深厚卵石層大直徑長(zhǎng)樁基施工關(guān)鍵技術(shù)

潘 艷 軍

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

近年來，橋梁形式逐漸向大跨、輕型、高強(qiáng)、整體方向發(fā)展，橋梁基礎(chǔ)尤其是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)日新月異。鉆孔灌注樁作為橋梁基礎(chǔ)，因其經(jīng)濟(jì)性和施工相對(duì)容易的特點(diǎn)已成為橋梁基礎(chǔ)的主要形式。目前，鉆孔樁基礎(chǔ)正逐漸向深孔、大直徑方向發(fā)展，在大跨徑、復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域?qū)︺@孔灌注樁的施工提出了新的攻關(guān)課題。但缺少?zèng)_積平原地區(qū)存在的砂卵石層厚、漂卵石粒徑大的地質(zhì)條件下施工深大樁基的經(jīng)驗(yàn)。筆者闡述了深厚卵石層大直徑長(zhǎng)樁基中對(duì)樁長(zhǎng)的控制采取的施工技術(shù)。

2 深厚卵石層大直徑長(zhǎng)樁基施工特點(diǎn)

在橋梁樁基施工中，樁基的類型比較多，施工的工藝上亦較復(fù)雜，使用的范圍較廣，故在具體的樁基施工中就顯得比較復(fù)雜。超厚卵石層大樁徑長(zhǎng)樁基施工特點(diǎn)為[1]：鉆孔孔深不超挖控制難度大；卵石層厚導(dǎo)致漏漿嚴(yán)重，易塌孔，需插打超長(zhǎng)鋼護(hù)筒；清孔難度大，孔底沉渣厚度難控制；澆筑時(shí)對(duì)混凝土質(zhì)量要求高，澆筑樁長(zhǎng)控制難度大等。

3 深厚卵石層大樁徑長(zhǎng)樁基施工要點(diǎn)

3.1 鉆 孔

在施工準(zhǔn)備階段，記錄完原地面標(biāo)高后清理施工現(xiàn)場(chǎng)的雜物，修筑并接通便道，接通供電、供水、排水系統(tǒng)，平整處理鉆機(jī)就位場(chǎng)地并達(dá)到適宜人員操作、便于機(jī)械就位和運(yùn)轉(zhuǎn)的施工要求。

根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的控制點(diǎn)，采用全站儀現(xiàn)場(chǎng)布置控制網(wǎng)并復(fù)核。依據(jù)樁基中心軸線坐標(biāo)值，用坐標(biāo)法或極坐標(biāo)法放樣樁基中心線、樁基中心點(diǎn)等并打入標(biāo)樁，中心線的放樣誤差應(yīng)控制在5 cm范圍內(nèi)。在距樁中心約2 m的安全地帶設(shè)置十字形控制樁以便于校核，樁上標(biāo)明樁號(hào)。

在挖護(hù)筒之前采用“十”字交叉法在護(hù)筒以外較穩(wěn)定的部位設(shè)4個(gè)定位樁，并在埋設(shè)前通過定位樁拉線放樣，然后利用鉆機(jī)引孔，再將護(hù)筒利用振動(dòng)錘放進(jìn)坑內(nèi)插打到位，鋼護(hù)筒需穿越卵石層。護(hù)筒就位后，對(duì)其外側(cè)開挖縫分層回填搗密。

鉆孔時(shí)，孔內(nèi)水位宜高于護(hù)筒底腳0.5 m以上或地下水位以上1.5～2 m，鉆進(jìn)中應(yīng)經(jīng)常注意土層變化，在土層變化處均撈取渣樣，判斷土層，記入記錄表中并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)，看其是否滿足設(shè)計(jì)承載力。鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行[2]，填寫鉆孔施工記錄，交接班時(shí)應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意的事項(xiàng)。經(jīng)常檢驗(yàn)?zāi)酀{指標(biāo)，不符合要求時(shí)，應(yīng)隨時(shí)通過向孔內(nèi)添加黏土或向泥漿池添加清水進(jìn)行修正。

3.2 鋼筋籠的制作與安裝

應(yīng)按嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋籠的制作，按骨架的尺度制備相應(yīng)尺寸的樣板，在樣板上將箍筋彎成圈。首先通過鋼筋定位支架，同時(shí)控制各主筋之間間距均勻，將誤差控制在l cm以內(nèi)。另外，要嚴(yán)格檢查鋼筋和焊條質(zhì)量，保證焊條的型號(hào)與鋼筋的性能相符合，還要符合相關(guān)的施工規(guī)范，可以在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)進(jìn)行定位圈的焊接，同時(shí)安裝好聲測(cè)檢測(cè)管，檢測(cè)并保證焊接的質(zhì)量，使鋼筋籠制作的安全性獲得有力的保證[3]。在鋼筋籠搬運(yùn)與吊放時(shí)，要避免鋼筋籠發(fā)生變形，安裝時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位，順直扶穩(wěn)后將鋼筋籠以均勻的速度放入孔內(nèi)。

3.3 清 孔

清孔分兩次進(jìn)行：一清在成孔后立即進(jìn)行，安裝完鋼筋籠后即進(jìn)行第二次清孔。清孔使用導(dǎo)管、泥漿泵采用泥漿正循環(huán)，目的是使孔底沉渣厚度、泥漿含砂率、濃度和黏度均符合混凝土澆筑時(shí)的要求[4]：孔底沉渣厚度不大于5 cm、泥漿比重為1.02～1.1、黏度為17～20 Pa·s、含砂率<2%。應(yīng)注意隨時(shí)量測(cè)孔深，二次清孔結(jié)束即可進(jìn)行水下混凝土灌注。

3.4 灌注混凝土

首盤混凝土需將導(dǎo)管埋深2 m以上，采用大漏斗接導(dǎo)管進(jìn)行灌注。正常灌注過程中[5]，由于大漏斗操作不便，為保證混凝土下放順利，故換小漏斗進(jìn)行灌注。灌注開始后，應(yīng)連續(xù)有節(jié)奏地進(jìn)行，拆卸導(dǎo)管時(shí)要有序、迅速地完成，并盡可能地減少導(dǎo)管的拆除次數(shù)，保證混凝土灌注的連續(xù)性。導(dǎo)管的提升與拆除是水下混凝土灌注施工的重點(diǎn)控制環(huán)節(jié)，在整個(gè)混凝土灌注過程中，必須保證導(dǎo)管埋入混凝土的深度大于2 m，導(dǎo)管提升速度過慢將影響混凝土的灌注速度，容易造成堵管。導(dǎo)管提升速度過快，容易將導(dǎo)管拔出混凝土面造成斷樁，所以，必須準(zhǔn)確計(jì)算每次拆除導(dǎo)管的長(zhǎng)度：?jiǎn)未螌?dǎo)管拆除長(zhǎng)度=孔內(nèi)導(dǎo)管總長(zhǎng)-(測(cè)繩實(shí)測(cè)孔口至混凝土面距離+2 m)，嚴(yán)格控制以確保樁基混凝土灌注順利。在灌注混凝土?xí)r，每根樁應(yīng)制作不少于1組的混凝土試件。對(duì)于露出地面及樁頂以下的整體式鋼護(hù)筒，在澆筑混凝土后立即拔出。

4 深厚卵石層大直徑長(zhǎng)樁基樁長(zhǎng)控制要點(diǎn)

4.1 施工技術(shù)

深厚卵石層大直徑長(zhǎng)樁基的樁長(zhǎng)控制可以從鉆孔樁的成孔深度、沉渣厚度、樁頭長(zhǎng)度著手，不僅減少了混凝土的浪費(fèi)，同時(shí)也減小了破樁頭的工程量，從而達(dá)到提高施工功效、節(jié)約成本的目的。將樁基鉆孔深度控制在超挖10 cm以內(nèi)，鉆孔前，測(cè)量人員應(yīng)做好孔口鋼護(hù)筒標(biāo)高的測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員經(jīng)過計(jì)算確定鉆孔深度。成孔前，注意控制鉆進(jìn)速度，同時(shí)測(cè)量人員復(fù)核孔口鋼護(hù)筒標(biāo)高，減小鋼護(hù)筒下沉導(dǎo)致的誤差，嚴(yán)格控制樁底標(biāo)高，進(jìn)而控制成孔孔深。鑒于鉆孔樁孔底沉渣厚度也會(huì)影響樁長(zhǎng)，因此，我們?cè)跇痘煽缀笮柽M(jìn)行一清，直到利用吊錘測(cè)量孔底沉渣厚度合格后方能安裝鋼筋籠；鋼筋籠安裝不能固定在鋼護(hù)筒上，否則可能導(dǎo)致鋼護(hù)筒下沉而影響到對(duì)樁長(zhǎng)的控制；鋼筋籠安裝完成后需進(jìn)行第二次清孔，待沉渣厚度小于5 cm才能灌注混凝土。灌注樁基混凝土?xí)r對(duì)樁頭長(zhǎng)度的控制尤為重要，需將樁頭長(zhǎng)度控制在50 cm左右。為了保證樁頭混凝土強(qiáng)度，需要準(zhǔn)確計(jì)算空樁長(zhǎng)度進(jìn)而控制樁頂超灌部分(破樁頭)樁基長(zhǎng)度，空樁長(zhǎng)度=護(hù)筒頂部標(biāo)高-(設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高+0.5 m+下沉長(zhǎng)度),下沉長(zhǎng)度為超厚卵石層不密實(shí)、拔出鋼護(hù)筒后產(chǎn)生的下沉量；同時(shí)注意在深厚卵石層中施工需拔出超長(zhǎng)鋼護(hù)筒。由于卵石層松散，拔出鋼護(hù)筒后樁基混凝土頂面會(huì)下沉，故在試驗(yàn)樁灌注混凝土?xí)r應(yīng)適當(dāng)超灌注一部分，根據(jù)鋼護(hù)筒體積計(jì)算出理論下沉長(zhǎng)度，對(duì)比實(shí)際的下沉長(zhǎng)度計(jì)算出差值，后面樁基的樁頭長(zhǎng)度加上這個(gè)差值，從而確保樁基長(zhǎng)度。

4.2 管理制度

成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的樁基質(zhì)量管理小組，全面負(fù)責(zé)樁基的質(zhì)量管理工作。配備專職質(zhì)檢工程師，作業(yè)隊(duì)設(shè)專職質(zhì)檢員，班組設(shè)兼職質(zhì)檢員。各級(jí)樁基質(zhì)量管理人員分工負(fù)責(zé)，互相協(xié)調(diào)，層層落實(shí)職能和責(zé)任，做到各司其職，各負(fù)其責(zé)。通過建立樁基施工質(zhì)量控制體系，制定樁基質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度，堅(jiān)持評(píng)比兌現(xiàn)，激發(fā)施工人員的工作積極性，對(duì)樁基施工質(zhì)量低劣、管理差的除限期整改外，視具體情況處以一定金額的罰款。

加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管人員的巡視工作，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)指正整改。嚴(yán)格施工過程中的三檢制度，各級(jí)樁基管理人員應(yīng)嚴(yán)格層層把關(guān)，驗(yàn)收不合格不允許進(jìn)入下道工序。注重對(duì)混凝土澆筑方面的質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照混凝土澆筑工藝要求施工。

5 結(jié) 語(yǔ)

樁基樁長(zhǎng)控制作為樁基質(zhì)量控制中重要的一部分，在深厚卵石層大直徑長(zhǎng)樁基質(zhì)量控制中更為關(guān)鍵。其樁長(zhǎng)受松散卵石層、沉渣、樁頭長(zhǎng)度等影響，施工人員很難對(duì)樁基的施工長(zhǎng)度進(jìn)行控制。因此，對(duì)于這些問題進(jìn)行有針對(duì)性的解決比較重要，只有在這些方面得到了保障，才能有效控制樁基質(zhì)量。通過理論并結(jié)合施工實(shí)際，加強(qiáng)對(duì)橋梁樁基樁長(zhǎng)的控制，對(duì)樁基整體質(zhì)量提升和施工成本節(jié)約意義重大。