的樁頭松散砼鑿開后，鋼護(hù)筒34在鋼護(hù)筒內(nèi)鉆孔樁的樁頭松散砼鑿開后，鋼護(hù)筒底部注漿砼重力最小，水壓力不變，此時(shí)為最不利情形。假定注漿砼

6、與護(hù)筒及鉆孔灌注樁的摩阻力影響忽略不計(jì)（偏安全考慮），在注漿砼的自重與水的壓力相等時(shí)，水才不會(huì)沖破注漿砼而涌入鋼護(hù)筒內(nèi)。取定護(hù)筒底為注漿砼底部，F(xiàn)浮為水壓力，W砼為注漿砼重力。設(shè)注漿砼厚為pm，S砼為注漿砼底部面積(即鋼護(hù)筒面積扣除鉆孔樁面積)見圖2：F浮=r水×S砼×hW砼=r砼×V注F浮=W砼r水×4.7×S砼=r砼×p×S砼p=r水×4.7／r砼=4.7/2.4=1.96m（水泥漿比重一般是水的2.4倍）3m鋼護(hù)筒4.7m鑿樁p鉆孔樁注漿砼3m圖2由此可知，取注漿深度p為2m厚能夠滿足要求（從護(hù)筒頂面往下3m即為注漿頂部）；注漿的平面范圍周邊以超過護(hù)筒外圍0.5m為標(biāo)準(zhǔn)，即直徑為4

7、m的平面面積范圍。注漿采用水灰比為0.4的配比，為提高水泥漿流動(dòng)性，摻加外加劑為減水劑，用量為水泥用量的0.8%,水泥為32.5#普硅早強(qiáng)水泥。注漿砼體積：V=п(D2－d2)p／4=3.14×(42－1.82)×2／4=20.03m3（d為鉆孔樁直徑）水泥漿體積占注漿砼的0.4水泥用量M=20.03×0.4／0.4=20.03t減水劑用量N=20.03×0.8%=160.2kg2鉆孔樁接長施工2.1砂袋圍堰，鋼護(hù)筒下沉在鉆孔樁周圍