嚴寒氣候下的長螺旋鉆孔壓灌樁施工

趙 連 平

(黑龍江龍華巖土工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

嚴寒氣候下的長螺旋鉆孔壓灌樁施工

趙 連 平

(黑龍江龍華巖土工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

簡述了長螺旋鉆孔壓灌樁的施工工藝，并以哈爾濱大劇院樁基礎(chǔ)工程為例，探討了嚴寒氣候下長螺旋鉆孔壓灌樁的施工技術(shù)，對混凝土供應措施、設(shè)備管路保溫措施、鋼筋加工措施等作了闡述，保證了樁基的質(zhì)量。

長螺旋鉆孔壓灌樁，冬期施工，設(shè)備，保溫

1 工藝簡介

鉆孔壓灌樁工藝，是采用長螺旋鉆機，鉆至設(shè)計深度后，提鉆向孔內(nèi)壓灌超流態(tài)混凝土(坍落度20 cm～25 cm)，至樁頂標高或地面，然后向已經(jīng)灌注完混凝土的樁孔內(nèi)插入鋼筋籠，成樁。該工藝采用的施工設(shè)備，除長螺旋鉆機外，需配備混凝土泵、鐵質(zhì)泵管、膠質(zhì)泵管及多個連接彎頭等一整套混凝土泵送管路，混凝土泵送管路與鉆機動力頭連接，并通過螺旋鉆桿將混凝土送至樁底，在鉆具上提的過程中靠注入的混凝土支撐孔壁，并依靠鉆具底部注入的混凝土壓力將孔內(nèi)的泥土向上推送由螺旋鉆具旋出孔外。該工藝由于間歇時間過長，管路中的混凝土容易固結(jié)堵塞，管路拆卸、安裝程序繁瑣，浪費時間、人力，尤其浪費混凝土材料，因此必須連續(xù)作業(yè)。由于管路較長，管路及內(nèi)部混凝土蓄熱量有限，在嚴寒氣溫下易于受凍，往往導致施工難以實施。

2 哈爾濱大劇院樁基礎(chǔ)工程概況

哈爾濱大劇院樁基礎(chǔ)工程，采用鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁，樁徑為600，樁長為18 m和28 m兩種,共計3 568根樁，于2010年10月20日開工，由于一些原因，施工至當年10月末停工，12月末準備再次開工，當時最低氣溫已達到-25 ℃，施工期為當?shù)貧鉁刈畹图竟?jié)，當?shù)貧鉁刈畹涂蛇_-38 ℃，而且地處松花江邊的空曠地帶，氣溫低，風力大。

3 冬期施工采取的措施

1)冬期施工混凝土供應措施。在混凝土泵送管路中，混凝土中的熱量是主要的供熱來源之一，由于單樁混凝土用量根據(jù)樁型不同為6 m3～10 m3之間，混凝土運送車裝載量一般為12 m3～15 m3，不可能與混凝土運送車裝載量相同，因此車內(nèi)剩余混凝土需等候較長時間，散熱較多，因此要求商品混凝土供應到現(xiàn)場的溫度不低于20 ℃。但受條件限制，商品混凝土供應商無法滿足，只能保證不低于10 ℃，為保證混凝土入模溫度按規(guī)范規(guī)定的不低于5 ℃，只能采取其他保溫和加熱措施。混凝土攪拌時，按照外界氣溫摻加防凍劑。

2)設(shè)備管路保溫措施。設(shè)備管路由于隨鉆機行走以及鉆機動力頭上下移動，保溫材料必須為可伸縮、有彈性；鉆出的含水泥沙隨處流淌，由于管路中充滿混凝土重量大，在提鉆和鉆進的上下移動時無法架空需要落地，鉆進過程中泵管下落時無法設(shè)定其準確位置，因此不可避免的保溫材料要落入鉆出的泥土中，外界溫度在-25 ℃～-35 ℃時泥土很快會凍結(jié)，原有凍土通過鉆出的泥土會與泵管外的保溫材料凍結(jié)在一起，當提鉆時泵管上很容易產(chǎn)生較大的撕裂力，脫離凍土后會有泥土粘結(jié)于保溫層上，粘結(jié)多時需隨時破除，因此保溫材料需要有較大的強度，固定在泵管上也必須非常牢靠。

本工程采用加厚防水帆布做外層，內(nèi)加壓實后為3 cm的巖棉，做成保溫被，保溫被不宜過厚，過厚不易捆綁，單個保溫被長度與單節(jié)泵管長度相當，寬度為繞泵管關(guān)卡一周并搭接10 cm,保溫被接頭設(shè)孔，便于上下連接，保證不因拖扯分離，而造成泵管局部失去保溫層。當保溫棉被破損嚴重時應停工，將整套保溫被更換后，再重新開鉆施工。

3)設(shè)備保溫、保養(yǎng)等措施?；炷恋乇迷O(shè)置位置選擇，距離鉆機位置盡可能的近；場地過大時，分割施工，移動地泵位置到較近處，以減少管路長度。地泵外設(shè)置保溫棚，保溫棚內(nèi)在泵的儲料斗下設(shè)置焦炭爐，既增加了棚內(nèi)溫度，保證泵的油溫能正常工作，也保證在兩樁施工間歇時泵的儲料斗及內(nèi)部混凝土不受凍。

鉆機的動力頭內(nèi)正常使用的齒輪油，更換成冬季機油，由于溫度低更換的機油的粘稠度也可滿足設(shè)備使用要求。其他部位的齒輪箱也可同樣更換，或間歇后啟動前對變速箱加熱，以保證能夠正常啟動運轉(zhuǎn)。

挖掘機按冬季要求保養(yǎng)。

4)混凝土管路的蓄熱及泵的清洗用水加熱措施。混凝土輸送管路蓄熱，采用蒸汽鍋爐。將蒸汽輸出膠管沿著泵送管路敷設(shè)在保溫被內(nèi)直到動力頭的接口，再返回至鉆機動力頭完全提起泵管落到地面的位置，保證冷凝水流回地面，且不會受阻。泵的清洗用水在水箱中用蒸汽管加熱。一臺0.5 t蒸汽鍋爐可供應兩臺套鉆機。

5)鋼筋加工措施。本工程鋼筋籠加工采用電弧焊，按照規(guī)范要求在環(huán)境氣溫低于-20 ℃時不宜施焊，如果保證連續(xù)施工，本工程的外界環(huán)境溫度預計最低可達到-35 ℃，無法保證質(zhì)量，如果采用保溫棚，由于鋼筋籠長度較長，為28 m，加工場地需求較大，鋼管腳手架無法搭設(shè)，只能采用鋼結(jié)構(gòu)桁架，一是當時氣溫不適合鋼結(jié)構(gòu)施工，另外造價太高，而且保溫棚的設(shè)計施工時間較長，因此采用充氣大棚的方式滿足其大跨度的要求，即采用電機不斷補充充氣的氣拱門和氣拱梁做框架，中間采用不透氣的，強度較高的輕質(zhì)防雨布進行連接，圍合為“整體結(jié)構(gòu)”的充氣大棚。在充氣大棚內(nèi)設(shè)置供熱采暖設(shè)施，本工程采用散熱排管的形式，由蒸汽鍋爐對其供熱，保證棚內(nèi)溫度不低于-20 ℃，保證鋼筋加工質(zhì)量要求。

6)成品保護措施。當?shù)貎錾钭畲鬄? m，開工前預想到該工程樁基礎(chǔ)需要越冬，為保證樁頭不受凍，在樁頂以上預留2 m厚的覆土。另外混凝土攪拌時要求采用水化熱較高的普通硅酸鹽水泥。

7)生產(chǎn)組織措施。由于鉆渣凍結(jié)速度很快，不及時清土將影響鉆機的行走安全，需配備大于240型的大挖掘機進行清土，人員配備齊全充足，鉆機人員在現(xiàn)場交接班，設(shè)備24 h不停，人員做好防凍傷工作。

8)鍋爐保證措施。由于蒸汽鍋爐屬于特種設(shè)備，每臺鍋爐按照使用就近原則布置，每臺鍋爐配建防火苯板彩鋼鍋爐房。司爐工必須責任心強，保證蒸汽壓力和及時供應。

4 施工結(jié)果

通過采取上述措施，哈爾濱大劇院樁基礎(chǔ)工程，在2011年1月，外界氣溫最低達到-36 ℃的情況下，仍可以保證施工，兩樁施工的停歇間隔可達到1 h以上。該工程由于施工過程中臺倉下臥等原因出現(xiàn)間歇，2011年3月18日全部完工，共計完成工程樁數(shù)3 568根。2011年5月該工程的樁基檢測全部完成，檢測結(jié)果全部合格。

5 結(jié)語

通過該工程對冬期施工的探索，對嚴寒氣候下鉆孔壓灌樁施工總結(jié)如下：

1)可以施工，如果措施得力，施工速度基本與夏季施工相當。

2)必須有嚴密的施工組織措施。

3)必須保證混凝土的到場溫度。

4)可根據(jù)最低氣溫的不同對上述措施中的部分項目進行調(diào)整，以達到既實用又經(jīng)濟的效果。

5)施工費用有所增加。

Long spiral bored pile construction in cold climate

Zhao Lianping

(HeilongjiangLonghuaGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Harbin150000,China)

The thesis describes the construction technology of long spiral bored pile, takes Harbin Theater pile foundation engineering as an example, explores long spiral bored pile construction technologies in cold climate, and illustrates concrete supply measures, equipment insulating measures and steel reinforced measures and so on, so as to guarantee the pile foundation quality.

long spiral bored pile, winter construction, equipment, thermal insulation

2014-12-14

趙連平(1968- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)06-0060-02

TU473.14

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