淺談濕陷性黃土地區(qū)的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工工藝

【摘 要】鉆孔灌注樁基礎(chǔ)在道路橋梁工程中應(yīng)用比較廣泛，它的施工工藝及技術(shù)發(fā)展也比較成熟，通過本文，可以更深層次的了解鉆孔灌注樁基礎(chǔ)在濕陷性黃土地區(qū)施工的工藝改進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】濕陷性黃土;鉆孔灌注樁

黃土是在第四紀(jì)形成的一種特殊的陸相疏松堆積物，顆粒成分以粉粒為主，富含碳酸鈣。濕陷性黃土是一種非飽和的欠壓密土，具有大孔和垂直節(jié)理。在天然濕度下，具壓縮性較低、強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，但遇水浸濕時(shí)，土的強(qiáng)度顯著降低，在附加壓力與土的自重壓力下引起的濕陷變形是一種下沉量大、下沉速度快的失穩(wěn)性變形，對(duì)建筑物的危害性大。我省大部分地區(qū)都為黃土區(qū)，所以探求濕陷性黃土地區(qū)的深基礎(chǔ)施工工藝顯得尤為重要。

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)具有承載力大、穩(wěn)定性好、沉降量小、受施工水位或地下水位高低的影響較小、施工機(jī)械簡(jiǎn)單、場(chǎng)地要求局限性小、噪音污染較小和造價(jià)偏低等優(yōu)點(diǎn)。它的施工工藝及技術(shù)發(fā)展也比較成熟，所以近幾年鉆孔灌注樁在省內(nèi)大中橋梁的施工中得以廣泛運(yùn)用。2009年蘭州至中川機(jī)場(chǎng)高速公路養(yǎng)護(hù)維修工程紅柳灣大橋便是采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

一、施工工藝

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工過程是：平整場(chǎng)地→泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝鉆機(jī)并定位→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。

二、施工順序

(1)鉆孔機(jī)的安裝與定位

安裝鉆孔機(jī)的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。在濕陷性黃土地段，由于少量的積水都可導(dǎo)致地基不均勻沉降，必須在鉆機(jī)支座處墊上鋼板或枕木，防止水流造成的地基變形。為防止樁位不準(zhǔn)，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機(jī)，定時(shí)對(duì)機(jī)位進(jìn)行定位監(jiān)督，防止機(jī)位細(xì)小的偏移造成孔位偏移或傾斜。

(2)埋設(shè)護(hù)筒

為了固定樁位、導(dǎo)向鉆頭、隔離地面水、保護(hù)孔口地面不變形及提高孔內(nèi)水位從而增加對(duì)孔壁靜壓力以防塌孔。在鉆孔前要埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒要求堅(jiān)固耐用，不漏水，一般常用4mm—6mm鋼板制成，其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大20cm—40cm。為了增加剛度防止變形可在護(hù)筒上下端口和中部外側(cè)各加焊一道加勁肋。護(hù)筒埋深易為2m—4m，頂面需高出地面0.3m左右，其高度應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面的要求。

(3)泥漿制備

泥漿太稀，排渣能力小、護(hù)壁效果差；泥漿太稠會(huì)削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進(jìn)速度，要定時(shí)對(duì)泥漿稠度做好檢測(cè)工作。另外，在濕陷性黃土地區(qū)施工需要特別注意泥漿池的圍護(hù)工作，在泥漿池底部重疊鋪設(shè)塑料布，防止?jié)B水，嚴(yán)格計(jì)算記錄泥漿循環(huán)速度，控制泥漿不得超出泥漿池邊緣，或能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)泥漿下滲，發(fā)現(xiàn)問題及早補(bǔ)救。

(4)鉆孔

鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，才能保證成孔質(zhì)量，首先要注意開孔質(zhì)量，為此必須對(duì)好中線及垂直度，并壓好護(hù)筒。在施工中要注意不斷添加泥漿，還要隨時(shí)檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。鉆孔的順序也應(yīng)事先規(guī)劃好，既要保證下一個(gè)樁孔的施工不影響上一個(gè)樁孔，又要使鉆機(jī)的移動(dòng)距離不要過遠(yuǎn)和相互干擾。在濕陷性黃土地區(qū)鉆孔時(shí)要嚴(yán)格控制進(jìn)孔速度，做好鉆孔記錄。

在機(jī)場(chǎng)高速紅柳灣大橋的施工中，我們遇到了進(jìn)孔速度驟然加快泥漿快速流失的情況，分析是由于鉆頭正在經(jīng)過黃土松散層，泥漿無法掛壁且迅速橫向流出，如果不及時(shí)處理將在地下形成水層，承載力將無從說起，后果不堪設(shè)想。我們立即放慢了錘擊速度，試圖采用厚漿護(hù)壁，提高孔壁的承載力，然而效果并不顯著。后來大家集思廣益嘗試著把片石拋入孔中，通過鉆頭的沖擊力把片石擠置孔壁邊緣，再加之泥漿填縫，自然形成了圍繞孔壁的一圈漿砌片石護(hù)壁，通過泥漿流失檢測(cè)達(dá)到了很好的效果。直至進(jìn)孔速度驟減證明鉆頭已經(jīng)過黃土松散層，才停止拋石，調(diào)至正常錘擊速度至終孔。紅柳灣大橋于2010年7月通車使用，至今沒有發(fā)現(xiàn)地基沉陷等質(zhì)量病害，證明拋石護(hù)壁這種做法是可行的。

(5)清孔

鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成樁質(zhì)量與樁身曲直。為此，除了鉆孔過程中密切觀測(cè)監(jiān)督外，在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，應(yīng)對(duì)孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行孔底清理，避免隔時(shí)過長(zhǎng)以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對(duì)于濕陷性黃土地區(qū)的摩擦樁要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm。

(6)灌注水下混凝土

清完孔之后，就可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)，定位后要加以固定，然后用導(dǎo)管灌注混凝土，灌注時(shí)混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

三、鉆孔施工注意事項(xiàng)

(1)在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)注意地層變化，對(duì)不同的土層，采用不同的鉆進(jìn)方法。

(2)鉆孔作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故停鉆時(shí)，必須將鉆頭提離孔底防止塌孔埋鉆。保持孔內(nèi)泥漿比重，防止塌孔。

(3)鉆進(jìn)過程中隨時(shí)檢查并保存渣樣，記錄土層變化情況。

結(jié)束語(yǔ)

在黃土地區(qū)，尤其是濕陷性黃土地區(qū)，鉆孔灌注樁具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，只要我們掌握了濕陷性黃土的特性，在通用的施工工藝上稍作改進(jìn)，即可發(fā)揚(yáng)鉆孔灌注樁的眾多優(yōu)點(diǎn)，讓這種技術(shù)在黃土高原上大放異彩。

參考文獻(xiàn)

[1]《JTJ 041-2000 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》.人民交通出版社

[2]《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》.人民交通出版社

作者簡(jiǎn)介

施瑾（1979），河北石家莊人，大學(xué)本科畢業(yè)，蘭州公路總段工程處中級(jí)工程師，研究方向：橋梁施工