淺談內(nèi)河航道加固護岸鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制

楊科俊 王饒

摘 要：為了滿足內(nèi)河航道的通航需求，鉆孔灌注樁在加固護岸中的應(yīng)用最為普遍。本文以京杭運河浙江段三級航道整治工程（四改三）為例，介紹內(nèi)河航道鉆孔灌注樁的施工工藝、驗收標準及相應(yīng)檢測方法，并對施工過程中常出現(xiàn)的問題進行分析并提供解決方案，為類似工程的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：加固護岸 鉆孔灌注樁 鋼筋籠

1.工程概況

京杭運河浙江段三級航道整治工程建設(shè)內(nèi)容主要為新建護岸、加固護岸工程，河道疏浚等。灌注樁加固護岸施工根據(jù)灌注樁直徑分為E3A和E3B型護岸施工，E3A型護岸的灌注樁直徑為800mm，E3B型護岸的灌注樁直徑為1200mm，本工程灌注樁均屬于水上灌注樁施工。

2.施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝主要分為平臺搭建、埋設(shè)護筒、鉆機起鉆、成孔驗收、下放鋼筋籠、澆筑混凝土、拔出護筒七個部分。

2.1平臺搭建

灌注樁施工區(qū)域位于水上沿岸，采用回填土的方式構(gòu)建平臺。根據(jù)灌注樁中心線到老護岸的距離確定作業(yè)平臺寬度，然后在平臺近水邊界處打6m長鋼管樁作為平臺的側(cè)向支撐。鋼管樁打完之后鋪土工布及土工格柵，最后回填土方至2.4m標高。

2.2埋設(shè)護筒

護筒的規(guī)范埋設(shè)能夠有效控制灌注樁樁身垂直度以及樁頭完整性。埋設(shè)護筒時首先需要利用RTK放樣確定樁位中心點并做好標記，然后將護筒以樁位中心為中心進行埋設(shè)，護筒長度≥2.5m。

2.3鉆機就位

本工程所用鉆機為GPS-10系列工程鉆機，該系列鉆機操作方便、性能可靠，在基礎(chǔ)施工中被廣泛采用。護筒埋設(shè)之后，立好鉆架并調(diào)整和安設(shè)好起吊系統(tǒng)，將鉆機調(diào)平并對準鉆孔，鉆桿偏差<50mm。開始鉆進時，在護筒刃腳處，應(yīng)慢速鉆進，使刃腳處有堅固的泥皮護壁。鉆進護筒1m后，可按土質(zhì)以正常速度鉆進。開鉆前應(yīng)調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿（相對密度：1.05～1.2；粘度：16～22s；含砂率：4%～8%），鉆進過程中如泥漿損耗、漏出，應(yīng)予補充，并按時檢查泥漿指標，遇土層變化應(yīng)增加檢查次數(shù)，并適當調(diào)整泥漿指標。

2.4成孔驗收

樁機鉆孔達到設(shè)計深度之后，利用換漿法進行首次清孔。采用泥漿泵，通過鉆桿以中速向孔底壓入相對密度1.15左右，含砂率<4%的泥漿，把孔內(nèi)懸浮鉆碴多的泥漿替換出來。清孔后提出鉆桿，分節(jié)拆除，最后用測繩測試成孔深度。

2.5下放鋼筋籠

鋼筋籠采用浮吊船放入孔內(nèi)，采用錘球檢查，保證吊裝時籠節(jié)垂直。吊裝的過程要慢吊、輕放。鋼筋籠連接方式采取單面焊接連接方式，搭接長度為10d（250mm）。鋼筋籠安放時通過護樁控制籠心，保證鋼筋籠中心與樁位偏差在規(guī)范要求的范圍內(nèi)（50mm）。鋼筋籠下放過程中遇阻要查明原因，不得強行插入，可反正旋轉(zhuǎn)，慢起慢落，逐步下放。

2.6二次清孔及澆筑混凝土

澆筑混凝土之前，需要利用導(dǎo)管對樁孔進行二次清孔。利用導(dǎo)管注入清泥漿，使孔底沉淀物及稠泥漿托出孔外，同時使孔內(nèi)泥漿指標、沉渣厚度（≤300mm）等各項指標均達到規(guī)范標準，確保鋼筋與砼的粘結(jié)強度。砼灌注采用直升導(dǎo)管法施工，在孔口逐段拼裝，吊入下沉?xí)r，應(yīng)保持位置居中，防止卡入鋼筋籠碰撞孔壁。各項指標檢查合格后方可灌注水下砼，砼必須連續(xù)澆筑，不得中斷。灌注過程中注意觀察管內(nèi)砼下降和孔內(nèi)泥漿液面的升降情況，及時測量孔內(nèi)砼高程，正確指導(dǎo)導(dǎo)管提升和拆除，保證導(dǎo)管埋入砼深度≥2m。

2.7拔出護筒

灌注樁砼澆筑完成之后，要經(jīng)過12h之后，利用挖機拔出護筒。

3.灌注樁驗收標準及檢測方法

成品灌注樁檢測內(nèi)容包括4個方面：鋼筋焊接件檢測、灌注樁砼試壓塊檢測、樁身低應(yīng)變檢測、灌注樁鉆芯取樣檢測。

3.1鋼筋焊接件檢測

在灌注樁施工過程中，鋼筋籠焊接規(guī)格為電弧單面搭接焊HRB400（φ25）。焊接件檢測數(shù)目為鋼筋籠整體焊接縫數(shù)量的10%，利用液壓萬能試驗機進行焊接件拉伸性能檢測，檢測依據(jù)為《鋼筋焊接接頭試驗方法標準》（JGJ/T 27-2014）。本工程灌注樁主筋直徑為25mm，用靜拉伸力對試樣軸向拉伸時至斷裂（或出現(xiàn)縮頸），觀察斷裂位置離焊縫口的距離、斷口特征，從拉伸曲線圖（如圖1所示）上確定試驗過程中的最大力。

3.2灌注樁砼試壓塊檢測

在灌注樁澆筑砼過程中，現(xiàn)場取材制作規(guī)格為150×150×150mm的砼試壓塊，將試壓塊放到標準養(yǎng)護室養(yǎng)護28d，利用YE-2000C液壓式壓力試驗機進行抗壓試驗，根據(jù)相關(guān)規(guī)范對試壓塊施加荷載直至試件破壞，通過分析抗壓試驗曲線，確定試件抗壓強度。每根樁取三組試壓塊，平均強度值≥30MPa，則滿足強度要求。

3.3樁身低應(yīng)變檢測

樁身低應(yīng)變檢測的主要目的是檢驗樁身結(jié)構(gòu)的完整性，如樁身缺陷位置判斷、施工樁長校對和混凝土強度等級定性估計等。檢測儀器為ZBL-P810基樁動測儀RL009，以《水運工程地基基礎(chǔ)試驗檢測技術(shù)規(guī)程》（JTS 237-2017）為依據(jù)。用手錘敲擊樁頂產(chǎn)生應(yīng)力波，根據(jù)儀器中接收反射波信號得到應(yīng)力波加速度時程曲線，從曲線形態(tài)可以判斷樁長、砼強度、樁身缺陷深度等。

3.4灌注樁鉆芯取樣檢測

為了更進一步了解灌注樁施工質(zhì)量，需要對已經(jīng)施工完成的灌注樁抽取總量的1%進行鉆芯取樣，檢測樁長、不同深度處的混凝土強度、骨料均勻性、膠結(jié)狀態(tài)等。

4.灌注樁施工過程常見問題分析及解決措施

4.1施工過程中塌孔、泥漿不循環(huán)

當遇到流沙土地質(zhì)環(huán)境時，由于流沙土顆粒間粘結(jié)力較小，孔內(nèi)泥漿對孔壁的支撐力不夠，導(dǎo)致孔壁土體塌落，從而孔徑增大，造成塌孔、泥漿不循環(huán)等現(xiàn)象。

解決措施：增大泥漿濃度，降低泥漿含砂率，適當添加膨潤土進行調(diào)節(jié)，保證泥漿對孔壁的支撐力。

4.2施工后方灌注樁沉降

當兩根灌注樁樁芯距較近時，一根灌注樁澆筑砼完成以后，立刻進行下一根灌注樁的施工，當土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散時，在下一根樁鉆孔過程中引起土體震動，由于上一根樁砼未達到初凝，可能引起穿孔，從而導(dǎo)致后方灌注樁沉降。

解決措施：調(diào)整灌注樁施工順序，在一根灌注樁完成以后跳過一根灌注樁進行施工，通過拉大相鄰施工樁的間距控制樁位沉降。等已施工灌注樁砼凝固之后再進行臨近施工。

4.3樁身夾泥、斷樁

樁身夾泥、斷樁的原因有兩方面：（1）首灌量不足，未將孔底泥漿全部頂出，導(dǎo)致混凝土在水下澆筑過程摻雜泥漿等雜物；（2）灌注樁在水下澆筑砼過程中振搗充分，砼密實度未達到規(guī)范要求，從而導(dǎo)致夾泥甚至斷樁現(xiàn)象。

解決措施：在水下砼澆筑之前根據(jù)導(dǎo)管埋深計算出儲料斗內(nèi)混凝土的初存量，保證泥漿全部頂出；在澆筑樁過程中每澆5min一斗利用導(dǎo)管上下移動進行振搗，確保砼的密實度。

4.4鋼筋籠下放困難

在下放鋼筋籠前需要利用鉆桿進行清空，當清空不充分是導(dǎo)致孔內(nèi)下部泥漿濃度過大，使鋼筋籠下放困難；其次如果在鉆孔過程中基礎(chǔ)下放存在塊石等障礙物時，鉆孔速度過快導(dǎo)致障礙物未被完全粉粹，下放鋼筋籠時可能存在阻礙使期下放困難。

解決措施：在成孔之后利用鉆桿進行首次清空，控制注入泥漿濃度，保證孔內(nèi)泥漿均勻。在鉆孔過程中到樁機鉆到塊石或者其他障礙物時減緩鉆進速率，確保孔身規(guī)范。下放鋼筋籠過程困難時通過旋轉(zhuǎn)以及上下抖動緩緩下放。

5.結(jié)束語

經(jīng)過長時間的實踐及經(jīng)驗總結(jié)，京杭運河浙江段三級航道整治工程杭州段（四改三）工程項目灌注樁質(zhì)量得到明顯提高，在施工過程中嚴格控制施工工藝，希望今后為類似工程建設(shè)提供參考。

參考文獻：

[1]JGJ/T 27-2014，鋼筋焊接接頭試驗方法標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2]JTS 237-2017，水運工程地基基礎(chǔ)試驗檢測技術(shù)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2017.