高速公路施工中鉆孔灌注樁技術(shù)分析

張 剛

(山西平陽(yáng)路橋有限公司，山西臨汾 041000)

1 高速公路施工中鉆孔灌注樁的施工方法

由于高速公路施工中鉆孔灌注樁的施工技術(shù)包含的內(nèi)容非常多，下文就高速公路施工中鉆孔灌注樁的主要施工技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。

1.1 混凝土的制備

在對(duì)混凝土進(jìn)行制備時(shí)，要先嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求進(jìn)行試配，然后再確定滿足要求的混凝土配合比，并且嚴(yán)格按照確定配合比在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土的攪制。在對(duì)混凝土進(jìn)行制備的過(guò)程中值得注意的是:宜選擇初凝時(shí)間不小于2.0 h的水泥，對(duì)于C30及C30以上的混凝土，應(yīng)采用42.5級(jí)水泥;建議選用細(xì)度模數(shù)為2.5～3.3的中粗砂;對(duì)于水下混凝土，集料盡可能的采用質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的碎石，最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不應(yīng)大于40 mm，建議采用單粒級(jí)的碎石配制礦料;坍落度的范圍控制在18 mm～22 mm;水泥用量宜小于350 kg/m3，當(dāng)摻有適宜數(shù)量的減水緩凝劑或粉煤灰時(shí)，應(yīng)不少于300 kg;水灰比宜采用 0.5 ～0.6;砂率宜為 0.4 ～0.5。采用泵送混凝土進(jìn)行灌注，在首批的灌注完成之后，一定要不間斷的進(jìn)行連續(xù)的灌注，中間不能停頓。需加以重視的是，在灌注的過(guò)程里要防止雜物掉進(jìn)孔底部，與此同時(shí)，要對(duì)孔內(nèi)的混凝土高度進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量。在拆除導(dǎo)管的過(guò)程中要確保在15 min內(nèi)將拆除工序完成，實(shí)際的灌注高度要比設(shè)計(jì)樁頂部的高度高出0.5 m～1 m。

1.2 導(dǎo)管

在使用導(dǎo)管之前，一定要全面試驗(yàn)它的水密承壓和接頭抗拉性，不可以采用壓氣來(lái)試壓。

1.3 鋼筋籠

制作鋼筋籠時(shí)要依照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，假如是長(zhǎng)骨架型的鋼筋籠就可以采取分段制作，根據(jù)運(yùn)輸和吊裝的條件對(duì)分段制作長(zhǎng)度加以確定，從而避免在運(yùn)輸或者吊裝時(shí)產(chǎn)生鋼筋籠的變形。要想有效地控制保護(hù)層厚度就需錯(cuò)開接頭并設(shè)置墊塊在其外側(cè)，設(shè)置大于四處的墊塊在鋼筋籠的橫向，在豎向間空出2 m間距。與此同時(shí)，把吊環(huán)設(shè)置在鋼筋籠的骨架頂部。待鋼筋籠的制作完成之后，要在其誤差范圍進(jìn)行控制，使保護(hù)層厚度以及中心位置和頂部的誤差在±10 mm，底部誤差在±50 mm，而對(duì)鋼筋籠的安裝誤差范圍則應(yīng)控制在主筋間距 ±20 mm、箍筋間距±10 mm、傾斜度 ±0.5%。

1.4 清孔

在鉆孔完成之后，要全面檢查孔深和孔徑，并在檢查合格之后進(jìn)行及時(shí)的清孔操作。在實(shí)行清孔操作時(shí)，要保持孔內(nèi)水頭，避免塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)。清孔方法包括換漿、抽漿、掏渣、置換砂漿、空壓機(jī)噴射等。在完成清孔操作之后，應(yīng)提取孔底泥漿樣品，進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)定要求。不得用深鉆孔的方法來(lái)代替清孔。

1.5 鉆孔、制漿

第一步就是根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的比例用水、粘土、添加劑來(lái)制備泥漿，并采用泥漿作鉆孔時(shí)候的護(hù)壁介質(zhì)。在進(jìn)行鉆孔施工之時(shí)，要準(zhǔn)確定位開孔位置，在慢速鉆進(jìn)的時(shí)候使用泥漿泵對(duì)它實(shí)行循環(huán)操作，一定要確保泥漿均勻之后再繼續(xù)鉆進(jìn)。值得注意的是，要控制鉆進(jìn)的速度，開鉆時(shí)要慢速鉆進(jìn)，在鉆頭全部進(jìn)入地層后再實(shí)施快速鉆進(jìn)，假如出現(xiàn)排渣、停鉆的狀況時(shí)，一定要對(duì)水頭以及泥漿密度和粘度情況加以關(guān)注。

1.6 護(hù)筒

設(shè)計(jì)的護(hù)筒內(nèi)徑要比樁徑大，范圍也要控制在20 cm～40 cm以內(nèi)。在對(duì)護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)時(shí)，應(yīng)保持樁體中心線與護(hù)筒中心線重合，將平面誤差控制在50 mm之內(nèi)并且傾斜度不能大于1%。比如，在旱地條件下，就可以采取挖坑埋設(shè)的形式，即對(duì)護(hù)筒底部及四周的回填粘土實(shí)行分層夯實(shí)，高度要超出地面30 cm，假如在水里的應(yīng)超出水面1 m～2 m。而護(hù)筒的埋深一般在2 m～4 m之內(nèi)，這還要根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)狀況和設(shè)計(jì)具體要求來(lái)決定。

2 高速公路施工中鉆孔灌注樁的施工問(wèn)題處理

在高速公路的鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各式各樣的問(wèn)題，極大的影響了鉆孔灌注樁的使用，確保橋梁工程鉆孔灌注樁施工質(zhì)量中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是分析研究各類問(wèn)題的生成原因和處理方式。

2.1 孔斜

造成孔斜的原因很多，主要包括:鉆架不穩(wěn)、部件松動(dòng)磨損、鉆桿彎曲;鉆孔在遇擴(kuò)孔較大的位置時(shí)產(chǎn)生偏移、土層軟硬不均造成的鉆頭受力不均等。

處理的方式就是:當(dāng)鉆頭偏斜較大時(shí)，先用土石進(jìn)行填充然后控制鉆速再重新鉆進(jìn);當(dāng)在土層內(nèi)遭遇石塊、木頭等時(shí)，要先把它們打碎之后再繼續(xù)鉆進(jìn);要對(duì)鉆架進(jìn)行定期的校正，確保鉆架的平穩(wěn)垂直和穩(wěn)固，從而使鉆機(jī)設(shè)備能夠一直處在最好的工作狀態(tài)。

2.2 堵塞導(dǎo)管

導(dǎo)管堵塞的原因包括:導(dǎo)管下部和孔底間距太小、混凝土離析嚴(yán)重或者導(dǎo)管漏水、灌注的時(shí)間太長(zhǎng)、混凝土的坍落度值過(guò)小、機(jī)械故障造成的混凝土無(wú)法流動(dòng)。

處理的方式:制作滿足標(biāo)準(zhǔn)的隔水栓，并在組裝導(dǎo)管的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行內(nèi)壁檢查;灌注操作才剛開始，假如是由于混凝土本身的質(zhì)量或者隔水栓造成的堵塞，可以用鋼筋或者竹竿進(jìn)行疏通，假如是由于混凝土無(wú)法流動(dòng)，就應(yīng)該把導(dǎo)管向上提升，然后等混凝土能夠流動(dòng)之后再將導(dǎo)管沉入;有效控制混凝土的集料規(guī)格以及混凝土的攪拌時(shí)間和坍落度，把混凝土灌注的時(shí)間盡可能縮短;在使用導(dǎo)管之前對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的水密承壓和接頭抗拉實(shí)驗(yàn)，從而避免導(dǎo)管漏水現(xiàn)象的發(fā)生;在清孔之后要進(jìn)行混凝土的及時(shí)灌注，從而避免沉渣過(guò)厚的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 鋼筋籠上浮

鋼筋籠的上浮原因:鋼筋籠不穩(wěn)固;清孔時(shí)泥漿的懸浮物過(guò)多;灌注混凝土的速度過(guò)快;導(dǎo)管提升中鋼筋籠被掛住;混凝土的凝結(jié)時(shí)間太短。

處理方式:在鋼筋籠的底部設(shè)置環(huán)形筋，同時(shí)焊接上牽引筋對(duì)其進(jìn)行固定;確保安插的導(dǎo)管在中心點(diǎn)，并在灌注前對(duì)其實(shí)行升降，然后觀察情況;在混凝土灌注到距鋼筋籠底部1 m左右時(shí)，應(yīng)降低混凝土的灌注速度，當(dāng)混凝土拌和物上升到骨架底部4.0 m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管口高于骨架底部2 m以上，即可恢復(fù)正常灌注速度;在進(jìn)行清孔的時(shí)候要保證含砂率符合要求;進(jìn)行混凝土的灌注時(shí)要確保其連續(xù)性。

2.4 坍孔

坍孔的原因:泥漿與護(hù)壁要求不符;鉆進(jìn)速度過(guò)快;清孔操作不恰當(dāng);鉆機(jī)作業(yè)的時(shí)候與護(hù)筒發(fā)生接觸，鉆機(jī)的振動(dòng)導(dǎo)致坍孔;水位過(guò)高或者過(guò)低，前者會(huì)導(dǎo)致滲漿或反沖孔，而后者導(dǎo)致護(hù)壁失效。

處理方式:采用添加粘土粉、燒堿、木質(zhì)素等方式對(duì)泥漿的性能加以改善;確保孔內(nèi)水頭的壓力;防止孔壁和鋼筋籠的觸碰。

2.5 雜物掉落

雜物掉落的原因:卡鉆時(shí)依舊強(qiáng)行操作，致使鉆桿或者鋼絲繩斷裂;鉆桿的接頭有問(wèn)題;鋼絲繩的老化斷絲;鉆頭套的質(zhì)量有問(wèn)題。

處理方式:進(jìn)行雜物的清理，并對(duì)容易斷裂、老化的部位進(jìn)行定期的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就進(jìn)行及時(shí)的更換。

2.6 偏移

偏移的原因:鋼筋籠、鉆機(jī)沒(méi)有居中或者樁體的位置出現(xiàn)錯(cuò)誤。

處理方式:對(duì)樁體的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)核并且及時(shí)的上報(bào)，在報(bào)驗(yàn)合格之后再繼續(xù)鉆孔作業(yè);確保鉆機(jī)和鋼筋籠位置居中。

2.7 斷樁

斷樁的原因:在進(jìn)行清孔操作的時(shí)候，泥漿懸浮物的回沉就形成了沉積層，從而影響混凝土的上升，致使堵管和混凝土的灌注中斷;在進(jìn)行混凝土的灌注之時(shí)，由于機(jī)械故障或停電、漏水導(dǎo)致灌注的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起混凝土的凝結(jié)等。

處理方式:確保導(dǎo)管的埋深范圍在2 m～6 m之間，并且將導(dǎo)管緩慢拔出;備好備用電源，從而避免由于停電等造成灌注的中斷，與此同時(shí)還要將單根樁體灌注的時(shí)間控制在超過(guò)初凝時(shí)間1.5 倍之內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)重要環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制以及采取改進(jìn)的措施，把握施工的要點(diǎn)，針對(duì)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題采取相對(duì)應(yīng)的措施，可以確保在高速公路施工中鉆孔灌注樁沒(méi)有重大質(zhì)量事故的產(chǎn)生，同時(shí)為了確保工程的質(zhì)量，要在施工過(guò)程中始終堅(jiān)持預(yù)防為主、防范結(jié)合的方式。

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