水下混凝土灌注樁施工與管理探究

摘要：鉆孔灌注樁由于其承載力大，沉降變形小，已廣泛用于高架橋、水面橋梁基礎(chǔ)，但由于其施工工藝相對復(fù)雜，工序成樁時間長環(huán)境污染較大，特別是在水上作業(yè)相對困難，施工全過程的管理需要嚴(yán)格把控。

關(guān)鍵詞：建筑工程；水下混凝土灌注樁；施工

引言

由于橋梁施工環(huán)境、作業(yè)面往往在水環(huán)境中，施工存在很大的困難；河道水上作業(yè)，施工測量定位難度大；施工機(jī)械設(shè)備的架設(shè)難度大；需要外進(jìn)粘土造漿護(hù)壁，成孔過程困難；水上澆筑混凝土難度大；泥漿循環(huán)路徑長并涉及水面區(qū)域，泥漿收集管理環(huán)保要求高。

1、水下鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工

1.1施工步驟：

樁位軸線測定——埋設(shè)護(hù)筒——駁船鉆機(jī)就位（泥漿池準(zhǔn)備）——鉆進(jìn)成孔——第一次清孔（測沉渣）——安放鋼筋籠——安放導(dǎo)管——第二次清孔（測沉渣）——安放隔水塞——灌注砼——驗(yàn)收記錄（測標(biāo)高、充盈系數(shù)）——鉆機(jī)移位

1.2測量放線：施工前應(yīng)進(jìn)行樁位放測，在軸線兩側(cè)架水上龍門架，橫桿中心標(biāo)注樁位中心線位置，立桿用鋼管加兩根鋼管斜撐打入河底固定，岸上在控制點(diǎn)上架設(shè)兩臺J2經(jīng)緯儀，對每一次樁位的定位進(jìn)行復(fù)測。鉆機(jī)架設(shè)在駁船船頭，樁機(jī)就位后檢查樁機(jī)鉆尖是否在樁位中心點(diǎn)，并檢查轉(zhuǎn)盤的水平方向是否平直，確保壯的垂直度，船兩側(cè)拋錨固定；放線后由主管技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)核后報監(jiān)理工程師進(jìn)行樁位復(fù)測。

1.3埋設(shè)護(hù)筒：護(hù)筒因考慮多次周轉(zhuǎn)并要在水下施工需要加長，經(jīng)測量河道水位深度H，采用5mm鋼扳制成，護(hù)筒加長至H+1米；護(hù)筒內(nèi)徑，使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)時比樁徑大10～20cm，埋置護(hù)筒嵌入河底0.5m，保持水頭護(hù)筒要高出施工水位0.5m，位置的偏差應(yīng)不超5cm。報監(jiān)理工程師復(fù)核護(hù)筒、轉(zhuǎn)盤的標(biāo)高。

1.4泥漿準(zhǔn)備：制備泥漿應(yīng)選用塑性指數(shù)IP>10的粘性土或膨潤土，工程土層若有足夠粘土層的可原土造漿，若不是粘土層則不能完全進(jìn)行原土造漿，泥漿池設(shè)在岸上，轉(zhuǎn)機(jī)啟動后加土造漿，同時定時測泥漿比重，對上層土層的泥漿比重泥漿比重控制在1.1～1.2間。下層土層泥漿比重控制在1.2～1.25間。

1.5鉆孔灌注樁施工：采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法，將駁船定位鉆機(jī)調(diào)平對準(zhǔn)鉆孔，把鉆頭吊起徐徐放人護(hù)筒內(nèi)，對正樁位，啟動泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，等泥漿輸?shù)娇變?nèi)一定數(shù)量后，方可開始鉆孔。鉆孔應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得間斷，視土質(zhì)及鉆進(jìn)部位調(diào)整鉆進(jìn)速度。鉆進(jìn)過程中，應(yīng)低檔慢速鉆進(jìn)。要確保泥漿水頭高度高出孔外水位0.5m以上，泥漿如有損失、漏失，應(yīng)及時補(bǔ)充。鉆進(jìn)過程中，每進(jìn)2～3m應(yīng)檢查孔徑、豎直度，在泥漿池?fù)迫°@渣，以便和設(shè)計地質(zhì)資料核對。鉆進(jìn)時，為減少擴(kuò)孔、彎孔和斜孔，應(yīng)采用減壓法鉆進(jìn)，使鉆桿維持垂直狀態(tài)。終孔檢查合格后，迅速組織清孔。鋼筋籠安放要牢固，以防在砼澆筑過程中鋼筋籠浮起。水下砼采用導(dǎo)管法進(jìn)行灌注，導(dǎo)管應(yīng)居中穩(wěn)步沉放，不能接觸到鋼筋籠，導(dǎo)管吊掛在鉆機(jī)頂部滑輪上，導(dǎo)管底部距樁底的距離0.25～0.4m，導(dǎo)管頂部的貯料斗約Vm3，滿足首次灌注剪球后導(dǎo)管端能埋入砼中0.8～1.2m，隨著砼的不斷澆入，施工中導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)始終充滿砼，使導(dǎo)管埋入砼中的深度保持2～6m間。為避免相鄰樁之間擠樁造成斷樁而采用跳打法，再倒序循環(huán)。現(xiàn)場技術(shù)人員對鉆孔灌注樁各項(xiàng)原始記錄及時進(jìn)行整理簽認(rèn)，同時做好隱蔽工程驗(yàn)收記錄，及時報監(jiān)理驗(yàn)收簽認(rèn)。

2、施工管理要點(diǎn)難點(diǎn)、質(zhì)量通病防止：

2.1確保樁身成孔垂直精度

這是灌注樁順利施工的一個重要條件，為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計要求，應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，加強(qiáng)駁船錨固；經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施。確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度在護(hù)筒定位后及時復(fù)核護(hù)筒的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，

2.2鉆孔灌注樁斷樁的防治

導(dǎo)管使用時，要對導(dǎo)管進(jìn)行檢漏和抗拉力試驗(yàn)，以防導(dǎo)管滲漏。導(dǎo)管的直徑應(yīng)根據(jù)樁徑和石料的最大粒徑確定，下導(dǎo)管時，其底口距孔底的距離不大于40-50cm（注意導(dǎo)管口不能理入沉淀的淤泥渣中），同時要能保證首批混凝土灌筑后能埋住導(dǎo)管至少1.0m。在隨后的灌筑過程中，導(dǎo)管的埋置深度一般控制在2.0m—4.0m的范圍內(nèi)（測繩同步隨測）。混凝土塌落度要控制在18-22cm，要求和易性好。在鋼筋籠制作時，優(yōu)先采用對焊，以保證焊口平順。在提拔導(dǎo)管時要通過測量混凝土的灌筑深度及已拆下導(dǎo)管的長度，認(rèn)真計算提拔導(dǎo)管的長度，嚴(yán)禁不經(jīng)測量和計算而盲目提拔導(dǎo)管。關(guān)鍵設(shè)備（混凝土攪拌設(shè)備、發(fā)電機(jī)、運(yùn)輸車輛）要有備用，混凝土備料要準(zhǔn)備充足，以保證能連續(xù)灌注。

2.3孔底沉渣的測定

測沉渣因人為因素較大，但又為重要指標(biāo)，采用測沉渣程序建議如下；

1）用正循環(huán)泥漿清孔，待估計達(dá)到要求后，調(diào)節(jié)泥漿濃度，使其符合要求（相對密度大于1.20）。

2）在樁孔正上方鉆機(jī)平臺上平放一根方木并臨時固定。

3）在泥漿泵開動的情況下，上下提拉導(dǎo)管（輕觸孔底）數(shù)次，使?jié){流盡量沖動浮起沉渣。保持管口離孔底10cm左右，然后讓測繩靠著方木落下。

4）待錘著地、繩拉直時，在繩與方木接觸處分別做記號，提起重錘，停泵，待渣沉淀（約5～10min），將測繩沿著方木上的記號處落下，錘著地，量出前后兩次繩與方木接觸處的高差，該值可視為沉渣厚度。

5）接著可對該點(diǎn)復(fù)測一次，具體作法是，開動漿泵并上下提拉導(dǎo)管，測繩立即下沉，下沉值為沉渣厚度。

6）換幾個位置，重復(fù)上述作法，取平均值，作為沉渣厚度。

2.4施工中堵管及導(dǎo)管掛鋼筋的控制

施工容易出現(xiàn)卡管和導(dǎo)管掛住鋼筋籠。首先安放導(dǎo)管時，注意檢查導(dǎo)管的完好性，密封圈有無涂油上好。其次每車商品砼都要檢查和易性，注意不要讓塌落度小于18cm的砼灌入導(dǎo)管、容易產(chǎn)生堵管。第三保證首灌量，同時在首灌后，注意導(dǎo)管有無漏水。若有漏水，立即拔出導(dǎo)管和鋼筋籠，下鉆重新鉆進(jìn)，清孔重新灌注。第四當(dāng)導(dǎo)管堵塞而混凝土尚未初凝時，首先采用振動器振動導(dǎo)管，將混凝土振落，如不行，則迅速拔出導(dǎo)管用高壓水沖通導(dǎo)管，重新下隔水栓灌注。澆筑時，當(dāng)隔水球沖出導(dǎo)管后，應(yīng)將導(dǎo)管繼續(xù)下降，直到導(dǎo)管不能再插入時，然后在稍提升導(dǎo)管，繼續(xù)澆注混凝土，出現(xiàn)該情況，記下樁號，進(jìn)行小應(yīng)變對樁身進(jìn)行完整性測試。

結(jié)語

鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進(jìn)行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)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(jìn)度，在施工前要認(rèn)真熟悉設(shè)計圖紙，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，認(rèn)真充分地準(zhǔn)備使用機(jī)械設(shè)備及應(yīng)急物資；對灌注樁在施工過程中可能會發(fā)生的一些問題進(jìn)行分析后制訂出施工方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）；

[2]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2016）；