談高速公路鉆孔灌注樁施工技術(shù)

鄭衛(wèi)平

(山西省公路局晉中分局，山西晉中 030700)

0 引言

鉆孔灌注樁與其他樁基比較因其適應(yīng)性強(qiáng)、施工工藝簡單、機(jī)械操作方便、單樁承載力高、成本低、噪聲小、振動(dòng)小等原因而被廣泛應(yīng)用于橋梁和大型建筑物的基礎(chǔ)。但是，由于它屬于隱蔽工程，成樁后質(zhì)量檢查比較困難。再加上其施工工藝環(huán)節(jié)多，一環(huán)不慎，便會(huì)影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。

本文主要介紹了鉆孔灌注樁的特點(diǎn)，并通過工程施工中具體采取的施工方案來確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制。因此，進(jìn)行必要的防治是保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量，確?；A(chǔ)工程安全的重要措施。

1 工程概況

某工程全長12 km，路線經(jīng)過兩條河流;屬于季風(fēng)型大陸氣候，多嚴(yán)寒少酷暑，冬寒少雪，春干多風(fēng);年平均氣溫6℃，年內(nèi)9月下旬～10月上旬氣溫降到0℃以下，3月下旬～4月上旬氣溫升到0℃以上;年平均降水為464.1 mm;土壤凍結(jié)時(shí)間開始于11月上旬，解凍于3月中旬，冰凍期為120 d～125 d，凍結(jié)深度平均為150 cm，最小為86 cm，全線有特大橋2座，大橋4座。

2 施工方案及質(zhì)量控制

該工程橋梁多，樁基大多采用鉆孔灌注樁施工，本著對(duì)鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制，要充分發(fā)揮鉆孔灌注樁安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效的優(yōu)點(diǎn)，就需要在施工過程中加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，在有效控制鉆孔灌注樁質(zhì)量問題方面制定切實(shí)可行的施工與質(zhì)量控制方案。

鉆孔灌注樁施工工藝見圖1。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

1)開鉆準(zhǔn)備。

首先做好場(chǎng)地布置規(guī)劃，精確測(cè)定施工樁位和水準(zhǔn)點(diǎn)，安放鉆架、卷揚(yáng)機(jī)及吊裝設(shè)備，做好出碴、修鉆準(zhǔn)備工作，并對(duì)職工做好施工組織、技術(shù)安全交底，其鉆架定位應(yīng)安放在固定的基礎(chǔ)上，確保承受反復(fù)荷載作用的剛度，鉆架高度滿足鉆孔過程中鉆具提升到位的要求，并保證鉆架在鉆孔過程中不發(fā)生位移和下沉的穩(wěn)固措施，鉆頭對(duì)護(hù)筒頂面中心位置的偏差不大于20 mm，鉆進(jìn)過程中將進(jìn)行定期校核，若有變動(dòng)作及時(shí)調(diào)整。

2)護(hù)筒埋設(shè)。

采用挖埋式護(hù)筒的施工方法。護(hù)筒采用鋼護(hù)筒，壁厚5 mm，護(hù)筒頂面高度高出施工地面0.3 m，護(hù)筒埋設(shè)保證準(zhǔn)確、正、直，護(hù)筒頂面中心和護(hù)筒底面中心位置與設(shè)計(jì)樁位偏差不大于1 cm，護(hù)筒傾斜度的偏差不大于1%。

在護(hù)筒定位后及時(shí)復(fù)核護(hù)筒的位置。嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50 mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過程中自然地坪的標(biāo)高會(huì)發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長度來校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。

3)護(hù)壁泥漿。

選用符合要求的優(yōu)質(zhì)粘土，其泥漿比重、膠體率、含砂率等滿足施工規(guī)范要求，護(hù)筒腳下2m～3m范圍的泥漿護(hù)壁處理是保證鉆進(jìn)過程中不坍、不漏的關(guān)鍵措施，利用沖擊錐低沖程(0.5 m～1.5 m)反復(fù)沖鉆造壁，以形成堅(jiān)實(shí)的孔壁。

4)鉆孔。

用沖擊鉆造孔(根據(jù)不同地質(zhì)，擇優(yōu)選取回旋、沖擊鉆機(jī))，在整個(gè)鉆孔過程中，孔內(nèi)應(yīng)經(jīng)常保持其穩(wěn)定性及稠度適當(dāng)?shù)淖o(hù)壁泥漿，在鉆進(jìn)和出碴過程中應(yīng)保持孔內(nèi)水位的穩(wěn)定，及時(shí)加水和粘土，以維持孔內(nèi)水頭差，以防坍孔。同時(shí)，隨時(shí)檢查鉆頭的直徑，發(fā)現(xiàn)磨損情況嚴(yán)重，超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換和修補(bǔ)鉆頭。

埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實(shí)，或護(hù)筒水位差太大，或鉆頭起落時(shí)碰撞，就會(huì)出現(xiàn)護(hù)筒冒水，防治措施:

a.在埋筒時(shí)，坑地與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí);

b.在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.0 m～1.5 m的水頭高度。鉆頭起落時(shí)，應(yīng)防止碰撞護(hù)筒;

c.發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水應(yīng)立即停止鉆孔，用粘土在四周填實(shí)加固，若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或位移時(shí)，則應(yīng)重新安裝護(hù)筒。

5)終孔、清孔。

當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高或要求起鉆深度后，即終孔停鉆，測(cè)量終孔標(biāo)高。采用抽漿清孔法清孔，即下放除渣管及高壓氣管至孔底，開動(dòng)空壓機(jī)，采用氣壓反循環(huán)抽出孔底鉆渣、泥漿混合物。清孔力求徹底，達(dá)到施工規(guī)范要求。清孔完畢，即對(duì)孔位、孔深、孔徑、豎直度和泥漿沉淀厚度等進(jìn)行檢查，只有各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可吊裝鋼筋籠。

雖然鉆桿到達(dá)的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時(shí)泥漿比重控制不當(dāng)或在提鉆具時(shí)碰撞了孔壁，就可能會(huì)發(fā)生坍孔、沉渣過厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測(cè)繩復(fù)核成孔深度，如測(cè)繩的測(cè)深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。同時(shí)還要考慮在施工中常用的測(cè)繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達(dá)1.2%，為提高測(cè)繩的測(cè)量精度，在使用前要預(yù)濕后重新標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核。

6)吊裝鋼筋籠。

鋼筋籠嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求在鋼筋場(chǎng)工作平臺(tái)上制作，鋼筋籠的制作和吊裝均要符合規(guī)范要求。搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形，安放要對(duì)準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時(shí)要加快焊接時(shí)間，盡可能縮短沉放時(shí)間。在鋼筋籠的沉放過程中，多采用邊沉放邊射水?dāng)嚢璧氖┕し绞?，然后用空氣升液法、砂礫等設(shè)備抽出攪混的泥漿，同時(shí)，要注意避免射水壓力過大，破壞鉆孔的完整。成孔后，待灌時(shí)間一般不應(yīng)大于控制混凝土的灌注時(shí)間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時(shí)間。

7)澆筑水下混凝土。

導(dǎo)管采用直徑250 mm鋼管，各節(jié)帶墊圈法蘭盤連接，下導(dǎo)管前作水壓承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。灌注前用空壓機(jī)風(fēng)管對(duì)孔底進(jìn)行擾動(dòng)，以減少泥漿的沉淀物。混凝土采用集中拌和站拌制混凝土攪拌車運(yùn)輸，汽車吊吊罐入倉?；炷链止橇线x用礫石或碎石，集料最大粒徑小于4 cm。首批灌注混凝土的數(shù)量必須通過計(jì)算以保證導(dǎo)管初次埋置深度不小于1.5 m。在灌注過程中提升導(dǎo)管要注意導(dǎo)管的埋置深度不得小于2 m，也不得大于6 m。灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，集中力量，一次灌注完成。

8)成樁檢驗(yàn)。

樁基施工完畢，按照監(jiān)理工程師的要求，采用無損檢測(cè)法對(duì)鉆孔樁進(jìn)行檢驗(yàn)。

3 結(jié)語

鉆孔灌注樁事故處理的方法很多，難度也較大，無論采取何種先進(jìn)的辦法處理都將對(duì)工程的進(jìn)度、質(zhì)量及施工企業(yè)的信譽(yù)造成嚴(yán)重影響。因此，面對(duì)不利施工條件，應(yīng)多次組織召開方案論證會(huì)，并通過試驗(yàn)樁摸索行之有效的施工工藝，在鉆孔灌注樁施工中必須做到每個(gè)工序都嚴(yán)格按照規(guī)范操作，水下混凝土灌注統(tǒng)一指揮、緊張有序，對(duì)可能出現(xiàn)的問題制定切實(shí)有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發(fā)生，確保施工進(jìn)度。最后，現(xiàn)場(chǎng)管理人員要有高度責(zé)任心和事業(yè)心，要有以防為主的態(tài)度，對(duì)樁基的每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都要重視，并精心施工，只有這樣做，樁基的質(zhì)量控制才能得到保證。