基于橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的分析

【摘 要】本文從橋梁鉆孔灌注樁施工的施工流程出發(fā)，從護(hù)筒埋設(shè)、鉆機(jī)成孔以及混凝土灌注幾個(gè)方面分析了鉆孔灌注樁施工的技術(shù)要點(diǎn)，并且結(jié)合工作實(shí)際指出了一些應(yīng)該注意的問(wèn)題，給出了相應(yīng)的建議。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)

1.前言

橋梁基礎(chǔ)的施工中，鉆孔灌注樁以其低噪音、無(wú)擠土效應(yīng)、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)被廣泛的采用，如何掌握好鉆孔灌注樁的施工技術(shù)也成為了值得工程人員深入研究的重要課題。

2.橋梁鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁是指采用不同的鉆孔方法，在土中形成一定直徑的井孔，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將鋼筋骨架（籠）吊入井孔中，灌注混凝土形成的樁基礎(chǔ)。橋梁鉆孔灌注樁施工工藝：場(chǎng)地平整→樁位放線(xiàn)→埋設(shè)鋼護(hù)筒→鉆機(jī)安裝、對(duì)位和調(diào)試→鉆進(jìn)→孔深、孔徑、傾斜度檢查→清孔→終孔驗(yàn)收→安防鋼筋籠→吊放導(dǎo)管→二次清孔→檢查沉渣厚度→灌注水下混凝土→樁基檢測(cè)→檢驗(yàn)結(jié)果分析→采取補(bǔ)救措施。

3.護(hù)筒埋設(shè)技術(shù)

護(hù)筒的制作材料通常是具有一定厚度的鋼板，起到固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭的方向的作用。護(hù)筒的內(nèi)徑比鉆孔樁設(shè)計(jì)直徑稍大，用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔的宜加大20～30厘米，用沖擊鉆和沖抓鉆鉆孔的宜加大30～40厘米。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)護(hù)筒的頂部標(biāo)高應(yīng)該高出平臺(tái)地面0.3m-0.5m，設(shè)置出漿口以方便泥漿循環(huán)；高出地下水位或者孔外水位1.5m，如果在旱地施工，護(hù)筒頂部距地下水位1.0m-2.0m即可。護(hù)筒拼接處應(yīng)該平整無(wú)凸出，耐拉、壓、不漏水。埋設(shè)護(hù)筒可采用挖埋或錘擊、振動(dòng)、加壓等方法。普通橋梁的建設(shè)過(guò)程中，護(hù)筒的埋設(shè)一般采用人孔挖孔埋設(shè)的方法，并且將護(hù)筒周?chē)?.0m范圍內(nèi)的土挖除換填成粘土，分層對(duì)稱(chēng)夯實(shí)至平臺(tái)頂。護(hù)筒的中心軸線(xiàn)與樁中心線(xiàn)重合，平面允許誤差為5cm，傾斜度誤差不大于1%[1]。對(duì)于處于岸灘上的樁位，應(yīng)該保證護(hù)筒部分深入到較堅(jiān)硬的土層中；對(duì)于砂性土或者流塑淤泥質(zhì)粘土，在鉆進(jìn)的過(guò)程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑黾幼o(hù)筒的埋深和厚度；對(duì)于未填充的地下空洞問(wèn)題，可以采用套筒跟進(jìn)施工的方法。

4.鉆機(jī)成孔技術(shù)

4.1鉆機(jī)選擇

鉆孔灌注樁的成孔方式主要有旋挖鉆機(jī)成孔、回旋鉆機(jī)成孔、沖擊鉆機(jī)成孔、沖抓鉆機(jī)成孔等。旋挖鉆機(jī)主要用于干作業(yè)法鉆孔灌注樁，適用于粘土質(zhì)和砂土等地基承載力≤500kPa 的土質(zhì)條件，而且要求碎石土的含量少于20%。沖擊鉆幾乎適用于各種地層，尤其適用于巖土結(jié)構(gòu)的灌樁施工中，成孔直徑在50-200cm。沖抓機(jī)適用于松軟土層（砂土、粘土），但遇到堅(jiān)硬土層時(shí)宜換用沖擊鉆施工，成孔直徑在60-150cm。回旋鉆機(jī)是目前市場(chǎng)最常用的施工機(jī)械，施工成本小于沖擊鉆機(jī)，基本適用于各種地層（較松散的卵石層、溶巖地質(zhì)、有較大的孤石、漂石的地層除外）。一根鉆孔樁平均三天可以成孔，機(jī)械自身有吊裝設(shè)備，可不要吊車(chē)、塔吊等設(shè)備配合。在施工時(shí)，應(yīng)該合理的選擇鉆機(jī)，比如采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆施工時(shí)，遇到有較多孤石的土層，可以調(diào)用沖擊鉆配合掃孔，從而節(jié)省了回轉(zhuǎn)鉆的鉆進(jìn)時(shí)間，而且由于沖擊鉆在沖孔過(guò)程中形成了粘稠泥漿，也減少了新孔造漿工作。

4.2鉆孔施工要點(diǎn)

鉆機(jī)就位前必須對(duì)鉆機(jī)所在基礎(chǔ)進(jìn)行夯實(shí)處理，鋪設(shè)枕木，將鉆機(jī)頂部用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn)，以防止基礎(chǔ)下沉。鉆架安裝就位時(shí)，應(yīng)詳細(xì)測(cè)量，并在鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常檢查鉆機(jī)情況，避免出現(xiàn)鉆機(jī)傾斜的問(wèn)題。泥漿沉淀池應(yīng)該設(shè)在距離鉆孔附近的合適位置。鉆工作業(yè)時(shí)應(yīng)該根據(jù)所獲取的地址資料，根據(jù)不同的土層調(diào)整使用的鉆頭、鉆壓、鉆速等參數(shù)，注意撈取磕樣。鉆孔工作前，先啟動(dòng)泥漿泵使孔內(nèi)儲(chǔ)備一定量的泥漿。如采用沖擊機(jī)成孔，且孔中有水，可直接向孔中投入粘土，用沖擊錐以小沖程反復(fù)沖擊造漿；鉆機(jī)剛開(kāi)始鉆孔時(shí)，應(yīng)采用低壓慢進(jìn)的措施；鉆孔過(guò)程中，孔內(nèi)水位應(yīng)該始終保持在地下水位或者地表水位1.5m-2.0m以上（包括清孔施工階段），隨時(shí)注意護(hù)壁泥面的標(biāo)高，并且補(bǔ)充泥漿，從而防止孔壁坍塌。

泥漿護(hù)壁時(shí)，如果出現(xiàn)斜孔、彎孔、縮孔、冒漿和坍塌等問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)停止鉆進(jìn)。如果在鉆進(jìn)過(guò)程中，由于陡斜巖面引起護(hù)筒底口漏漿，可以回填土石，調(diào)整泥漿性能重新沖鉆的方法施工，比如采用沖擊鉆作業(yè)時(shí)，將泥漿比重增加到1.6，重新鉆進(jìn)。如果仍未解決問(wèn)題，可以在護(hù)筒底口注水泥漿堵漏。如果鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)塌孔問(wèn)題（表現(xiàn)為孔內(nèi)水位驟降、冒出細(xì)密水泡），可以依據(jù)情況調(diào)整泥漿，比如向孔內(nèi)加入適量羧甲基纖維素，提高泥漿的粘度，或者回填土石重新沖鉆。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行清孔，將鉆具提起30-50cm，緩慢旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行反循環(huán)換漿清孔?？變?nèi)泥漿指標(biāo)符合要求后移走鉆機(jī)，及時(shí)進(jìn)行成樁施工。清孔后可以選擇CDJ型超聲波檢孔器檢測(cè)，也可以使用測(cè)繩、圓錐體測(cè)錘等進(jìn)行檢測(cè)。其中，測(cè)繩必須設(shè)有細(xì)鋼絲心，并且過(guò)水后要進(jìn)行校核。

5.鋼筋籠的制作投放技術(shù)

鋼筋籠在鉆孔現(xiàn)場(chǎng)平臺(tái)上進(jìn)行綁扎，綁扎要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，主筋位置用定位支架控制，采用擠壓套筒接頭，接頭交錯(cuò)長(zhǎng)度在500mm以上。定位鋼筋以及加強(qiáng)箍筋2m一組，以保證鋼筋籠的剛度，建議在耳筋外側(cè)增焊幾道3mm厚弧形鋼板墊塊，以增大其支撐面積，保證側(cè)向定位。起吊鋼筋籠時(shí)，嚴(yán)格控制鋼筋籠的變形，在鋼筋籠的里邊用鉛絲綁扎足夠長(zhǎng)度的莎桿，吊鉤處用鋼扁擔(dān)勾掛鋼筋籠。鋼筋籠整體入孔的時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí)。鋼筋籠吊裝時(shí)要檢查孔內(nèi)的情況，確?？變?nèi)無(wú)沉渣、坍塌等現(xiàn)象，然后對(duì)準(zhǔn)孔位、扶穩(wěn)緩慢、順直的下放，第一段放入孔內(nèi)后用型鋼臨時(shí)固定在護(hù)筒口，起吊第二段并且與第一段鋼筋籠對(duì)準(zhǔn)焊接，然后才能逐段放入孔內(nèi)。達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將最上面的鋼筋籠掛環(huán)掛住，并且與護(hù)筒焊牢固，以防止灌注混凝土的過(guò)程中，鋼筋籠上升。

6.混凝土灌注技術(shù)

6.1導(dǎo)管下放與二次清孔

混凝土灌注前，鋼筋籠下好后，需要安放導(dǎo)管?；炷翆?dǎo)管最下端的一節(jié)長(zhǎng)5-6m，分節(jié)長(zhǎng)度在1m到2m間，在導(dǎo)管外側(cè)應(yīng)該表明其長(zhǎng)度。導(dǎo)管兩端用法蘭盤(pán)以及螺栓連接，墊橡膠圈以保證不漏水，在下放之前必須進(jìn)行密封度檢查、承壓接頭抗拉試驗(yàn)，及時(shí)更換不符合要求的段落。導(dǎo)管吊裝時(shí)應(yīng)該豎直、穩(wěn)步陳放，距離該孔底0.25m-0.4m，下放時(shí)避免和鋼筋籠和孔壁碰撞，為了避免導(dǎo)管卡在鋼筋籠里，可以位于在樁下無(wú)鋼筋處的導(dǎo)管法蘭盤(pán)面倒扣活動(dòng)漏斗套。導(dǎo)管安裝后，進(jìn)行二次清孔施工。如果二次清孔中遇到卡管問(wèn)題，可以將進(jìn)氣管改為軟膠管，放在導(dǎo)管外側(cè)送風(fēng)。

6.2混凝土灌注

混凝土灌注是鉆孔灌注樁的重要工序，二次清孔后，泥漿技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)合格才可進(jìn)行灌注施工。首批混凝土灌注后，應(yīng)該立刻測(cè)量混凝土面的高度，保證拔球后導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1m。灌注過(guò)程中應(yīng)該連續(xù)、緊湊，并且注意導(dǎo)管內(nèi)混凝土下降情況與孔內(nèi)水位升降的情況，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管的提升、拆除，通常情況下，導(dǎo)管的埋深應(yīng)該保持在在2-4m，不得小于1m或者大于6m。灌注過(guò)程中，如果導(dǎo)管內(nèi)的混凝土混有空氣，那么后續(xù)混凝土應(yīng)該緩慢灌注，以避免高壓氣囊擠出導(dǎo)管的橡膠墊[2]。當(dāng)灌注的混凝土面距離鋼筋籠底部1m左右時(shí)，降低混凝土的灌注速度，保持導(dǎo)管具有較大埋深，以避免鋼筋籠上升。當(dāng)混凝土灌注快結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)外混凝土高度差變小，壓力降低，對(duì)此，可以適當(dāng)?shù)奶嵘龑?dǎo)管或者在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并且把部分沉淀土掏出，使灌注順利進(jìn)行?；炷凉嘧⒅翗俄斣O(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)該繼續(xù)灌注至高出0.5m-1.0m，以保證澆筑質(zhì)量。拔出最后一截導(dǎo)管時(shí)，一定