樹坪大橋施工中鉆孔樁施工分析

趙秀春

中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司 山西太原 030000

樹坪大橋位于陜西省榆林市靖邊縣龍洲鎮(zhèn)境內(nèi)，橋梁上部由12-32m雙線簡(jiǎn)支T梁組成；橋臺(tái)采用雙線T形橋臺(tái)，臺(tái)頂斜置。本橋基礎(chǔ)均采用鉆孔樁基礎(chǔ)。進(jìn)行鉆孔灌注樁施工主要依據(jù)的原則是結(jié)合當(dāng)下實(shí)情，再根據(jù)施工組織安全，然后進(jìn)行本橋鉆孔樁鉆機(jī)采用旋挖鉆。

1 泥漿制備

采用泥漿護(hù)壁進(jìn)行鉆孔施工應(yīng)設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)選用膨潤(rùn)土制備泥漿，需添加純堿、CMC、重晶石、防滲劑等添加劑改善泥漿性能，造漿量為兩倍樁的混凝土體積。泥漿性能指標(biāo)為：泥漿比重：旋挖鉆機(jī)入孔泥漿比重為1.05～1.15；粘度：一般地層16～22s，松散易坍地層19～28s；含砂率：新制泥漿不大于4%；膠體率：不小于95%；pH值：應(yīng)大于6.5。泥漿制備完成后使用泥漿專用檢測(cè)儀器進(jìn)行泥漿性能檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)包括比重、粘度、含砂率、pH值、膠體率等。

2 鉆孔

本橋旋挖鉆機(jī)鉆孔采用濕式成孔，結(jié)合本工程鉆孔樁的地質(zhì)情況，黏性土、粉土、填土、中等密實(shí)以上的砂土地層選用回轉(zhuǎn)鉆頭，碎石土、中等硬度的巖石及風(fēng)化巖層選用嵌巖鉆頭。鉆孔時(shí)，孔口護(hù)筒應(yīng)高出地面50cm，并及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充漿液，以保持足夠的泥漿壓力；旋挖鉆機(jī)開孔施工應(yīng)輕壓慢進(jìn)，主卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩承擔(dān)不低于鉆桿、鉆具重量之和的20%，以保證孔位不產(chǎn)生偏差，鉆頭轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于10r/min。待主動(dòng)鉆桿全部進(jìn)入孔后，方可逐步加速進(jìn)行正常鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度與壓力有關(guān)，采用鉆頭與鉆桿自重摩擦加壓，150Mpa壓力下，進(jìn)尺速度為20cm/min；200Mpa壓力下，進(jìn)尺速度為30cm/min；260Mpa壓力下，進(jìn)尺速度為50cm/min。

3 成孔檢測(cè)、清孔及檢查沉渣厚度

鉆孔成孔后應(yīng)進(jìn)行成孔檢查，并且采用換漿法進(jìn)行清孔，清孔須達(dá)到符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，在清孔排渣時(shí)注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍塌。澆筑水下混凝土前，檢查沉渣厚度，進(jìn)行二次清孔，必要時(shí)用高壓風(fēng)沖射孔底沉淀物，立即澆注水下混凝土，保證孔底沉渣厚度不大于設(shè)計(jì)要求。

4 鉆孔異常處理

坍孔處理：先查明原因并做分析處理，可采用加深埋護(hù)筒等措施后繼續(xù)鉆進(jìn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況也可在泥漿中加入大量的干鋸末，同時(shí)增大泥漿比重（控制在1.15～1.4之間），改善其孔壁結(jié)構(gòu)。鉆頭每次進(jìn)入液面時(shí)，速度要緩慢，等鉆頭完全進(jìn)入漿液后，再勻速下到孔底，每次提鉆速度控制在0.3～0.5m/s。坍孔嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)回填重新鉆孔。埋鉆和卡鉆處理：埋鉆主要發(fā)生在一次進(jìn)尺太多和在砂層中泥漿沉淀過(guò)快；卡鉆則主要發(fā)生在鉆頭底蓋合龍不好，鉆進(jìn)過(guò)程中自動(dòng)打開或在卵石地層鉆進(jìn)時(shí)，卵石掉落卡鉆等；埋鉆或卡鉆發(fā)生后，在鉆頭周圍肯定沉淀了大量的泥漿，形成很大的側(cè)阻力。因此處理方案應(yīng)首先消除阻力，嚴(yán)禁強(qiáng)行處理，否則有可能造成鉆桿扭斷、鋼絲繩拉斷、動(dòng)力頭受損等更嚴(yán)重的事故。事故發(fā)生后，應(yīng)保證孔內(nèi)有足夠的泥漿，保持孔內(nèi)壓力，穩(wěn)定孔壁防止坍塌，為事故處理奠定基礎(chǔ)。

5 安放導(dǎo)管

5.1 水下混凝土施工

混凝土灌注前，對(duì)混凝土輸送管道和料斗進(jìn)行充分濕潤(rùn)，但不得有明水積存，同時(shí)計(jì)算和控制首批封底C40混凝土數(shù)量，下落時(shí)有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并把導(dǎo)管下口埋入混凝土中不小于1m。足夠的沖擊能量能把樁底沉渣盡可能地沖開，是控制樁底沉渣，減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。澆筑過(guò)程中，導(dǎo)管應(yīng)緩慢提升和下降，避免在已澆注混凝土中形成空洞或?qū)㈨攲痈≡砣耄?jīng)常探測(cè)孔內(nèi)混凝土面高程，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管在混凝土埋深控制在2～6m之間。澆注連續(xù)進(jìn)行，中途停歇時(shí)間不超過(guò)30min。末批水下混凝土澆筑提拔導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)控制速度，緩慢拔出?？紤]樁頂含有浮渣，灌注時(shí)水下混凝土的澆注面按高出樁頂設(shè)計(jì)高程50～100cm控制，以保證樁頂混凝土的質(zhì)量。

5.2 樁頭處理

由測(cè)量隊(duì)準(zhǔn)確測(cè)放出樁頂標(biāo)高，并在樁頂標(biāo)高處涂上油漆標(biāo)識(shí)，樁頂標(biāo)高包含嵌入承臺(tái)的10cm，人工用鋼釬沿測(cè)量給出的油漆標(biāo)識(shí)標(biāo)高線上方鑿出深5cm的槽。再用風(fēng)鎬自上而下或者從側(cè)面剔除鋼筋外包裹混凝土，當(dāng)接近預(yù)裂縫或槽時(shí)，應(yīng)采用輕型風(fēng)鎬或者人工鑿除，直至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，使深入承臺(tái)的鋼筋全部露出，并將鋼筋籠主筋適當(dāng)彎曲，但嚴(yán)禁截?cái)嘀鹘?。確保破好的樁頭是均勻、密實(shí)，平整的新鮮砼面。對(duì)有聲測(cè)管的樁，應(yīng)在上述程序完成后，將聲測(cè)管采用人工鑿除的方法剝離出混凝土外面，并在截?cái)鄻额^時(shí)仔細(xì)保護(hù)。樁頭截?cái)嗪舐暅y(cè)管應(yīng)高于樁頭20cm。

5.3 樁基檢測(cè)

鉆孔樁樁身混凝土質(zhì)量均進(jìn)行樁基無(wú)破損檢測(cè)。本橋樁基礎(chǔ)1#～2#墩、4#～8#墩、11#～三方臺(tái)樁基采用聲波透射法檢測(cè)，其余墩臺(tái)樁基采用低應(yīng)變法檢測(cè)。采用聲波透射法檢測(cè)的樁應(yīng)按要求設(shè)置3根內(nèi)徑不小于40mm的聲測(cè)管，聲測(cè)管采用綁扎形式固定在主鋼筋內(nèi)側(cè)，采用相隔一定距離焊接支撐架的方法，檢測(cè)管連接采用雙端液壓接頭。聲測(cè)管底端應(yīng)有效封閉，管內(nèi)無(wú)異物，頂端高出樁頂不小于20cm。聲測(cè)管安裝見圖1。

圖1 聲測(cè)管安裝示意圖