公路橋梁水中鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制探討

黃 波

(廣西路橋工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530011)

0 引言

目前，大部分橋梁基礎(chǔ)或者是房建基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁形式，并且向高深度、大直徑方向發(fā)展，工程質(zhì)量的要求也逐漸提高。但由于水中鉆孔灌注樁施工過程屬隱蔽工程項目，施工時容易出現(xiàn)斷樁、導(dǎo)管進(jìn)水、堵管、夾泥等質(zhì)量事故，因此應(yīng)該不斷地完善施工技術(shù)，充分重視樁基各個施工環(huán)節(jié)并精心施工，只有這樣才能確保施工質(zhì)量。本文根據(jù)思勤江大橋1.8 m直徑、樁長達(dá)34 m的水中鉆孔樁施工的經(jīng)驗，就如何保證成樁順利、保證質(zhì)量等方面進(jìn)行探討，以期與同行相互交流，以達(dá)到提高施工水平的目的。

1 工程概況

思勤江大橋位于廣西賀州至巴馬高速公路的鐘山至昭平段，設(shè)計橋型為[2×4×25+(50+77+50)+2×25+(25+40+25)] m預(yù)應(yīng)力預(yù)制+現(xiàn)澆混凝土箱梁，長531 m。該大橋位于賀州市鐘山縣清塘鎮(zhèn)大爽電站上游約250 m處，橋梁主線上跨思勤江，水中樁基樁徑為φ1.8 m，共有12根，樁長最短為30 m，最長為34 m，采用鋼平臺和棧橋施工。水中樁基礎(chǔ)采取雙控即樁底標(biāo)高和入巖深度，主橋左幅8#、右幅9#橋墩均為水中樁基礎(chǔ)，橋樁底落在中風(fēng)化砂巖，局部夾泥質(zhì)粉砂巖，樁基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁。本工程水中鉆孔灌注樁的施工較為隱蔽，從鉆孔開始至成樁結(jié)束，因受到多種因素影響，極易引發(fā)質(zhì)量安全事故。因此，質(zhì)量控制成為施工難點。

2 水中鉆孔灌注樁的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 棧橋和鉆孔平臺搭設(shè)

主橋左幅8#橋墩處于河中，承臺尺寸為12×7.5×2.5 m，承臺頂標(biāo)高為141.4 m，位于水中，設(shè)6根樁，勘察期間水面標(biāo)高140.01 m，水深約為10 m，考慮到施工方便、經(jīng)濟(jì)和快速選擇搭設(shè)施工鋼平臺。主橋右幅9#橋墩處于河中，承臺12×7.5×2.5 m，設(shè)6根樁。根據(jù)本橋的設(shè)計特點以及思勤江的水文資料調(diào)查顯示，左幅8#、右幅9#墩常年位于水中，為完成左幅8#、右幅9#墩的水中樁基礎(chǔ)、承臺及墩身施工，給樁基和承臺施工提供工作平臺，所以本工程在左幅8#、右幅9#墩搭建橫向棧橋，以滿足人員、設(shè)備、材料運輸?shù)竭_(dá)現(xiàn)場進(jìn)行樁基及系梁施工。考慮到施工吊車支腿寬度要求，橫向棧橋?qū)挾葹? m，單個橫向棧橋橋長為3+12+3+12=30 m，橫向棧橋軸線與左幅8#、右幅9#墩軸線平行，樁基礎(chǔ)均采用φ609×10 mm鋼管，墩中心距離(跨徑)最大為12 m。棧橋橋面標(biāo)高根據(jù)思勤江水文資料及兩岸的地質(zhì)情況來確定，即根據(jù)200年一遇的洪水位及設(shè)計、最高施工水位145.178 m及波高、抗洪等因素確定，但由于此棧橋主要是用于思勤江大橋施工，故確定棧橋橋面標(biāo)高設(shè)為145.5 m，滿足施工要求。搭設(shè)時由25 t履帶吊機或者浮吊配合振動錘負(fù)責(zé)臨時鋼管樁下沉。充分考慮汛期對施工平臺影響，鋼管樁平臺利用冬季枯水期進(jìn)行搭設(shè)，平臺與棧橋管樁連成整體，以增強鋼棧橋的抵抗洪水沖擊能力。

2.1.2 護(hù)筒埋設(shè)

本工程鋼護(hù)筒壁厚為δ=10mm，直徑為φ2.0 m，鋼護(hù)筒采用振樁錘下沉，下沉?xí)r應(yīng)保證鋼護(hù)筒中心偏差、傾斜度偏差符合設(shè)計要求，并保證埋入深度達(dá)到5 m以上。

2.1.3 鉆孔泥漿及水頭

利用相鄰護(hù)筒做泥漿池兼做造漿池，鉆孔過程中可循環(huán)重復(fù)利用，鉆進(jìn)過程中注意保護(hù)水頭并注意及時補充水頭。泥漿根據(jù)以往施工經(jīng)驗進(jìn)行配制，并根據(jù)地層情況及時調(diào)整，施工中每地質(zhì)層和每工班組測定泥漿性能并及時調(diào)整到規(guī)范要求值范圍內(nèi)。樁基混凝土澆筑過程中排出的鉆孔泥漿在經(jīng)過泥漿凈化器過濾后，合格的泥漿排設(shè)到護(hù)筒或泥漿池中重復(fù)使用，廢棄的泥沙及時清理運輸至指定地點堆放。

2.2 確保成孔質(zhì)量

(1)鉆孔前，應(yīng)檢查和調(diào)試機具，并根據(jù)地質(zhì)情況選用適當(dāng)?shù)你@進(jìn)速度、泥漿和反循環(huán)泵壓。以便按不同土層調(diào)整沖程、控制鉆進(jìn)速度、泥漿形式。

(2)開始鉆進(jìn)時應(yīng)采用小沖程開孔，防止孔位偏心、孔口坍塌，待鉆進(jìn)一定深度后方可進(jìn)行正常沖擊鉆孔。在鉆進(jìn)過程中始終要控制鉆進(jìn)速度與泥漿排放量相適應(yīng)，水中墩鉆至護(hù)筒下口附近1 m時，減小沖程，調(diào)整泥漿稠度緩慢鉆進(jìn)。

(3)鉆孔作業(yè)總的原則是根據(jù)不同土層情況選擇與之相適應(yīng)的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，鉆機就位后使沖擊錘中心對準(zhǔn)護(hù)筒中心，鉆進(jìn)速度與泥漿排放量相適應(yīng)，鉆進(jìn)過程中孔內(nèi)水位應(yīng)高于護(hù)筒底口0.5 m以上，掏取鉆渣和停鉆時，應(yīng)及時向孔內(nèi)補水，保持水頭高度。

(4)鉆進(jìn)過程中，應(yīng)經(jīng)常對鉆孔泥漿進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)不合要求時應(yīng)及時調(diào)整，如有泥漿有損耗、漏失應(yīng)注意補充；鉆進(jìn)時應(yīng)有備用鉆頭，輪替使用。鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)作業(yè)，鉆進(jìn)過程中及時濾渣，應(yīng)注意土層的變化，有變化時應(yīng)查明土質(zhì)并記錄。

(5)水中基樁由于受水位漲落影響，鉆孔時將采取穩(wěn)定鉆孔內(nèi)水頭的措施，保證孔內(nèi)水頭在任何時候均比護(hù)筒外水位高1.5～2.0 m。

2.3 確保清孔質(zhì)量

本工程采用原漿換漿法清孔，保證孔內(nèi)沉渣厚度符合設(shè)計要求及泥漿指標(biāo)滿足要求。由于吊裝鋼筋籠、安裝導(dǎo)管等準(zhǔn)備工作較長，必要時應(yīng)進(jìn)行第二次清孔。

2.4 確保鋼筋籠制作質(zhì)量和安裝

(1)鋼筋的加工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行下料，主筋在切頭時必須保證同節(jié)鋼筋籠中主筋長度一致，鋼筋籠在鋼筋加工場分節(jié)段加工成型，樁基鋼筋連接采用機械連接或者焊接，在保證質(zhì)量的前提下，連接方式將根據(jù)現(xiàn)場施工情況靈活調(diào)整。

(2)鋼筋加工場選用地勢平坦且靠近樁位的地方，并鋪設(shè)枕木作為制作平臺，上設(shè)防雨棚或用防雨布履蓋，Ⅰ級光圓鋼筋應(yīng)設(shè)地錨用卷揚機拉直，隨拉隨用，避免長時間堆放生銹。所有鋼筋應(yīng)堆放在專用的堆放平臺上，用彩條布覆蓋，并用標(biāo)志牌標(biāo)明規(guī)格、型號、產(chǎn)地等。

(3)鋼筋連接采用機械連接，套筒的規(guī)格型號一定要按設(shè)計及規(guī)范加工，保證套筒的工作性能安全可靠。試驗室應(yīng)不定期對鋼筋連接情況進(jìn)行抽檢，待合格后通過汽車運輸至現(xiàn)場綁扎成型再安裝或現(xiàn)場就地綁扎。在鋼筋籠四周用水泥環(huán)型墊塊作為保護(hù)層厚度襯塊，對應(yīng)加強筋設(shè)置，縱向每隔2 m設(shè)7個水泥環(huán)型墊塊，上下層錯開布置確保鋼筋籠保護(hù)層厚度；施工時注意預(yù)埋超聲波檢測管，超聲波檢測管設(shè)于鋼筋籠內(nèi)側(cè)，上端高于樁基頂面50 cm，以便及時檢測，下端到樁底，每節(jié)長8 m，節(jié)間用套管連接，縱向每4.0 m與鋼筋籠連接焊接固定(但不能燒穿以免漏漿)或者綁扎固定，要保證檢測鋼管不漏水。

(4)鋼筋連接采用焊接連接盡量采用雙面焊，骨架鋼筋焊接好之后，嚴(yán)格按照圖紙尺寸纏繞光圓箍筋并綁扎牢固。按每2 m一道，每道4個加設(shè)保護(hù)層鋼筋。預(yù)制好的鋼筋籠放在專門的堆放場地，擺放整齊，并掛上標(biāo)志牌，標(biāo)明所用樁基號、節(jié)次、長度、日期，以便于管理、檢查和使用。

(5)當(dāng)鋼筋籠預(yù)制成型，經(jīng)檢驗合格后方可下放。鋼筋籠盡量豎直下放，緩慢進(jìn)行，避免與孔壁碰撞。接頭采用雙面焊接連接。鋼筋籠設(shè)骨架，使之成型準(zhǔn)確，在骨架外設(shè)保護(hù)環(huán)，以保證鋼筋籠沉放垂直、不偏位以及保護(hù)層滿足要求。

(6)制作加強筋時應(yīng)使用十字撐或三角撐固定使鋼筋籠存放、運輸、吊裝過程中不變形、脫焊。在入孔安裝時，逐節(jié)將支撐筋拆除。

2.5 確保水下混凝土灌注質(zhì)量

(1)本工程水下混凝土采取拌合站統(tǒng)一拌制，施工前應(yīng)注意檢查混凝土原料的質(zhì)量，拌制時必須嚴(yán)格按照試驗室提供的配合比進(jìn)行，以確保水下混凝土的施工質(zhì)量。

(2)本工程混凝土采用4～6輛容量為6～10 m3的混凝土攪拌運輸車運輸。首盤混凝土灌注后，采用混凝土車直接倒料到料斗里面進(jìn)行灌注，混凝土灌注一次完成，每樁混凝土澆灌時間應(yīng)≤6 h。

(3)混凝土灌注開始后，應(yīng)注意調(diào)整導(dǎo)管底與混凝土表面的相應(yīng)位置，確保導(dǎo)管埋深控制在2～6 m，以防發(fā)生斷樁等質(zhì)量事故。

3 結(jié)語

思勤江大橋的水中鉆孔灌注樁施工較為隱蔽，施工工序多，施工時的不可預(yù)見性很大，任何一個疏忽都有可能帶來嚴(yán)重的質(zhì)量和安全事故。工程項目部通過制定重點施工技術(shù)措施，加強施工過程管理，嚴(yán)格按質(zhì)量控制要點施工，該大橋12根大直徑水中鉆孔灌注樁施工均順利完成，經(jīng)有關(guān)部門檢測，結(jié)果全部為A類樁，得到建設(shè)指揮部的好評。