鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制解析

王洪巖

摘要：鉆孔灌注樁的施工受多方面因素的影響，斷樁一旦發(fā)生，補(bǔ)救難度大、損失重，因此灌注前應(yīng)制定科學(xué)合理的施工方案，從各方面做好充分的準(zhǔn)備，灌注中加強(qiáng)監(jiān)測，嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)程進(jìn)行操作，盡可能避免意外情況發(fā)生。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，對鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：橋梁；鉆孔灌注樁；施工；質(zhì)量控制

橋梁樁體的灌注過程中不允許任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏漏，一旦在施工中出現(xiàn)問題，哪怕是細(xì)微的錯(cuò)誤和偏差都會給橋梁工程帶來不可估量的損失。極大可能會出現(xiàn)橋梁樁體的斷裂或是橋梁縮頸現(xiàn)象。而一旦出現(xiàn)了以上現(xiàn)象，工程的工期不僅得不到保證還會使工程的成本投入進(jìn)一步增加，與此同時(shí)，嚴(yán)重的質(zhì)量及安全問題，還有可能危機(jī)到施工單位在社會上的信譽(yù)和口碑。所以，在橋梁的鉆孔樁施工過程一定要小心謹(jǐn)慎操作，以各種施工準(zhǔn)則為施工規(guī)范，切實(shí)加強(qiáng)施工的紀(jì)律性，將橋梁的鉆孔樁施工工藝保質(zhì)保量的發(fā)揮出來，進(jìn)而保證橋梁的整體質(zhì)量以及工程的整體的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

1.1 施工準(zhǔn)備

鉆孔灌注樁施工中采用的護(hù)壁泥漿較為關(guān)鍵，而泥漿配比主要涉及粘土、膨脹土和工業(yè)用減，一般情況下采取在優(yōu)質(zhì)膨脹土內(nèi)摻加純堿，必要時(shí)摻加聚丙烯酰胺或纖維素，泥漿配比則應(yīng)結(jié)合施工區(qū)域內(nèi)地下水水位以及土質(zhì)情況；機(jī)具準(zhǔn)備則應(yīng)結(jié)合樁徑大小和施工土質(zhì)選擇鉆機(jī)和鉆頭，并應(yīng)準(zhǔn)備好施工鉆頭和備用鉆頭以保證施工能夠順利進(jìn)行。

1.2 鉆機(jī)安裝

安裝鉆機(jī)的基礎(chǔ)若不穩(wěn)定則在施工中易產(chǎn)生鉆機(jī)傾斜，導(dǎo)致樁傾斜及樁偏心等后果，因此必須保證鉆機(jī)垂直并對準(zhǔn)鉆孔中心，若地層較軟或有坡度則應(yīng)先將其推平，后鋪設(shè)鋼板或枕木進(jìn)行支撐加固；鉆機(jī)安裝時(shí)對有鉆塔的鉆機(jī)應(yīng)先利用鉆機(jī)動(dòng)力和附近地籠配合移動(dòng)鉆桿進(jìn)行定位，后用千斤頂將機(jī)架頂起進(jìn)行準(zhǔn)確定位，應(yīng)保證起重滑輪、鉆頭及固定鉆桿的卡孔同護(hù)筒中心位于同一垂線以保證鉆機(jī)的垂直度，樁位對準(zhǔn)后應(yīng)用枕木將鉆機(jī)橫梁墊平，并在塔頂對稱于鉆機(jī)軸線的方向拉設(shè)纜風(fēng)繩。

1.3 泥漿制備

泥漿在施工中起到懸浮鉆渣、冷卻鉆頭、保證靜水壓力及潤滑鉆具的作用，并且其在孔壁形成泥皮以將孔內(nèi)外滲流隔斷防止塌孔，泥漿調(diào)制應(yīng)結(jié)合鉆孔方法和地質(zhì)情況決定鉆孔泥漿和經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿稠度，以免泥漿過稠消弱鉆頭的沖擊力，減緩鉆進(jìn)速度，泥漿過稀降低其排渣能力和護(hù)壁效果。

1.4 成孔

開孔前應(yīng)對好中線及垂直度，并壓好護(hù)筒以保證開孔質(zhì)量，并在開機(jī)前在護(hù)筒內(nèi)添加適量泥漿以防護(hù)筒下口坍塌，開始鉆進(jìn)應(yīng)慢速當(dāng)鉆頭全部進(jìn)入護(hù)筒后方可正常鉆進(jìn)；鉆孔過程中應(yīng)結(jié)合土質(zhì)情況控制鉆進(jìn)速度，土層較軟可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度，地層較硬則應(yīng)慢速鉆進(jìn)并適當(dāng)加壓以防傾斜，若土層容易縮進(jìn)則應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)以保證鉆孔直徑；鉆孔過程中應(yīng)不斷添加泥漿，并隨時(shí)觀察成孔是否存在偏斜及附近土層因受到震動(dòng)而影響鄰孔穩(wěn)定，若施工中遇有砂層則應(yīng)降低轉(zhuǎn)速并緩慢下鉆，同時(shí)應(yīng)增加泥漿比例及粘度以防塌孔；鉆進(jìn)過程中應(yīng)下鉆一定深度則緩慢提起鉆頭重新下鉆，提鉆過程中應(yīng)緩慢提升以防孔壁坍塌；最終應(yīng)控制成孔中心偏差不超過100mm，垂直度偏差不超過1/100孔深。

1.5 清孔

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后應(yīng)對孔深、孔位及孔徑等進(jìn)行檢查，終孔檢查合格后應(yīng)及時(shí)清孔，以免放置時(shí)間過長導(dǎo)致泥漿沉淀或孔壁坍塌，沉渣厚度必須符合設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)摩擦樁則應(yīng)控制混凝土灌注前孔底沉渣厚度不超過30cm，柱樁應(yīng)控制混凝土灌注前孔底則沉渣厚度不超過10cm；沖孔過程中應(yīng)結(jié)合沉淀情況不斷補(bǔ)充新漿，第一次清孔完成后則應(yīng)對孔深、孔徑、孔位及孔形等進(jìn)行檢查，以上參數(shù)均符合要求后方可安放鋼筋籠并下放導(dǎo)管，之后則進(jìn)行二次清孔及不斷補(bǔ)充新漿，并逐步減小泥漿比重。在整個(gè)清孔過程中應(yīng)控制泥漿相對密度，以免密度過小影響護(hù)壁效果導(dǎo)致塌孔，密度過大在灌注混凝土?xí)r增大上升阻力導(dǎo)致卡管；因在砂性土層內(nèi)施工，應(yīng)結(jié)合砂土層透水性強(qiáng)的特點(diǎn)應(yīng)將清孔后的泥漿相對密度控制在1.1～1.2范圍內(nèi)，方可避免塌孔和卡管現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.6 鋼筋籠制安

鋼筋籠一般可在橋位附近集中制作，可采取分節(jié)制作，之后現(xiàn)場焊接以接長，制作后的鋼筋籠可設(shè)置一道加強(qiáng)箍并與主筋全部焊接以防吊裝過程中變形，并應(yīng)在骨架外側(cè)綁扎混凝土墊塊以保證保護(hù)層厚度；清孔完成后應(yīng)及時(shí)下放鋼筋籠，在鋼筋籠吊放時(shí)應(yīng)用吊車一次性吊放以保證整體平直度，吊放過程中應(yīng)嚴(yán)禁碰撞孔壁并應(yīng)保證垂直度，入孔后則應(yīng)避免鋼筋籠旋轉(zhuǎn)，并杜絕采取加壓下放鋼筋籠，吊放完成后則應(yīng)立即固定；鋼筋籠焊接時(shí)應(yīng)保證上下兩節(jié)軸線一致，入孔后位置準(zhǔn)確并應(yīng)牢固定位，同時(shí)應(yīng)采取安設(shè)防浮鋼管以防止混凝土灌注過程中鋼筋籠上浮。

1.7 混凝土灌注

混凝土灌注前應(yīng)檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)，并選擇合適導(dǎo)管，設(shè)置隔水栓塞，首批混凝土順利下滑至孔底后則應(yīng)立即檢測導(dǎo)管內(nèi)外混凝土高度及導(dǎo)管是否埋設(shè)在混凝土內(nèi)，深度合格后方可繼續(xù)灌注混凝土；鉆孔灌注樁的混凝土灌注過程中應(yīng)做到連續(xù)、快速，一般單根樁的灌注時(shí)間應(yīng)控制在6h內(nèi)，施工用混凝土應(yīng)具備較高的流動(dòng)性和緩凝性，并可摻加適量的緩凝劑以保證運(yùn)輸中不出現(xiàn)離析現(xiàn)象；整個(gè)灌注過程中應(yīng)保證導(dǎo)管插入混凝土深度控制在2-4m，并應(yīng)以此作為導(dǎo)管提升和拆除的標(biāo)準(zhǔn)，灌注過程中應(yīng)堅(jiān)持勤提導(dǎo)管的方法，并測量、控制好混凝土上升高度；并應(yīng)保證導(dǎo)管在灌注過程中始終處于垂直狀態(tài)以免偏斜搖晃導(dǎo)致樁頭偏移，終灌時(shí)由于樁頂部位砂漿多、石子少且一定量的泥漿混在其中，因而必須超灌以將浮漿體移至設(shè)計(jì)樁頂之上，一般灌注后的樁頂標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)標(biāo)高1.0m，待樁身強(qiáng)度達(dá)到要求后則可將樁頭剔鑿以保證樁頂?shù)幕炷潦┕べ|(zhì)量。

2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 隔孔施工

鉆孔灌注樁施工不同于打入樁施工，其是先成孔后成樁，過程中周圍土體向樁身土體產(chǎn)生動(dòng)壓力，尤其在成孔初期由于樁身混凝土強(qiáng)度很低，并且成孔靠泥漿平衡，因而施工中宜采取隔孔施工以增大樁距減少塌孔和縮頸現(xiàn)象。

2.2 樁位偏位預(yù)防

鉆孔過程中若平臺變位則會導(dǎo)致樁孔變位，成孔過程中也可能因外力影響導(dǎo)致偏位，因而首先應(yīng)保證鉆孔平臺的牢固性，并及時(shí)對樁機(jī)位置糾偏，并應(yīng)進(jìn)行掃孔后沖進(jìn)成孔；在混凝土灌注過程中若護(hù)筒埋設(shè)較淺或樁機(jī)工作平臺壓實(shí)度不足或由于混凝土運(yùn)輸車輛的沖擊影響也會對導(dǎo)致護(hù)筒移位，因而在灌注混凝土前應(yīng)按照規(guī)定對孔位、鋼筋籠平面位置及固定情況進(jìn)行檢查，并應(yīng)避免將儲料斗、導(dǎo)管卡口盤直接擱置在護(hù)筒上而導(dǎo)致護(hù)筒下沉或移位，并可在護(hù)筒外面用方木和枕木進(jìn)行支撐，并保證墊木的頂面高出護(hù)筒頂20cm以上，在混凝土灌注過程中應(yīng)放緩混凝土罐車上坡便道，且應(yīng)與鋼護(hù)筒并列安放以減少罐車對護(hù)筒產(chǎn)生正面沖擊力。

2.3 護(hù)筒底部護(hù)壁

鉆孔灌注樁護(hù)筒底部孔壁防護(hù)的效果尤為重要，由于該部位是護(hù)筒與土體銜接部位，同時(shí)也是整個(gè)孔壁最為薄弱部位，尤其是對于透水性較強(qiáng)的土層內(nèi)該部位未能護(hù)牢則可能導(dǎo)致透水繼而引發(fā)塌孔。因而在施工中可采取干拋粘土來進(jìn)行護(hù)筒，粘土體積為護(hù)筒內(nèi)水的體積的1/2～1/3，拋至表面基本能看到粘土塊即可，拋完后則應(yīng)靜置讓粘土吸水脹濕，并開動(dòng)鉆機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌至鉆機(jī)鉆動(dòng)困難，之后靜置1～2h后則可按照正常程序進(jìn)行鉆孔，重新鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)慢速鉆進(jìn)并應(yīng)上下來回往返數(shù)次以提高護(hù)壁效果。

3 結(jié)語

我們必須要認(rèn)識到，在橋梁工程中做好灌注樁的施工是非常重要的，我們必須在這樣一個(gè)觀念和思想前提下，認(rèn)識事故發(fā)生的原因、領(lǐng)會事故的嚴(yán)重后果，最重要的就是在這樣一個(gè)前提下相應(yīng)的做好處理和保障工作。

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