旋挖灌注樁在市政橋梁工程中的應(yīng)用

邢 樂 劉韋巍

鄭州市市政工程質(zhì)量監(jiān)督專業(yè)站（450000）

為緩解交通擁堵，鄭州市大量修建城市立交及高架橋梁。灌注樁基礎(chǔ)具有施工方便、承載力高、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在市政橋梁工程中大量使用，而旋挖工藝成孔因成孔泥皮薄、孔徑規(guī)矩、施工污染小、噪聲低、效率高、適合深孔施工等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。

1 旋挖成孔灌注樁的工藝特點(diǎn)

1）旋挖鉆機(jī)的操作以全自動液壓控制系統(tǒng)為特點(diǎn)，技術(shù)先進(jìn)，鉆機(jī)重心低，穩(wěn)定性好，定位精準(zhǔn)，精度高。鉆桿的垂直度及中心位置均由電腦控制，自動化程度高。鉆機(jī)備有鋼護(hù)筒，能有效防止塌孔、擴(kuò)孔、縮孔等現(xiàn)象發(fā)生，保證樁身的質(zhì)量。2）旋挖鉆機(jī)伸縮鉆桿快速升降、快速卸土，縮短了鉆機(jī)輔助作業(yè)時間，提高了鉆進(jìn)效率，成孔速度快、質(zhì)量高。成孔后清孔速度快，符合市政橋梁工期要求緊的特點(diǎn)。3）旋挖鉆機(jī)由履帶底盤承載，接地壓力小，在施工場地內(nèi)行走移動方便，機(jī)動靈活，對樁位的定位非常精確方便，轉(zhuǎn)移工地時可用拖車載運(yùn)，鉆機(jī)和鉆桿拆卸方便，施工比較簡便。4）旋挖鉆機(jī)的地層適應(yīng)能力強(qiáng)，適用于不同的地質(zhì)情況，既可以在粘土、沙土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層施工，也可以在地下水位較高，卵石較大的地層中施工。5）旋挖鉆機(jī)在成形后的樁孔孔壁上形成較為明顯的螺旋線。有助于提高樁身的摩擦力。6）施工現(xiàn)場較為干凈，施工噪聲低，不污染環(huán)境，環(huán)保特點(diǎn)突出，所以，適用于環(huán)境保護(hù)要求高的施工地區(qū)，被譽(yù)為“綠色施工工藝”。7）旋挖鉆機(jī)使用泥漿僅僅用來護(hù)壁，而不用于排渣，成孔使用泥漿基本上等于孔的體積，且泥漿經(jīng)過沉淀和除砂后還可以多次反復(fù)使用。8）旋挖鉆機(jī)自帶柴油動力,緩解了市政工程施工現(xiàn)場供電困難的矛盾，并排除了鋪設(shè)動力電纜所造成的安全隱患。9）吊車放置鋼筋籠、導(dǎo)管、灌注混凝土等施工現(xiàn)場較其他工藝容易布置。10）旋挖鉆機(jī)配合不同的鉆具，適用于干式（短螺旋）、濕式（回轉(zhuǎn)斗）及巖層（巖心鉆）的成孔作業(yè)，由于其具有裝機(jī)功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大等特點(diǎn),適應(yīng)我國大部分地區(qū)的土壤地質(zhì)條件。

2 旋挖鉆機(jī)的工藝原理

旋挖鉆機(jī)將整體自重置于可自動行走的履帶式底盤上，以自帶柴油發(fā)動機(jī)輸出動力來提供施工現(xiàn)場所需要的大功率電源，利用筒式鉆斗底部的斗齒，在液壓油缸的加壓下鉆進(jìn)，切削土體并壓入容器內(nèi)，由鉆桿提出筒式鉆頭，出孔后快速回轉(zhuǎn)倒土，如此循環(huán)反復(fù)完成鉆孔作業(yè)，樁孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度和質(zhì)量后，由吊車安裝鋼筋籠和導(dǎo)管，灌注水下混凝土。

3 旋挖鉆機(jī)的施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

樁孔定位→旋挖鉆機(jī)安放鋼護(hù)筒→拉十字線校核護(hù)筒中心（與樁孔中心一致）→實(shí)測鋼護(hù)筒頂標(biāo)高→旋挖機(jī)鉆進(jìn)（記錄時間、深度、土質(zhì)情況等參數(shù)）→鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度附近通知有關(guān)部門驗(yàn)孔，如符合要求，清孔，實(shí)測孔深，計(jì)算鋼筋籠長度、制作鋼筋籠(如不符合,繼續(xù)鉆進(jìn))→安裝鋼筋籠和導(dǎo)管→灌注水下混凝土。

3.2 操作要點(diǎn)

1）平整場地、樁位的測量放樣采用全站儀坐標(biāo)法來進(jìn)行樁的中心位置放樣，放樣后四周設(shè)護(hù)樁并復(fù)測，誤差控制在5 mm以內(nèi)，樁位用直徑10 mm、長400 mm鋼筋打入地面300 mm（四周用混凝土保護(hù)），作為樁的中心點(diǎn)，然后在樁位周圍做上標(biāo)記，既便于尋找又可以防止機(jī)械移位。

2）護(hù)筒的埋設(shè)

①對護(hù)筒的要求。護(hù)筒選用整體式鋼制護(hù)筒，壁厚根據(jù)長度的不同選用5～20 mm，為了增加護(hù)筒的剛度，防止周轉(zhuǎn)使用中的變形，在護(hù)筒的上口和中部的外側(cè)各焊一道加勁肋，護(hù)筒內(nèi)側(cè)應(yīng)比鉆頭直徑大100 mm。

②埋設(shè)護(hù)筒。在埋設(shè)護(hù)筒前，首先對場地進(jìn)行平整，清除雜物。在施工中，護(hù)筒的埋設(shè)采用旋挖鉆機(jī)靜壓法來完成。護(hù)筒埋設(shè)后再將樁位中心線通過四個控制護(hù)樁引回,使護(hù)筒中心與樁位中心重合，并在護(hù)筒上用紅油漆標(biāo)識護(hù)樁方向線位置，確認(rèn)護(hù)筒平面位置的偏差不大于50 mm，傾斜度的偏差不大于l%，將其周用粘土填實(shí)。

3）鉆機(jī)就位、泥漿制備

①鉆機(jī)就位。旋挖鉆機(jī)底盤為伸縮式自動整平裝置,并在操作室內(nèi)有儀表準(zhǔn)確顯示電子讀數(shù)，當(dāng)鉆頭對準(zhǔn)樁位中心十字線時,各項(xiàng)數(shù)據(jù)即可鎖定，勿需再作調(diào)整。鉆機(jī)就位時鉆頭中心和樁位中心應(yīng)對正準(zhǔn)確，誤差控制在2 cm以內(nèi)。

②調(diào)制化學(xué)泥漿?；瘜W(xué)泥漿調(diào)制的好壞是鉆孔樁施工是否順利的一個關(guān)鍵性指標(biāo)，因?yàn)樗资枪嘧妒┕ぶ凶顬槌Ｒ姷氖鹿?，為了解決這一關(guān)鍵的技術(shù)問題，就要制備符合性能指標(biāo)的泥漿。泥漿護(hù)壁一般采用優(yōu)質(zhì)的膨潤土、燒堿、纖維素等根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況按一定比例配置而成，并隨著旋挖鉆進(jìn)用泥漿象持續(xù)注入孔內(nèi)，起到靜壓護(hù)壁作用，防止發(fā)生塌孔事故。

4）鉆進(jìn)

當(dāng)鉆機(jī)就位準(zhǔn)確，泥漿制備合格后即可開始鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時每回進(jìn)尺控制在600 mm左右。剛開始要放慢旋挖速度，注意放斗要穩(wěn)，提斗要慢，特別是在孔口5～8 m段旋挖過程中要通過控制盤來監(jiān)控垂直度，如有偏差及時進(jìn)行糾正，而且必須保證每挖一斗的同時及時向孔內(nèi)注漿，使孔內(nèi)水頭保持一定高度，以增加壓力，保證護(hù)壁的質(zhì)量。同時，做好整個過程中的鉆進(jìn)記錄，隨時據(jù)不同地質(zhì)情況調(diào)整泥漿指標(biāo)和旋挖速度。棄渣與旋挖鉆進(jìn)同步進(jìn)行。

5）成孔驗(yàn)收

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高并經(jīng)檢查符合相關(guān)要求后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔作業(yè)。

6）鋼筋籠安裝

完成清孔作業(yè)并經(jīng)檢查符合規(guī)定要求后，應(yīng)及時、準(zhǔn)確地將鋼筋籠吊放在樁孔內(nèi)并固定就位,以免在灌注混凝土?xí)r被混凝土頂出或發(fā)生位移等事故。

7）放入導(dǎo)管，灌注水下混凝土

灌注水下混凝土，一般采用不漏水的鋼制導(dǎo)管進(jìn)行，內(nèi)徑為250～300 mm，導(dǎo)管在混凝土內(nèi)的深度不宜小于2 m或大于6 m。

8）拔出混凝土導(dǎo)管及鋼護(hù)筒

混凝土澆灌時，應(yīng)逐步提升護(hù)筒，護(hù)筒內(nèi)混凝土不宜過高，但不應(yīng)小于l m，以防護(hù)筒內(nèi)外側(cè)摩擦阻力超過起拔能力，造成拔不出護(hù)筒。起拔鋼護(hù)筒時，導(dǎo)管要用鋼絲繩另外固定，避免受到震動造成導(dǎo)管內(nèi)混凝土離析堵塞,如果混凝土灌注順暢，鋼護(hù)筒孔段灌注時間短，也可以在混凝土全部灌注完畢后整體起拔鋼護(hù)筒，但該項(xiàng)工作必須確保在混凝土初凝前5 h完成。

至此，混凝土樁基施工即告完成。

4 控制要點(diǎn)

4.1 樁基成孔

主要檢查樁孔直徑、樁孔深度是否符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 鋼筋籠的制作安裝

鋼筋籠所用鋼筋的品種和規(guī)格均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并有出廠合格證及按規(guī)定實(shí)驗(yàn)合格后方可使用，鋼筋籠的綁扎制作應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。吊裝時要有保證鋼筋籠不彎曲變形的措施，下放后的鋼筋籠中心應(yīng)與孔位中心重合,鋼筋保護(hù)層的控制，應(yīng)事先采用混凝土墊塊牢固固定于鋼筋籠外側(cè)，下放鋼筋籠時，須緩慢下放，防止碰撞孔壁引發(fā)塌孔事故。

4.3 澆筑水下混凝土

混凝士澆筑導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼，無裂縫、彎折，進(jìn)行水密、承壓及接頭抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，安裝時要固定在樁的中心,上部安裝儲料漏斗,底部離孔底250～400 mm?；炷抗嘧⑦^程中，要隨時檢查孔內(nèi)混凝土面的高度位置，掌握好拆除導(dǎo)管時間，使導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)深度始終保持在2～4 m以內(nèi)，并做好每根樁的混凝土的澆灌詳細(xì)記錄，督促承包單位按規(guī)定每根樁留置混凝土試塊一組。

5 工程應(yīng)用實(shí)例

鄭州市某立交橋工程，橋梁全長約4 km，面積7萬多平方米，工程總投資約37 000萬元，樁基成孔采用了旋挖鉆機(jī)灌注樁施工方法，泥漿護(hù)壁。樁基總量793個，樁徑1 000 mm、1 500 mm，樁長40～50 m,于2009年6月開工建設(shè),2009年10月完成了全部灌注樁的施工。在有效工期內(nèi)，旋挖鉆機(jī)樁基成孔、灌注混凝土每天平均完成10根以上。2009年11月按規(guī)定進(jìn)行了單樁抗壓靜載實(shí)驗(yàn)及樁身完整性低應(yīng)變檢測，檢測結(jié)果全部符合設(shè)計(jì)及施工驗(yàn)收規(guī)范要求。

6 結(jié)語

通過采取各種監(jiān)督手段及對質(zhì)量控制點(diǎn)的嚴(yán)格控制，我站圓滿完成了本工程基礎(chǔ)灌注樁的監(jiān)督任務(wù)，獲得了、創(chuàng)造了良好的社會效益，為監(jiān)督同類工程項(xiàng)目積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。