澄海外砂大橋改造工程鉆孔灌注樁成樁工藝探討

王少波

摘要：由于橋梁鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程,成樁過程中間環(huán)節(jié)多,在施工過程中往往容易出現(xiàn)質(zhì)量事故，對此，為了確保成樁質(zhì)量，最大程度防止坍孔、斷樁等質(zhì)量事故的發(fā)生，本文結(jié)合澄海外砂大橋改造工程樁基施工情況，詳細介紹了鉆孔灌注樁在成樁過程中所采取的一系列技術(shù)保證措施，以供業(yè)內(nèi)各位同行共同參考借鑒。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；鉆孔灌注樁；成樁工藝；技術(shù)要求

1 工程概述

國道324線澄海路段是連接閩粵兩省的國家主干道公路，澄海外砂大橋是該路段公路大橋之一。現(xiàn)有外砂大橋是1989年由汕頭市公路主管部門籌資建造的寬翼式鋼筋混凝土T形梁橋，橋面全寬16米，橋長694.04米。改造后橋面全寬34米，與原橋跨徑相同。工程合同總價為3466.7088萬元，工程于2004年9月19日開工，2006年4月9日完工，實際工期約19個月，比合同工期(20個月)提前完工。其中，全橋共有樁基172根，經(jīng)無破損檢測其中Ⅰ類樁109根，占63.4%，Ⅱ類樁63根，占36.6%，無Ⅲ類以下樁基，樁基檢測率達到100％。為進一步驗證樁基砼成樁質(zhì)量，施工過程中共抽芯檢測其中3根樁基，分別為3號墩C樁、10號墩B樁、34號墩B樁、檢測結(jié)果均為Ⅱ類樁。

2 成孔質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進行開挖驗收。施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個工程的質(zhì)量和進度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。因此，要求基礎(chǔ)施工隊伍在施工技術(shù)措施上要落實，并加強施工質(zhì)量管理，密切注意抓好施工過程中每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，力爭將隱患消除在成樁之前。因此在施工前要認真熟悉設(shè)計圖紙及有關(guān)施工、驗收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，對灌注樁在施工過程中可能會發(fā)生的一些問題進行分析后制訂出施工質(zhì)量標準、驗收實施方案和每根樁的施工記錄，以便有效地對樁基施工質(zhì)量加以控制。而成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分，其質(zhì)量如控制得不好，則可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達不到設(shè)計持力層要求等，還將直接影響樁身質(zhì)量和造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應著重做好以下幾項工作。

2.1 確保樁身成孔垂直度

這是灌注樁順利施工的一個重要條件，否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計要求，應采取擴大樁機支承面積使樁機穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施。

2.2 泥漿護壁技術(shù)

泥漿護壁是鉆孔灌注樁施工技術(shù)關(guān)鍵之一。泥漿護壁的好壞直接關(guān)系到鉆孔灌注樁的質(zhì)量。泥漿護壁按土層的性質(zhì)可以用原土造漿，即鉆孔時直接注人清水使之與原位的粘土混合成護壁泥漿，也可用人工制備的泥漿。在砂層、砂夾層等易塌孔的土層中鉆孔，應采用人工制備的特殊泥漿。

泥漿的作用是護壁、攜砂、冷卻鉆頭和潤滑，其中護壁和攜砂是主要的。注入干凈泥漿的比重應控制在1.1左右，泥漿稠度過大會影響鉆進速度，而泥漿過稀則不利于護壁和排渣。排出泥漿的比重應控制在1.2-1.4左右;當穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層時排出泥漿的比重可增大至1.3-1.5。泥漿除控制比重外，還應定期測定它的粘度。在不同的土層中鉆孔，泥漿粘度要求是不同的，在混有砂土的淤泥層中，合適的泥漿粘度為20-23 Pa.s；在砂土中為23一45 Pa.s；在沙礫層中大于45 Pa.s。

2.3 確保樁位、樁頂標高和成孔深度。

在護筒定位后及時復核護筒的位置，嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認真檢查回填土是否密實，應保持護筒位置穩(wěn)定，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過程中自然地坪的標高會發(fā)生一些變化，為準確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機上的留出長度來校驗成孔達到深度。

雖然鉆桿到達的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當，或在提鉆具時碰撞了孔壁，就可能會發(fā)生坍孔、沉渣過厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測繩復核成孔深度，如測繩的測深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復鉆并清孔。

為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現(xiàn)象，除了在復核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據(jù)不同土層情況對比地質(zhì)資料，隨時調(diào)整鉆進速度，并描繪出鉆進成孔時間曲線。當鉆進粉砂層進尺明顯下降，在軟粘土鉆進最快200m/min左右，在細粉砂層鉆進都是15m/min左右，兩者進尺速度相差很大。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過程中要經(jīng)常復核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)其磨損超過10mm就要及時調(diào)換鉆頭。

2.4 清孔施工

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣盡量排除干凈。清孔方法主要有換漿、抽漿、掏渣、空壓機噴射和砂漿置換等。不論采用何種清孔方法，在清孔排渣時，必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。灌注樁成孔至設(shè)計標高，應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔，直到孔口返漿比重持續(xù)小于1.10-1.20，清孔后孔底殘留的沉渣厚度，對于支承樁不得大于l00mm，對于摩擦樁不得大于300mm。通常清孔分兩次進行，既在鉆孔結(jié)束后清孔一次，待鋼筋籠、導管安放完畢后再清一次孔。第二次清孔后應馬上進行水下混凝土的灌注工作，中間耽擱時間不宜過長。

2.5 鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放

鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料，檢查合格后再按設(shè)計和施工規(guī)范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準確地吊放在設(shè)計標高上，這是由于鋼筋籠吊放后是暫時固定在鉆架底梁上的，因此，吊環(huán)長度是根據(jù)底梁標高的變化而改變，所以應根據(jù)底梁標高逐根復核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋入標高滿足設(shè)計要求。在鋼筋籠吊放過程中，應逐節(jié)驗收鋼筋籠的連接焊縫質(zhì)量，對質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進行補焊。同時，要注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時不能碰撞孔壁；當?shù)醴攀茏钑r，不能加壓強行下放，因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的，應提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，則要求進行復鉆糾偏，并在重新驗收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。

3 成樁質(zhì)量控制

在混凝土灌注時應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。因為混凝土攪拌時間不足會直接影響混凝土的強度，混凝土坍落采用18cm-20cm，并隨時了解混凝土面的標高和導管的埋人深度。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m-4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導管底端提出混凝土面。當灌注至距樁頂標高8m-10m時，應及時將坍落度調(diào)小至12cm-16cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥。在灌注過程中必須每灌注2－3m左右測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數(shù)。

結(jié)束語：

綜上所述，由于橋梁鉆孔灌注樁的整個施工過程屬于隱蔽工程，因此，其成樁過程往往存在著較多的不確定因素，但是，無論如何，若想對鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量進行有效控制，其關(guān)鍵還在于人。因此，本人認為，凡是從事樁基施工的現(xiàn)場管理人員必須要有一顆高度負責的心，從思想上提高警惕，從意識上加強管理，貫徹“以防為主”的質(zhì)量方針，對樁基施工各個環(huán)節(jié)要充分重視并做到精心組織，只有這樣樁基的成樁質(zhì)量才能得到有效保證。

參考文獻

[1]何斌.對橋梁樁基耐久性問題的探討[J].公路交通技術(shù).2003年02期.

[2]史佩棟.《樁基工程手冊》.人民交通出版社.2008年8月.