某橋梁樁基施工中沖孔灌注樁內(nèi)堅(jiān)硬異物分析

陳松柏 林喜明

（中交四航局第三工程有限公司，廣東 湛江 524005）

近年來，隨著土木工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，樁基施工技術(shù)水平也得到提高。沖孔灌注樁以其自身操作簡捷、成本低廉、適應(yīng)性強(qiáng)、低噪音等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類工程，并取得了良好效果。但在實(shí)際工程項(xiàng)目施工建設(shè)中，沖孔灌注樁也會出現(xiàn)各種問題，不但影響施工質(zhì)量，而且還拖延施工進(jìn)度。如由于施工場地地質(zhì)情況的不同，施工過程中常常遇到偏錘、梅花樁等狀況，常用的處置手段是采取回填鵝卵石等硬度較大的填料重新錘擊[1-2]，但國內(nèi)外至今未有相關(guān)文獻(xiàn)討論過樁孔內(nèi)存在堅(jiān)硬異物的處理辦法。本文以某橋梁樁基礎(chǔ)施工為例，首先對沖孔灌注樁內(nèi)出現(xiàn)堅(jiān)硬異物的原因進(jìn)行分析，然后提出應(yīng)對措施，并對相應(yīng)措施的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，以期為今后從事類似工程項(xiàng)目建設(shè)提供參考意見。

1 工程概況

某橋梁工程項(xiàng)目橋型為53.8m空腹式混凝土懸鏈線板拱橋，跨越旱溝，雙幅雙向四車道行車；橋址地質(zhì)情況以強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化的砂巖為主，夾雜少量粉質(zhì)粘土。主拱圈的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式包括樁基礎(chǔ)和混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，分別用Ⅰ類基礎(chǔ)和Ⅱ類基礎(chǔ)命名[3]。Ⅰ類樁基礎(chǔ)承臺長23.5m，寬 7.6m；樁設(shè)計(jì)參數(shù)為：直徑 2m，樁長 11.5～18m，樁間凈距2m，全部為端承樁，嵌入中風(fēng)化砂巖深度為2倍的樁徑（4m）；樁編號為1#～12#，施工平面布置如圖1。沖孔灌注樁施工按如下流程：施工準(zhǔn)備→測量放線定樁位→埋設(shè)護(hù)筒→樁機(jī)就位校正→沖進(jìn)成孔→入巖清孔→安裝鋼筋籠→再清孔→安設(shè)導(dǎo)管→水下混凝土澆灌→拔管拆卸→樁身保養(yǎng)→樁頭鑿除→樁基檢測→竣工驗(yàn)收。當(dāng)施工到12#樁時(shí)，樁孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)異物，其中12#樁樁長為18m。

2 沖孔灌注樁鉆孔異物分析

2.1 樁孔異物情況

在12#樁沖孔深度達(dá)到13.5～14m時(shí)，發(fā)生過偏錘現(xiàn)象，并采取了以下處理措施：

（1）按照常規(guī)方法調(diào)整偏錘。考慮到其他樁也發(fā)生過偏錘現(xiàn)象，所以采取常規(guī)的技術(shù)措施（回填部分鵝卵石）進(jìn)行處理后繼續(xù)沖孔，但經(jīng)過多次調(diào)整，偏錘問題仍然未能解決。

（2）錘頭上焊接Φ12鋼筋試探：待終孔后，打樁負(fù)責(zé)人憑借多年打樁經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)仍有異物存在（因?yàn)殄N頭下落到異物位置時(shí)，鋼絲繩明顯偏移一定距離）。然而錘頭卻可以自由上下，不會被卡住，項(xiàng)目部決定在錘頭上焊接一圈Φ12螺紋鋼筋進(jìn)行試探，但異物竟然將鋼筋刮斷，此措施失敗。

（3）錘頭上焊接Φ28鋼筋再探：項(xiàng)目部認(rèn)為異物為大的孤石或者其他堅(jiān)硬異物，決定采取在錘頭上焊接一圈Φ28螺紋鋼筋，異物仍然將Φ28螺紋鋼筋刮彎，而且將鋼筋表面螺紋都刮落。

（4）利用掛鉤下井勾掛：上述三種方法失效后，項(xiàng)目部決定采用掛鉤下到井下，試圖把異物勾落，由于掛鉤在泥漿內(nèi)不容易定位，即使勾到異物也脫鉤，此措施仍然失敗。

2.2 樁孔異物分析

鑒于采取上述措施之后仍未收到預(yù)期效果，推測異物在孔內(nèi)位置如圖2示。對樁孔內(nèi)異物特征作如下分析：

（1）異物未能卡住錘頭，說明異物尺寸小于錘頭梅花尺寸，而且異物表明非常光滑；掛鉤掛不住異物，說明異物與孔深方向斜交，錘頭可以沿孔深方向順利滑下。

（2）異物可以把Φ12螺紋鋼筋刮斷，說明異物非常堅(jiān)硬，可能為堅(jiān)硬巖石或其他東西。

（3）異物可以把Φ28螺紋鋼筋刮彎，而且將螺紋鋼筋的螺紋刮掉，說明異物的硬度比普通鋼筋硬度大得多，因此基本可以排除異物為堅(jiān)石的可能。

2.3 樁孔異物對樁施工影響

由于異物的存在，在沖孔過程中，造成樁孔縮孔、偏孔、孔壁變形等現(xiàn)象，如圖3，不能滿足設(shè)計(jì)要求，且異物卡住鋼筋籠，使鋼筋籠無法下放到孔底，影響沖孔樁整體施工質(zhì)量。

3 處置措施及優(yōu)缺點(diǎn)分析

經(jīng)過分析一致認(rèn)為異物不能采用常規(guī)辦法清除，須考慮其他專門措施，包括：填細(xì)砂改為人工挖孔、潛水員下水操作、更改設(shè)計(jì)，移換樁孔、更改設(shè)計(jì)，割鋼筋籠等。

（1）填細(xì)砂改為人工挖孔。向樁孔內(nèi)填砂，邊填砂邊抽泥漿，泥漿不能抽太快，防止塌孔，然后在人工挖孔，做好井壁防護(hù)，直到挖除異物。

優(yōu)缺點(diǎn)分析：由于砂石松散，開挖容易，而且施工快捷，可以查清異物，如異物為文物可就地保護(hù)。清除異物之后，再重新灌入泥漿，進(jìn)行水下灌注樁，可以保證樁基質(zhì)量。但是，施工過程中，發(fā)現(xiàn)地下水位較高，而且水量較大，如采取人工挖孔，地下水較難控制，仍有塌孔隱患，且耗時(shí)較長，措施費(fèi)用較高。

（2）潛水員下潛到異物處，查明異物，再做處理。

優(yōu)缺點(diǎn)分析：可以查明異物，但水下操作非常困難，且一般項(xiàng)目部亦無類似施工經(jīng)驗(yàn)，

（3）更改設(shè)計(jì)，移換樁孔。將樁身移位，廢棄此樁，重新沖孔。

優(yōu)缺點(diǎn)分析：由于場地限制，橋橫向已無多余樁位，橋縱向若增加一樁，將使承臺圬工量大大增加，不經(jīng)濟(jì)，且樁間距較小，重新沖孔可能仍會遭遇異物。

（4）更改設(shè)計(jì)，割鋼筋籠。經(jīng)測量確定異物處于樁身13.5m深處，所以可將13.5m以下三根主筋割斷，同時(shí)割斷對應(yīng)箍筋，然后鋼筋籠便可通過異物下落孔底。

優(yōu)缺點(diǎn)分析：此辦法施工起來最簡單，但顯然12#樁的承載力將受到影響。

4 結(jié)語

本文以某橋梁樁基施工為例，分析了沖孔灌注樁施工過程中遇到樁孔有堅(jiān)硬異物的原因及相應(yīng)處置措施，相關(guān)結(jié)論可為今后從事類似工程項(xiàng)目的建設(shè)提供參考意見。

［1］JTG/TF50-2011.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

［2］JTG D63-2007.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

［3］四川省川建勘察設(shè)計(jì)院.新津老君山項(xiàng)目大橋工程地質(zhì)詳勘報(bào)告[R].2009.