摘要:本文根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗(yàn)，主要對(duì)公路橋梁工程中的鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行了探討。僅供參考。
關(guān)鍵詞: 橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)
在現(xiàn)階段公路橋梁基礎(chǔ)施工中鉆孔灌注樁是被廣泛采用的一種樁基施工技術(shù)。樁基礎(chǔ)根據(jù)沉入不同的土中,施工方法不同,其采用的機(jī)具和施工工藝也不相同,并且影響樁與樁周邊土接觸邊界處的狀態(tài),也會(huì)影響樁與土之間的共同作用性能。鉆孔灌注樁是按施工方法分類中的一種,另外還有打入樁、振動(dòng)下沉樁及管柱基礎(chǔ)等。
一、施工準(zhǔn)備工作
（1） 場(chǎng)地準(zhǔn)備。施工前將場(chǎng)地平整好,以便安裝鉆機(jī)。本橋位1～4 #墩處于水中,且水深常年在1―2m左右,采用土袋圍堰筑島,用砂性土修筑一條長(zhǎng)70 m、頂寬8 m 的E 形島,并壓實(shí),平臺(tái)高于常水位1.0 m ,填土外部按1：1.5放坡采用編織袋砂性土填筑,以防沖刷。在0#臺(tái)與1#墩之間留了一條5m 寬的泄水道。
（2）機(jī)具的選擇。
目前常用的鉆具有旋轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆及沖抓鉆3 種類型。旋轉(zhuǎn)鉆主要用于粘質(zhì)土、砂土、礫、卵石粒徑小于鉆桿內(nèi)徑2/3 ,含量少于20%的碎石土；成孔直徑80～250cm ,成孔深度一般不大于50m。
沖擊鉆主要用于巖土類的樁，也有用于其他土類的樁基施工；成孔直徑80～200cm ,成孔深度一般不大于50m。
沖抓鉆主要用于淤泥、粘質(zhì)土、砂土、礫石及卵石。成孔直徑60～150cm ,成孔深度20～40m。
根據(jù)工程土質(zhì)情況、樁基直徑、樁長(zhǎng)選用合適的機(jī)械,本橋?yàn)?跨16米預(yù)應(yīng)力空心板續(xù)橋面結(jié)構(gòu),總長(zhǎng)度為92米，下部結(jié)構(gòu)為連續(xù)梁樁基礎(chǔ),設(shè)計(jì)樁徑為1.2米，樁長(zhǎng)為45米。工程地質(zhì)為河床1―5米為粘土和亞粘土，以下5―15米為淤泥質(zhì)土中間夾有3―5米中粗砂夾層，16-20米為中砂層，21―48米含粗砂約10%的亞粘土。根據(jù)橋位所在的地質(zhì)情況，采用回旋鉆機(jī)進(jìn)行施工作業(yè)。
（3）測(cè)量放樣。
1）設(shè)置三角閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)，使其符合施工規(guī)范要求，并對(duì)水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。
2）采用坐標(biāo)法測(cè)定墩臺(tái)中線及樁位。
3）設(shè)置控制樁志，并加設(shè)護(hù)樁（所有護(hù)樁應(yīng)設(shè)置于穩(wěn)固、通視的地方）。
4）對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)與直接丈量（鋼尺）進(jìn)行互為較核，確認(rèn)無誤并滿足要求，可采用測(cè)量數(shù)據(jù)。
�。�4）埋置護(hù)筒。本橋護(hù)筒采用鋼板制作，滿足堅(jiān)固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便并能重復(fù)使用的要求。護(hù)筒直徑為1.4 m每節(jié)長(zhǎng)度為2m。
護(hù)筒的作用:
1) 固定樁位,并作鉆孔導(dǎo)向;
2) 保護(hù)孔口,防止孔口土層坍塌;
3) 隔離孔內(nèi)孔外表層水,并保持孔內(nèi)水位高出施工水位以穩(wěn)定孔壁。
護(hù)筒埋置需注意事項(xiàng):
1) 護(hù)筒平面位置埋設(shè)準(zhǔn)確,偏差不大于50mm護(hù)筒頂部標(biāo)高應(yīng)高出地下水位和施工水位1.5～2. 0m。護(hù)筒溢漿口應(yīng)高出地面0.2～0.3 m 護(hù)筒底應(yīng)低于施工最低水位一般低于0.1～0.3m即可。本橋護(hù)筒埋置深度為3米。
(5) 制備泥漿。根據(jù)本橋所在位置的實(shí)際情況，擬在0 # 臺(tái)1 #墩、3 #墩和4 # 墩之間的位置修建兩個(gè)泥漿池。泥漿最好采用優(yōu)質(zhì)純粘土或膨潤(rùn)土;若沒有好的純粘土或膨潤(rùn)土,或者遠(yuǎn)運(yùn)都困難,可摻配少量添加劑改善泥漿的性能。泥漿在鉆孔中的作用:在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力,可防止坍孔;泥漿向孔外土層滲漏,在鉆進(jìn)過程中,因鉆頭的作用,孔壁表面形成一層膠泥,具有護(hù)壁作用,同時(shí)將孔外水流切斷,能穩(wěn)定孔內(nèi)水位;泥漿比重大,具有挾帶鉆渣作用,利于鉆渣排出。泥漿比重在1.05～1.10 之間,由于本樁基于粘土及砂層相間的土層中,采用粘土作泥漿,泥漿比重為1.10 左右。粘度在16～25Pa/S ,含砂率≤4 %。
(6) 安裝鉆機(jī)。鉆機(jī)是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注砼的支架。在鉆孔過程中,成孔中心必須對(duì)準(zhǔn)樁位中心,鉆機(jī)必須保持平穩(wěn),不發(fā)生位移、傾斜和沉陷。鉆機(jī)安裝就位時(shí),應(yīng)詳細(xì)測(cè)量,底座用枕木墊實(shí)塞緊,并在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常檢查。
二、鉆進(jìn)成孔
開孔時(shí)，應(yīng)先啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，使孔內(nèi)儲(chǔ)備一定數(shù)量的泥漿后，才開始鉆進(jìn)。鉆進(jìn)開始時(shí)，應(yīng)低速慢進(jìn)，當(dāng)達(dá)到一定深度時(shí)，可采用中速鉆進(jìn)，但遇砂層時(shí)，應(yīng)放慢鉆速，并適當(dāng)提高泥漿稠度。利用鉆錐不斷地提錐、落錐旋轉(zhuǎn)反復(fù)沖擊孔底及周土層,把土層中粘土泥砂擠向孔壁或打成碎渣,鉆渣懸浮于泥漿中,并通過泥漿泵的循環(huán)作用，使鉆渣溢出。在鉆孔過程中應(yīng)防止坍孔、偏孔、鉆頭埋住或掉進(jìn)孔內(nèi)等事故,因此要注意下列各點(diǎn):
(1) 在鉆孔過程中,始終保持孔內(nèi)外的水位差和泥漿濃度,以起到護(hù)壁固壁作用,防止坍孔。
(2) 在鉆孔過程中,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探情況控制鉆進(jìn)速度、調(diào)整泥漿稠度,防止坍孔、鉆孔偏斜、卡鉆等情況發(fā)生。緩慢地鉆進(jìn)，為保證樁的垂直度,我們?cè)谑┕ぶ屑訌?qiáng)檢校,出現(xiàn)偏孔，應(yīng)馬上采取措施進(jìn)行糾偏，如無法糾偏,則應(yīng)封孔，重鉆。
(3) 鉆孔宜一氣呵成,不宜中途停鉆以避免坍孔,若坍孔嚴(yán)重應(yīng)回填重鉆。
(4) 升降鉆錐時(shí)，必須保持平穩(wěn)，防止碰撞護(hù)筒、孔壁和掛鉤護(hù)筒底部，折裝鉆桿要迅速準(zhǔn)確。
（5）鉆孔過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位、成孔情況的檢查工作。終孔時(shí)應(yīng)對(duì)樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底情況按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查。合格后立即清孔、安放鋼筋籠、灌注砼。
三、清孔及吊裝鋼筋籠
清孔的目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的砼質(zhì)量及承載力。清孔的方法:換漿清孔。鉆孔完成后不再進(jìn)尺,繼續(xù)循環(huán)換漿清渣,直至達(dá)到清理沉渣滿足要求(泥漿比重不大于1.05) 。另外還有抽漿清孔和掏渣清孔的方法,可根據(jù)實(shí)際情況采用適合的方法。
清孔時(shí)要注意的要點(diǎn):
(1) 必須保持孔內(nèi)水頭高度;
(2) 灌注砼前孔底沉淀厚度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定;
(3)不得用加深孔底的方法代替清孔。
鋼筋籠的制作應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)先分段焊成鋼筋骨架,用大噸位吊車或利用鉆架上的卷揚(yáng)機(jī)吊入鉆孔內(nèi)就位,校正鋼筋籠的位置并固定,防止灌注砼后鋼筋籠上浮。
四、灌注水下砼
終孔后待鋼筋籠安裝就位,接著安裝導(dǎo)管。導(dǎo)管內(nèi)徑為30cm 的鋼管,壁厚4mm ,每節(jié)2m ,另有調(diào)整節(jié),長(zhǎng)度0.5～1.0m,最下面一節(jié)為4.9m ,根據(jù)孔深確定導(dǎo)管長(zhǎng)度。導(dǎo)管兩端用法蘭盤及螺栓連接,并墊橡皮圈保證不漏水。在澆注砼前必須檢查導(dǎo)管的密封性,確保導(dǎo)管密封不滲水。將導(dǎo)管居中插入到離孔底0.2～0.3m(不得插入孔底沉淀的泥漿中) ,導(dǎo)管上口接漏斗,并設(shè)隔水栓。待漏斗中砼儲(chǔ)備量足夠后,放開隔水栓,砼從漏斗底迅速下落,孔內(nèi)水位驟漲外溢,說明砼灌入孔內(nèi)。足夠數(shù)量的砼將導(dǎo)管內(nèi)水全部壓出,并使導(dǎo)管下口埋入孔內(nèi)砼內(nèi)1.0m以上,隨著砼不斷通過導(dǎo)管灌入孔內(nèi),孔內(nèi)初期灌注的砼及上面的水、泥漿不斷被頂托升高,不斷提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管,直至鉆孔灌注砼完畢。
灌注水下砼是鉆孔灌注樁施工最后一道關(guān)鍵性的工作,其施工質(zhì)量嚴(yán)重影響樁的質(zhì)量,必須注意以下幾點(diǎn):
(1) 砼材料的要求:認(rèn)真做好水下砼配合比設(shè)計(jì),砼必須具有良好的流動(dòng)性及和易性,為防止卡管,碎石粒徑為1～3cm ,最大粒徑不大于4cm。C25 水下砼配合比: P.O32.5 級(jí)水泥:河沙:碎石:水:減水劑=1：1.82：2.51：0.44：0.03。坍落度為200mm ,每立方米砼水泥用量為420kg ,水灰比為0.44 (實(shí)際操作中水灰比為0.5) ,砂率為42 %。坍落度為20mm。
(2) 必須保證首批砼數(shù)量。為了保證首批砼能將導(dǎo)管內(nèi)水全部壓出并滿足導(dǎo)管初次埋入深度的要求,應(yīng)計(jì)算確定漏斗的最小容積。
(3) 砼必須拌合均勻,盡可能縮短運(yùn)距和減少顛簸,防止砼離析而發(fā)生卡管事故。
(4) 灌注砼必須連續(xù)作業(yè),避免任何原因中斷灌注。砼的拌制和運(yùn)輸必須滿足連續(xù)作業(yè)的要求。
(5) 在灌注過程中,要隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)砼高度和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度,以控制和保證導(dǎo)管埋入砼內(nèi)有適當(dāng)?shù)纳疃?防止導(dǎo)管提升過猛,管底提離砼面或埋入過淺,而使導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)水造成夾泥斷樁,也要防止導(dǎo)管埋入過深,造成管內(nèi)砼壓不出或?qū)Ч鼙豁怕褡〔荒芴嵘?導(dǎo)致中止灌注而斷樁。埋管深度宜控制在2～4m。若鋼筋籠懸空,砼接近鋼筋籠底部時(shí),為防止鋼筋籠上浮,一要放慢灌注速度,二是砼進(jìn)入鋼筋籠1～2 m時(shí),適當(dāng)提高導(dǎo)管,減小導(dǎo)管埋置深度和加大鋼筋籠下部的埋置深度。
(6) 灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值預(yù)加一定高度,此范圍內(nèi)的浮漿和砼應(yīng)鑿除,確保樁頂砼質(zhì)量。預(yù)加值為0.5～1.0m。待砼灌注完畢后扒出鋼護(hù)筒,及時(shí)清除多余的砼,但清理完后的砼還必須比設(shè)計(jì)高20cm ,待砼達(dá)到強(qiáng)度后再鑿除至設(shè)計(jì)標(biāo)高。(實(shí)際施工中可留3～5cm)
(7) 在灌注即將結(jié)束時(shí),應(yīng)核對(duì)砼灌入數(shù)量,確定所測(cè)砼灌注高度是否正確。
(8) 養(yǎng)生,進(jìn)行成樁檢測(cè)。
五、結(jié)束語
隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)仍將被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。灌注樁屬于隱蔽工程，由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，對(duì)其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求。作為工程技術(shù)人員對(duì)各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮，在工程施工中確保工程質(zhì)量。要不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，共同探討交流，使鉆孔灌注樁技術(shù)在土木工程領(lǐng)域發(fā)揮更大作用！
