高速公路橋梁樁基嵌巖樁的施工技術(shù)探討①

摘 要:文章從多方面探討了樁基嵌巖樁設(shè)計(jì)策略，并提出了工程施工技術(shù)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：公路橋梁樁基嵌巖樁施工

中圖分類號(hào)：U415文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X(2011)05(a)-0074-01

嵌巖樁具有承載力高，抗震性能好，樁基沉降小，群樁效應(yīng)弱等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程等方面得到大量使用。在公路橋梁建設(shè)中，樁基嵌巖樁已成為采用較為廣泛的基礎(chǔ)形式，由于基樁嵌入巖層中，單樁軸向容許承載力決定于樁基底處巖石的強(qiáng)度和嵌入巖層的深度，基樁的外力全部傳至樁底巖層，因而它對(duì)成孔時(shí)清孔的要求較高，對(duì)沉淀層厚度有著嚴(yán)格要求。

1 嵌巖樁成孔設(shè)備的選擇

目前，嵌巖樁施工所采用的成孔設(shè)備不下十幾種，部分只允許鉆直孔，部分既可成直孔，也可成斜孔。依排渣方式分又可分為正、反循環(huán)，氣舉正、反循環(huán)，風(fēng)排，泵吸反循環(huán)等方法，依設(shè)備的固定方式可分為座平臺(tái)式和座樁式，本工程采用了座平臺(tái)式的氣帶反循環(huán)排渣方式工藝進(jìn)行成孔，其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、機(jī)身輕便、不需要大型吊船設(shè)備移機(jī)，而且排渣效果較佳等，但也存在一些缺點(diǎn)：斜孔的最大斜率須不小于5∶1，鉆桿不易與鋼管的中軸線對(duì)準(zhǔn)等。如成孔斜率要求小于5∶1，則一般國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)均難以完成，需采用國(guó)外生產(chǎn)的鉆機(jī)如德國(guó)產(chǎn)的WIRTH-B6、B12等型號(hào)的鉆孔，成孔費(fèi)用將大幅度提高。因此，在設(shè)計(jì)嵌巖樁斜率時(shí)應(yīng)考慮實(shí)際施工時(shí)采用何種成孔機(jī)械并應(yīng)進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。

2 鋼管樁的沉樁收錘標(biāo)準(zhǔn)

鋼管樁樁尖如在沉樁過程中出現(xiàn)卷邊，將對(duì)嵌巖樁的基巖成孔造成很大的困難，因此在設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)對(duì)鋼管樁的樁尖高程及沉樁的收錘標(biāo)準(zhǔn)給予高度的重視。為了防止卷邊，鋼管樁的沉樁收錘標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用貫入度為主，高程為輔。

3 嵌巖段實(shí)際長(zhǎng)度的確定

“嵌巖樁樁端宜嵌入新鮮基巖或微風(fēng)化巖中，經(jīng)論證后，也可嵌入中等風(fēng)化巖”。雖然設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的鉆探和物探資料在施工圖中初步確定了嵌巖段的長(zhǎng)度，但在實(shí)際施工時(shí)由于巖石巖性及巖石頂面高度的變化，鋼管樁樁尖高程總是與設(shè)計(jì)高程存在一定差異，因此在施工中確定嵌巖長(zhǎng)度是否滿足了設(shè)計(jì)的要求也是一大難題，本工程采用鉆孔檢驗(yàn)及成孔速度參照法進(jìn)行嵌巖段長(zhǎng)度的確定。對(duì)沉樁收錘貫入度大于收錘標(biāo)準(zhǔn)貫入度的樁，選擇貫入度最大的1根進(jìn)行樁內(nèi)鉆孔取芯確定嵌巖段的長(zhǎng)度，其余類似樁的嵌巖長(zhǎng)度也按該長(zhǎng)度確定；對(duì)貫入度滿足收錘標(biāo)準(zhǔn)，但樁尖高程未達(dá)到設(shè)計(jì)高程的樁，也采取抽樣進(jìn)行樁內(nèi)鉆孔，以確定強(qiáng)風(fēng)化層的厚度及嵌巖段的長(zhǎng)度，其余類似樁則參照抽樣樁的成孔鉆進(jìn)速度最終確定嵌巖樁的長(zhǎng)度；對(duì)于貫入度及樁尖高程均滿足設(shè)計(jì)要求的樁在成孔時(shí)基本按設(shè)計(jì)確定嵌巖段的長(zhǎng)度，但也輔助采用成孔鉆進(jìn)速度對(duì)巖性進(jìn)行校核。

4 嵌巖樁砼澆筑質(zhì)量的檢驗(yàn)

嵌巖樁砼的澆筑質(zhì)量對(duì)嵌巖樁的承載能力影響巨大。JTJ285—2000設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定可采用低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法及鉆孔取芯檢測(cè)法進(jìn)行檢驗(yàn)，實(shí)際運(yùn)用中由于砼芯柱進(jìn)入鋼管樁尖內(nèi)僅為7～10m，其頂面離鋼管樁頂距離很大，如采用超聲波則須在砼內(nèi)填鋼管，且鋼管需伸出樁頂外，施工難度極大。

5 鉆孔事故的預(yù)防及處理

5.1 坍孔、漏漿

坍孔產(chǎn)生的主要原因有護(hù)筒埋設(shè)過淺、周邊回填土不密實(shí)、施工水位過高、泥漿比重過低等；漏漿主要是因?yàn)榭妆诘貙硬幻軐?shí)，空隙率大，透水性強(qiáng)。處理辦法是可加大護(hù)筒埋深，適當(dāng)加大泥漿比重，并于坍孔、漏漿處全部用砂礫石或粘土夾片石回填，然后反復(fù)沖擊，增加孔壁穩(wěn)定性。

5.2 卡錘

沖孔施工中卡錘現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。防止辦法是：(1）隨時(shí)檢查鉆錘直徑，若發(fā)現(xiàn)鉆錘直徑已小于設(shè)計(jì)樁徑時(shí)，除及時(shí)補(bǔ)焊外，對(duì)孔內(nèi)應(yīng)適當(dāng)回填一定高度后重鉆；(2）統(tǒng)計(jì)鉆錘在不同地層(特別是中風(fēng)化巖層)的磨損率，根據(jù)嵌巖深度在進(jìn)入中風(fēng)化巖層時(shí)一次將鉆錘加足。

卡錘的處理方式是：對(duì)輕微卡錘，可用鉆機(jī)或配以起重機(jī)提錘；對(duì)嚴(yán)重卡錘的，可先實(shí)施水下微量爆破，將鉆錘周邊巖層爆松后再將鉆錘提起。

5.3 梅花孔

梅花孔的形成主要是因?yàn)槟酀{太稠、沖程太小等，鉆錘未能有效旋轉(zhuǎn)，始終以同一個(gè)方向沖擊孔底而成。防止辦法是：(1）根據(jù)巖層的硬度，選擇適當(dāng)?shù)臎_程，使鉆錘有足夠時(shí)間旋轉(zhuǎn)；(2）及時(shí)清渣，進(jìn)入中風(fēng)化巖層后進(jìn)尺50cm左右即應(yīng)清渣，否則泥漿含渣過多，粘滯性加重，防礙鉆錘旋轉(zhuǎn)。

5.4 偏孔

偏孔是當(dāng)?shù)貙榆浻膊痪鶆颍蚩妆诤泄率⑻筋^石時(shí)發(fā)生。處理加法是：當(dāng)發(fā)生輕微偏孔時(shí)，可先用砂礫石回填至該位置以上1m左右，再重新鉆進(jìn)；當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重偏斜時(shí)，可先在偏斜處進(jìn)行水下微量爆破，再用砂礫石回填至該位置以上1m左右，再重新鉆進(jìn)

5.5 爆破挖空施工要求

在人工挖孔嵌巖樁成孔施工過程中，遇到基巖時(shí)采用爆破作業(yè)向下炸巖進(jìn)行松動(dòng)爆破、鑿除處理。為此，必須事先編制爆破作業(yè)方案，由專業(yè)爆破作業(yè)人員進(jìn)行。火藥爆破應(yīng)合理布孔，孔距、排距、深度和裝藥量須經(jīng)計(jì)算確定，以盡量減小沖擊波對(duì)護(hù)壁的破壞及對(duì)周圍環(huán)境的影響，以爆破聲發(fā)悶、炸出的碎碴不飛出孔外為宜。在孔井口應(yīng)采取有效的能瀉爆又能阻擋碎碴飛濺的措施，起爆方法宜采用電力起爆法或?qū)П芷鸨ā１茣r(shí)必須由專人統(tǒng)一指揮，停止孔內(nèi)作業(yè)，待井下作業(yè)人員全部撤離井底回到地面安全范圍以外，才能起爆。火藥爆破后，經(jīng)檢查煙霧排凈后，爆破人員先下井檢查有無瞎炮，確認(rèn)無瞎炮后，挖孔人員方可下井。

參考文獻(xiàn)

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