橋梁基礎(chǔ)沖孔灌注樁施工技術(shù)研究

吳才勇

(貴州省公路工程集團有限公司)

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橋梁基礎(chǔ)沖孔灌注樁施工技術(shù)研究

吳才勇

(貴州省公路工程集團有限公司)

摘要：目前在橋梁基礎(chǔ)施工中運用比較多的一種樁基形式就是沖孔灌注樁。但是因為在施工中的施工時間比較長，樁身比較大，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，會對建筑物的安全和工期產(chǎn)生重大的影響。因而在施工中，必須加強每一道工序的施工，對施工質(zhì)量進(jìn)行保證。主要闡述了橋梁基礎(chǔ)沖孔灌注樁施工技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：橋梁；基礎(chǔ)；沖孔；灌注樁；質(zhì)量

1沖孔灌注樁特點

1.1　定義

沖孔灌注樁是鉆孔灌注樁的一種，主要是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人工挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而成的樁。

1.2　沖孔灌注樁的特點

(1)優(yōu)點

沖孔灌注樁主要有以下幾點優(yōu)勢：①使用沖擊的方式對巖土進(jìn)行破碎，尤其是破碎有裂隙的堅硬土和大的卵石所消耗的功率小，破碎效果好；同時，沖擊土層時的沖擠作用形成的孔壁較為堅固；②在較大的卵石層、漂礫石層中施工成孔率較高；③沖孔灌注樁施工設(shè)備比較簡單，便于操作，并且很容易控制施工參數(shù)，施工中產(chǎn)生的機械故障不僅少而且小。④鉆進(jìn)時孔內(nèi)泥漿循環(huán)的作用，使得懸浮鉆渣循環(huán)至地面排除，并保持了孔壁穩(wěn)定，泥漿用量小。

(2)缺點

沖孔灌注樁主要有以下幾個缺點：①使用剛死神引沖擊頭進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)，大多數(shù)的時間都是消耗在提放鉆頭和掏渣土上，鉆速度較低。隨樁身加深，掏渣時間和孔底清渣時間相對較長。②容易出現(xiàn)樁孔不圓的情況，擴孔率較高。③遇巖層不均勻時容易出現(xiàn)斜孔、卡鉆等事故。

2沖孔灌注樁施工要點

2.1　測量控制

施工之前首先就是復(fù)測導(dǎo)線，嚴(yán)格按照一級導(dǎo)線的精度要求，同時要嚴(yán)格按照四等水準(zhǔn)測量的要求將高程點進(jìn)行閉合，之后將閉合之后的高程點引到結(jié)構(gòu)柱的附近以此作為施工過程的控制點。對于工程中的標(biāo)高控制需要利用大倍率自動安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行。對于中線控制采用全站儀進(jìn)行，采用全站儀主控進(jìn)行中線測量，采用鋼尺進(jìn)行校對和核實。施工放樣采用極坐標(biāo)法，將各個樁中心坐標(biāo)直接放出來，同時使用鋼尺進(jìn)行丈量校核。

2.2　護筒埋設(shè)

采用鋼板制作的護筒，為了增加護筒的剛度需要在護筒的上中下部位的外側(cè)都焊接一道加強筋。為了滿足施工要求，制作成功的護筒的內(nèi)徑應(yīng)該比設(shè)計要求的樁經(jīng)多20cm，制作成功的護筒的高度需要控制在2m左右，根據(jù)工程要求應(yīng)該在護筒頂部的下方0.2m處設(shè)置一個大小合理的溢漿孔。

2.3　鉆機就位鉆孔

鉆進(jìn)安裝完成之后，就可以進(jìn)行鉆機就位作業(yè)，鉆機就位需要對準(zhǔn)樁基中心，并且需要對鉆機的平穩(wěn)以及固定性進(jìn)行保證，嚴(yán)禁鉆機在鉆進(jìn)的過程中產(chǎn)生傾斜或者是偏移的現(xiàn)象。

2.4　泥漿護壁

本工程泥漿制備主要選擇的是膨潤土，施工用的泥漿應(yīng)該以施工工藝和穿越土層情況為依據(jù)進(jìn)行配合比設(shè)計。砂礫層沖進(jìn)時泥漿比重應(yīng)適當(dāng)增大，以加強護壁的穩(wěn)定性；在風(fēng)化巖層中沖進(jìn)時，泥漿比重以滿足浮碴為宜。泥漿選用塑性指數(shù)大于25、小于0.005mm的粘粒含量大于50%的膨潤土，膨潤土中不得含有石膏、石灰或鈣鹽類化合物。

2.5　鉆孔

在鉆孔過程中，要保證輕錘慢進(jìn)，其落距嚴(yán)禁高于2m。要嚴(yán)格控制每個小時的進(jìn)尺距離，嚴(yán)禁高于1m，并且采取有效的手段避免孔斜現(xiàn)象的產(chǎn)生。在鉆進(jìn)的過程中，如果遇到卵石層或者是亞沙土層，那么需要對落距以及進(jìn)尺進(jìn)行有效的控制，同事應(yīng)該對泥漿的稠度進(jìn)行增大，尤其是遇到亞沙土層必須要選擇非常優(yōu)質(zhì)的泥漿，從而有效的避免局部擴孔、坍孔、埋鉆現(xiàn)象的產(chǎn)生。鉆孔應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象。在對鉆頭或者是鉆機進(jìn)行維修的過程中必須要對鉆孔內(nèi)部的泥漿的高度以及密度進(jìn)行有效的保證，以防泥漿沉淀導(dǎo)致鉆孔上部泥漿密度過于低下。

2.6　清孔

直到鉆孔作業(yè)達(dá)到設(shè)計要求之后就可以停止鉆孔作業(yè)，并且應(yīng)該及時進(jìn)行清孔。本工程主要愛用反循環(huán)泥漿的方法進(jìn)行清孔，要求在清孔之后孔中沉淀的厚度應(yīng)該低于30cm。

2.7　鋼筋籠制作與吊裝

本工程鋼筋籠的制作與安裝在施工現(xiàn)場進(jìn)行，以原材料為依據(jù)進(jìn)行鋼筋籠的制作，鋼筋接頭直徑≥25的采用幫條單面焊，其它規(guī)格采用單面搭接焊。樁身鋼筋籠主筋采用16t汽車起吊，在樁孔口現(xiàn)場焊接，接頭形式為電弧單面搭接焊或幫條單面焊，螺旋箍和加勁箍均采用單面搭接焊，搭接長度≥10 d。

鋼筋籠的吊裝采用汽車吊裝的方法進(jìn)行，鋼筋籠起吊的位置應(yīng)該設(shè)置在鋼筋籠頂部、中部以及底部的1/3處。鋼筋籠的起吊時間應(yīng)該是在成孔檢查并且保證合格之后。在鋼筋籠的入孔過程中，必須保證與孔位對準(zhǔn)，并且要對鋼筋籠進(jìn)行輕放以及慢放。在鋼筋籠吊裝的過程中如果遇到阻礙，那么可以在對鋼筋籠旋動之后輕輕放下，嚴(yán)禁對孔壁產(chǎn)生碰撞和破壞。

2.8　灌注水下混凝土

采用商品混凝土供應(yīng)，嚴(yán)格按混凝土強度控制混凝土的坍落度及水灰比，水下混凝土的含砂率宜為40%～45%，粗骨料的最大料徑應(yīng)<40mm。混凝土配合比試配強度比設(shè)計強度提高20%，作為消除水下混凝土強度的不穩(wěn)定因素。為了改善和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。水下混凝土灌注應(yīng)該連續(xù)不間斷的進(jìn)項，對于每一斗混凝土灌注的間隔時間需要盡可能的縮短，并且需要嚴(yán)格拆除導(dǎo)管的時間，

通常應(yīng)該控制在15min以內(nèi)，嚴(yán)禁施工中途停止施工。在混凝土灌注過程中，需要對混凝土高度隨時的探測，并且需要及時的講導(dǎo)管提升或者是拆除。還需要對導(dǎo)管的埋深進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通?？刂圃?m左右。為保證樁頂混凝土質(zhì)量，澆灌混凝土頂面比設(shè)計標(biāo)高高不少于80cm。

3沖孔灌注樁病害

3.1　孔壁坍塌

孔壁坍塌產(chǎn)生的主要原因有：護筒沒有足夠的埋設(shè)深度；成孔的速度過快；泥漿缺乏足夠的濃度；孔內(nèi)水位沒有足夠的高度。針對孔壁塌陷的產(chǎn)生原因，主要解決措施為：合理的設(shè)計護筒的埋設(shè)深度。在鉆孔過程中，應(yīng)該根據(jù)土層性質(zhì)的不同，選擇合理的鉆進(jìn)速度；選擇優(yōu)質(zhì)泥漿，并且在鉆進(jìn)過程中及時補充泥漿，從而對孔內(nèi)水位進(jìn)行保證。

3.2　斜孔

在鉆孔施工中，孔斜現(xiàn)象時常見的病害，其產(chǎn)生的主要原因是在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)面臨著巖面傾斜的現(xiàn)象，也就是說巖面兩邊一邊巖面比較硬，一邊比較軟，那么在鉆進(jìn)過程中很容易導(dǎo)致孔斜現(xiàn)象的產(chǎn)生。針對孔斜現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，其主要解決措施就是在巖面傾斜的狀況下進(jìn)行鉆進(jìn)時，應(yīng)該將片石填入到空中，保證保證孔底部的表面是相對來說比較平整的，然后首先進(jìn)行低垂快擊以此行車一個比較緊密的平臺之后，在將沖擊速度進(jìn)行提高。

3.3　卡錘

卡錘現(xiàn)象通常是在鉆孔的速度比較快的情況下出現(xiàn)的，此外，如果地質(zhì)不明，遇到溶洞或者是孤石的現(xiàn)象時，那么就很可能導(dǎo)致卡錘現(xiàn)象的產(chǎn)生。針對卡錘產(chǎn)生的原因，預(yù)防卡錘現(xiàn)象的主要措施是在鉆進(jìn)過程中應(yīng)該對鉆進(jìn)的速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并且如果遇到松散的砂土那么應(yīng)該對泥漿的密度、粘度進(jìn)行適量的提高。

3.4　斷樁

斷樁現(xiàn)象時鉆孔灌注樁施工中的一個非常常見的質(zhì)量缺陷。其產(chǎn)生的主要原因有以下幾種：(1)導(dǎo)管提升過程中，提升過猛，導(dǎo)致再次插入時將泥漿帶入其中；(2)混凝土澆筑施工中停頓時間過長，導(dǎo)致混凝土初凝過程中產(chǎn)生破壞。針對上述現(xiàn)象，斷樁的主要處理措施是在導(dǎo)管的提升中，應(yīng)該對提升的速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并且做好混凝土頂面高度的勘探和測量，對導(dǎo)管的埋管深度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免導(dǎo)管堵塞。還應(yīng)該做好混凝土的供應(yīng)，對混凝土澆筑的時間進(jìn)行合理的控制，并且嚴(yán)格控制混凝土施工停頓時間。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅水源.某工程沖孔灌注樁施工與檢測技術(shù)[J].四川建材，2008，(3)：67-68.

[2]尹飛云.淺談沖孔灌注樁施工質(zhì)量監(jiān)理控制要點[J].福建建材，2008，(3)：34-35.

[3]黃志河.沖孔灌注樁的施工現(xiàn)場作業(yè)質(zhì)量控制[D].華僑大學(xué)，2011，(9):56-57.

作者簡介：吳才勇(1988-)，男，貴州黎平人，助理工程師。

收稿日期：2014-09-05

中圖分類號：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2015)08-0098-01