公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的要點(diǎn)解析

吳益峰 陳張儀

【摘要】本文結(jié)合某橋梁工程項(xiàng)目實(shí)例，對(duì)項(xiàng)目概況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，重點(diǎn)從埋設(shè)護(hù)筒、鉆孔施工、清孔操作、鋼筋籠下放、以及混凝土灌注這幾個(gè)方面入手，對(duì)鉆孔灌注樁的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)探討，并介紹了鉆孔期間可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題以及處理方法，值得重視。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；

鉆孔灌注樁施工是路橋項(xiàng)目施工中非常重要的技術(shù)方案之一。結(jié)合已有的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在施工干擾小、工程噪音低、經(jīng)濟(jì)效益限制、以及可明顯改善擠土效應(yīng)等。掌握鉆孔灌注樁施工的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)最大限度確保公路橋梁結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量有積極意義。

1、工程概況

某橋梁工程項(xiàng)目位于A市中心城區(qū)。該工程設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為245m，包括引道路線(xiàn)，橋梁項(xiàng)目整體寬度為15.0m。工程項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)主要為預(yù)應(yīng)力空心板，施工標(biāo)準(zhǔn)為5跨，單跨23.0m；項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)主要支撐體結(jié)構(gòu)為為柱式墩，通過(guò)鉆孔灌注樁技術(shù)方法進(jìn)行柱體灌注操作。項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為3.5kN/m2人群荷載量，且需要與本地區(qū)交通流量相適應(yīng)，故對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)的施工效果提出了嚴(yán)格要求。

2、鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 埋設(shè)護(hù)筒

本工程中現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示基樁樁徑分別為1.4m、1.5m。根據(jù)工程規(guī)范中的"護(hù)筒需略高于基樁樁徑"的原則要求，選擇護(hù)筒直徑參數(shù)分別為1.7m、1.8m。護(hù)筒埋設(shè)采取人工埋設(shè)的方式，具體操作為：先于施工現(xiàn)場(chǎng)挖坑，安置好護(hù)筒后用黏質(zhì)土進(jìn)行分層夯實(shí)處理，頂部用混凝土砂漿進(jìn)行二次處理，以免發(fā)生滲水現(xiàn)象。護(hù)筒頂端宜高出施工水位或地下水位2m，宜高出施工地面0.3m，護(hù)筒埋設(shè)深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或水文地質(zhì)情況確定，一般為2.0-4.0m，特殊情況下應(yīng)加深，有沖刷影響時(shí)，應(yīng)深入局部沖刷線(xiàn)以下不少于1.0-1.5m。

2.2 鉆孔施工

一般情況下，在鉆機(jī)鉆進(jìn)期間以正、反循環(huán)鉆成孔，護(hù)壁泥漿比重建議控制為1.3-1.4g/cm3，允許偏差≤±0.1。鉆孔泥漿制備成分包括黏土、水、以及添加劑。結(jié)合本工程實(shí)際情況，建議用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土造漿，并設(shè)置相應(yīng)的沉淀池、制漿池。護(hù)筒中泥漿需要做到頂面，并確保其高出地下水位高度1.0m以上。其目的是形成穩(wěn)定的水頭壓力，以免孔壁發(fā)生坍塌。在樁孔鉆進(jìn)期間應(yīng)當(dāng)連續(xù)進(jìn)行，并安排專(zhuān)人對(duì)土層變化情況進(jìn)行觀察，針對(duì)土層異常部分需采集樣品進(jìn)行判斷，方便后期與地質(zhì)剖面勘察情況進(jìn)行核對(duì)。還需要注意的一點(diǎn)是，鉆進(jìn)期間應(yīng)當(dāng)鉆于護(hù)筒刃腳位置時(shí)應(yīng)當(dāng)調(diào)整為低檔、慢速運(yùn)行，借助于泥皮達(dá)到保護(hù)刃腳部位孔壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。

2.3 清孔操作

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)當(dāng)上報(bào)并進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后需及時(shí)進(jìn)行清孔作業(yè)。泥漿護(hù)壁攜渣以降低泥漿粘稠度，然后轉(zhuǎn)為使用換漿法清孔，將比重較高的泥漿置換出來(lái)，從而使泥漿比重下降至規(guī)范要求。清孔后的泥漿相對(duì)密度應(yīng)小于1.10，含砂率不得大于2%，粘度不得大于20Pa？s。需要引起注意的一點(diǎn)是：在清孔過(guò)程中，必須始終確保鉆孔水位較地下水水文高出1.5m～2.0m，以防止發(fā)生塌孔或其他質(zhì)量問(wèn)題。清孔作業(yè)臨近結(jié)束時(shí)，需要借助于空壓機(jī)風(fēng)管擾動(dòng)孔底，以免泥漿大量沉降于孔底內(nèi)，影響后續(xù)的混凝土澆筑效果。

2.4 鋼筋籠下放

鋼筋籠制作直徑應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求，操作示意圖如下圖1所示。普遍來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的施工工藝中多應(yīng)用螺旋絲扣型或焊接方式，加勁箍宜設(shè)在主筋外側(cè)，主筋一般不設(shè)彎鉤，根據(jù)工藝要求所設(shè)彎鉤不得向內(nèi)圓伸露，以便避免導(dǎo)管掛鉤出現(xiàn)鋼筋籠上浮的狀況。應(yīng)該將制作好的鋼筋籠平臥放置于干凈平整的場(chǎng)地上，碼放高度不得超過(guò)2m，碼放層數(shù)不宜超過(guò)3層。在鋼筋籠現(xiàn)場(chǎng)吊裝時(shí)，本工程遵循逐節(jié)吊裝的施工方案，對(duì)孔口進(jìn)行焊接，主筋焊接方式為立焊。在鋼筋籠吊放時(shí)需要注意下放的垂直性，避免鋼筋籠與孔壁碰撞影響吊放質(zhì)量。

2.5 混凝土灌注

本工程混凝土灌注采用砼攪拌車(chē)配合漏斗的方式進(jìn)行操作。灌注前首先啟動(dòng)澆砼前罐車(chē)。為了避免所灌注混凝土發(fā)生離析問(wèn)題，需要在混凝土出車(chē)前先操作攪拌車(chē)做逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，恢復(fù)正常狀態(tài)后出車(chē)。灌注混凝土應(yīng)當(dāng)遵循分步驟的操作原則。第一批次混凝土在灌注過(guò)程當(dāng)中，孔底與導(dǎo)管下口間的距離需控制在300～500mm范圍內(nèi)，確保集料斗面積充足，保證導(dǎo)管內(nèi)混凝土達(dá)到完全充盈的狀態(tài)。同時(shí)，導(dǎo)管埋置深度應(yīng)嚴(yán)格控制在2～6m范圍內(nèi)。所灌注混凝土與下放鋼筋籠的底部距離達(dá)到1m左右時(shí)需要適當(dāng)調(diào)整減慢混凝土灌注速度，當(dāng)混凝土面上升到骨架底口4m以上時(shí)提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口高于骨架底部2m以上，然后恢復(fù)正常灌注速度。在灌注作業(yè)臨近結(jié)束時(shí)，施工人員需保證孔口與導(dǎo)管口保持一定的高度，使混凝土在下降中所產(chǎn)生的沖擊力達(dá)到密實(shí)混凝土的效果，樁頂混凝土灌注完成后應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5-1.0m。

3、鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問(wèn)題及其處理

第一，針對(duì)鉆孔偏斜后應(yīng)查明偏斜情況，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復(fù)掃孔，使鉆孔正直，偏斜嚴(yán)重時(shí)應(yīng)回填砂黏土到偏斜處，待回填物沉積密實(shí)后再鉆。

第二，針對(duì)鋼筋籠上浮問(wèn)題而言，需要注意的是：鋼筋籠的埋設(shè)高程是根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高安置的。鋼筋籠上浮原因很多，主要有：清孔時(shí)孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多；混凝土初凝和終凝時(shí)間太短，使孔內(nèi)混凝土過(guò)早結(jié)塊；混凝土灌注至鋼筋骨架底部時(shí)灌注速度太快；灌注過(guò)程中導(dǎo)管埋深過(guò)大產(chǎn)生較大的上浮力。根據(jù)鋼筋籠上浮的產(chǎn)生原因，認(rèn)為解決該質(zhì)量問(wèn)題的措施有：焊接定位鋼筋并認(rèn)真清孔；混凝土中摻加緩凝劑；保持正常的灌注速度；保持正常的提拔導(dǎo)管速度和2-6m埋深。

第三，針對(duì)樁頂混凝土不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，主要原因是：超灌高度不夠；混凝土浮漿太多；孔內(nèi)混凝土面測(cè)定不準(zhǔn)。應(yīng)采取正確的解決措施：樁頂混凝土灌注完成后應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5-1.0m；對(duì)于大體積混凝土的樁，樁頂10m內(nèi)的混凝土還應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配合比，增大碎石含量，減少樁頂浮漿；在灌注最后階段，孔內(nèi)混凝土面測(cè)定應(yīng)采用硬桿筒式取樣法測(cè)定。

結(jié)束語(yǔ)

在路橋工程施工中應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)除了能夠保障橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以外，還可顯著提高施工質(zhì)量，確保施工作業(yè)的安全進(jìn)行。本文以上分析中結(jié)合工程實(shí)例，探討了在橋梁工程中應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)的相關(guān)要點(diǎn)，望能夠引起同類(lèi)工程的關(guān)注與參考。

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