橋梁樁基礎(chǔ)工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

聶云鵬

山西路橋橋隧工程有限公司 山西朔州 036000

1 鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備工作

1.1 樁基礎(chǔ)施工環(huán)境的準(zhǔn)備

為了保證橋梁樁基礎(chǔ)施工效率和質(zhì)量，施工前必須做好準(zhǔn)備工作，對(duì)樁基周圍環(huán)境和地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)分析，并從地理位置、水文地貌等方面進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，根據(jù)實(shí)際情況等制定科學(xué)合理的施工方案。總之，為樁基礎(chǔ)施工創(chuàng)造良好的環(huán)境，以保證施工效率和質(zhì)量[1]。①準(zhǔn)備工作：場(chǎng)地平整-放中樁（含護(hù)樁）-排水溝開(kāi)挖-搭建鉆機(jī)平臺(tái)-制作護(hù)筒及埋設(shè)-泥漿制備。②搭建鉆機(jī)平臺(tái)。通常，樁基的設(shè)計(jì)平面尺寸、鉆機(jī)底座平面尺寸、施工方法、鉆具布置和位移需求等，對(duì)鉆機(jī)平臺(tái)的平面尺寸有不同程度的影響。鉆機(jī)場(chǎng)地在平地時(shí)，應(yīng)平整場(chǎng)地，清除場(chǎng)地內(nèi)雜物并夯實(shí)，防止施工時(shí)因場(chǎng)地不平造成鉆機(jī)沉陷。當(dāng)場(chǎng)地處于陡坡時(shí)，應(yīng)采用木排架或枕木搭設(shè)工作平臺(tái)，以保證工作平臺(tái)的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。若在水中鉆孔，應(yīng)使用宕渣和其他材料筑島，雖然只是一個(gè)臨時(shí)鉆機(jī)平臺(tái)，也應(yīng)有足夠的承載能力來(lái)支撐鉆孔機(jī)械、鉆孔作業(yè)、護(hù)筒加壓、水下混凝土澆筑、鋼籠吊放等可能產(chǎn)生的重量，并保持一定的穩(wěn)定性。③埋置護(hù)筒。埋設(shè)護(hù)筒除固定位置外，主要用于隔開(kāi)地表水，并在鉆機(jī)內(nèi)形成一定高度的水頭，提高孔內(nèi)靜水壓力，穩(wěn)定孔壁，保持孔內(nèi)泥漿表面標(biāo)高，防止塌孔。施工現(xiàn)場(chǎng)水位較深時(shí)，一般采用鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒直徑比設(shè)計(jì)樁徑大20-40cm，埋深大于1.5m，當(dāng)高出水面（或地下水位）或施工水位1.5-2.0m，高出地面200mm時(shí)，護(hù)筒中心與樁位重合，誤差不大于10mm，經(jīng)監(jiān)理人檢查確認(rèn)后方可進(jìn)行周圍土方填筑嵌固。當(dāng)樁基護(hù)筒為砂層或淤泥層時(shí)，應(yīng)填筑并夯實(shí)一些粘土，以防止由于回填不密實(shí)而漏水。

1.2 泥漿的制備

為了縮短制漿時(shí)攪拌時(shí)間，應(yīng)先將泥土打碎，在條件允許的情況下，可采用膨脹土作為制漿原料。橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工中，若泥漿量不滿足要求或泥漿比重低，樁底會(huì)產(chǎn)生大量沉淀物，而沉渣會(huì)導(dǎo)致樁與地基間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。因此，橋梁工程對(duì)泥漿比重和粘度的要求較高。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的要點(diǎn)

樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工在橋梁工程施工中占有重要地位，它是保證橋梁施工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，能提高施工效率和工程質(zhì)量。因此，有必要對(duì)樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 鉆孔成孔

在橋梁基礎(chǔ)水下施工中，使用旋挖鉆機(jī)鉆入時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)注意減壓鉆進(jìn)，也就是說(shuō)，必須用主鉤吊起部分鉆具重量，以保證孔底鉆壓小于鉆具重力壓強(qiáng)的80%，不包括浮力。其方法是在下鉆作業(yè)過(guò)程中保持鉆桿的垂直度，使鉆桿穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)下鉆，盡量避免斜孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。旋挖鉆機(jī)鉆孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同工況選擇相應(yīng)的鉆斗，從首次灌漿開(kāi)始，應(yīng)豎直灌注樁孔，并觀察泥漿面至少高出護(hù)筒底部0.5m，為減少因鉆進(jìn)速度過(guò)快造成坍塌事故，鉆進(jìn)速度應(yīng)嚴(yán)格控制在75-80cm/s，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件松軟時(shí)應(yīng)降低鉆進(jìn)速度。所有開(kāi)孔作業(yè)應(yīng)準(zhǔn)確緩慢地進(jìn)行，所有導(dǎo)向部位或鉆頭進(jìn)入地層后再正常鉆進(jìn)，在施工過(guò)程中，施工人員要特別注意鉆進(jìn)速度、泥漿指標(biāo)、孔內(nèi)水位等問(wèn)題，及時(shí)對(duì)其調(diào)整，避免影響鉆進(jìn)質(zhì)量，還需及時(shí)檢測(cè)和觀察孔位及成孔情況。處理孔內(nèi)事故或因故停鉆時(shí)，應(yīng)將鉆頭提出孔外，防止出現(xiàn)坍孔埋鉆事故。需注意的是，鉆孔成孔作業(yè)完成后，應(yīng)盡快清理鉆孔，并采用掏渣、抽漿、換漿等方法重復(fù)清洗，當(dāng)孔內(nèi)無(wú)污物后方可停止清洗。同時(shí)，應(yīng)注意保證孔內(nèi)水頭高度不超過(guò)合理范圍，以保證孔底沉渣厚度滿足要求設(shè)計(jì)，嚴(yán)禁通過(guò)孔底加深進(jìn)行清理。

2.2 鋼筋籠的制作與安裝

灌注樁鋼筋籠制作前，鋼筋應(yīng)除銹整直，主筋不得局部彎曲，鋼筋骨架分段制作，每段長(zhǎng)8-12m，分段后主筋接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，使同一截面接頭數(shù)不超過(guò)主筋總數(shù)的50%，兩接頭間的距離錯(cuò)開(kāi)不小于40d且大于50cm。分段鋼籠采用汽車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，吊車吊裝至現(xiàn)場(chǎng)。先下放第一道鋼筋籠，再向管內(nèi)注入清水，再下放第二道鋼筋籠，并組織專業(yè)鋼筋工將鋼筋籠上下兩節(jié)用擠壓套管連接，時(shí)間應(yīng)控制在30min內(nèi)[2]。連接完成后，繼續(xù)下放鋼筋籠，用型鋼臨時(shí)固定，然后向試管內(nèi)注入清水，重復(fù)上述步驟安裝鋼筋籠。為保證鋼筋籠埋設(shè)和灌注樁混凝土?xí)r保護(hù)層的厚度，在鋼筋骨架上預(yù)先安裝混凝土墊塊，控制鋼筋籠與孔壁凈距，這些墊塊能可靠、等距地綁扎鋼筋骨架周徑，其沿樁長(zhǎng)間距不應(yīng)超過(guò)2m，或采用其他有效方法，確保保護(hù)層符合圖紙要求，且橫向圓周不少于4處。鋼筋籠在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)防止扭曲，兩段鋼筋籠接頭應(yīng)焊接，鋼筋籠用60t浮吊安裝。灌注混凝土前將鋼筋籠骨架置于孔內(nèi)。若鋼筋骨架澆筑后不能立即澆筑混凝土，應(yīng)將鋼筋骨架從孔內(nèi)移去。支撐系統(tǒng)必須與中心線對(duì)齊，以防止鋼筋骨架傾斜和移動(dòng)。鋼筋籠尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2.3 灌注混凝土

混凝土灌注是鉆孔灌注樁施工技術(shù)的最后一個(gè)階段，其施工質(zhì)量將直接影響鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。因此，灌注前，應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)和試驗(yàn)得出的配合比配制混凝土。在灌注中，應(yīng)輔以導(dǎo)管完成。選用直通式密封連接完成管，其下口距孔底30-50cm間，混凝土澆筑應(yīng)在二次清孔后30min內(nèi)開(kāi)始。灌注的連續(xù)性和順暢性是混凝土灌注后，合理控制灌注速度的主要參考指標(biāo)。混凝土灌注完成后，為避免振動(dòng)等環(huán)境因素對(duì)樁質(zhì)量的影響，必須采取適當(dāng)?shù)暮罄m(xù)養(yǎng)護(hù)處理。

2.4 導(dǎo)管的提拉

若在澆筑過(guò)程中混凝土下落不暢，應(yīng)通過(guò)上下活動(dòng)提升導(dǎo)管來(lái)解決。需注意的是，在導(dǎo)管提拉及放下作業(yè)時(shí)，若速度過(guò)快和振幅過(guò)大，會(huì)致使空氣進(jìn)入且很難將其排除，會(huì)對(duì)樁身產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致樁身局部空洞和蜂窩，嚴(yán)重時(shí)可能形成“空心樁”[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

因此，在澆筑過(guò)程中，不僅要控制混凝土攪拌質(zhì)量，保證混凝土澆筑的連續(xù)性，而且要盡量減少澆筑時(shí)間，還需控制好提拉導(dǎo)管的速度和幅度，特別是在樁頂澆筑時(shí)，提拉要多次重復(fù)，保證慢起慢落，避免造成樁頂中心混凝土質(zhì)量差和空心現(xiàn)象。