淺析斷崖地質(zhì)條件下橋梁樁基鉆孔施工技術(shù)

劉勛濤

摘 要：隨著我國橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，鉆孔灌注樁施工技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)且實(shí)用的技術(shù)，在當(dāng)前地下斷崖地質(zhì)條件下橋梁樁基礎(chǔ)工程中廣受技術(shù)人員推崇。經(jīng)過大量工程的檢測，鉆孔灌注樁技術(shù)不僅可以為橋梁樁基礎(chǔ)施工提供可靠的質(zhì)量保障，并且有效加強(qiáng)了特殊地區(qū)中施工安全，從而大大促進(jìn)了工程的進(jìn)度把控。本文進(jìn)一步通過對鉆孔灌注樁施工原理的研究，根據(jù)都凱大道扎汪沖大橋左右幅4號墩樁基的實(shí)施效果，詳細(xì)闡述了該技術(shù)在斷崖地質(zhì)條件下橋梁樁基礎(chǔ)工程中的實(shí)施步驟與技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基礎(chǔ)；鉆孔施工；斷崖地質(zhì)

橋梁建設(shè)是我國公路建設(shè)的一部分，其建設(shè)情況會對我國公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。然而，近年來經(jīng)常出現(xiàn)道路橋梁施工質(zhì)量問題，造成了非常嚴(yán)重的損失，引起了許多施工單位與相關(guān)人員對道路橋梁工程施工的重視，使相關(guān)企業(yè)加強(qiáng)了對橋梁施工技術(shù)的研究。由于地下斷崖地帶以巖石為主要地質(zhì)構(gòu)成，斷崖地形一般斷面硬度較強(qiáng)、工作環(huán)境惡劣且施工危險(xiǎn)性較大，鉆孔機(jī)器的承受面積相對較小。因此，當(dāng)前階段的一個(gè)不容忽視的緊要目標(biāo)，就是通過對鉆孔灌注樁技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)對斷崖地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)施工的革新。

1 橋梁樁基鉆孔施工的籌措階段

1.1 場地準(zhǔn)備應(yīng)符合施工要求

尋找合適條件的場地進(jìn)行施工，是橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔工程的基礎(chǔ)要求。當(dāng)工程建于地下斷崖凹凸不平的地帶時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行對地表壓平的處理，保證施工地面平整并用于安置作業(yè)平臺。選擇合適的鉆機(jī)類型，是保障橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔工程安全實(shí)施的條件之一。而鉆機(jī)最主要的選擇條件就是符合地質(zhì)的要求，因此技術(shù)人員首先在考慮樁基的長度與直徑的基礎(chǔ)上，對施工場地的地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析。例如斷崖巖石類的地質(zhì)條件應(yīng)考慮沖抓鉆，這種鉆機(jī)作業(yè)時(shí)的鉆孔直徑約為0.8米至2米之間，可深入低下50米的深度。另外，施工前應(yīng)對鉆機(jī)進(jìn)行詳細(xì)地檢查和反復(fù)地測試，從而保證鉆機(jī)的使用壽命。

1.2 放樣的測量準(zhǔn)則與護(hù)筒入土要求

除以上的籌備工作外，需要在正式施工前進(jìn)行工程測量放樣并將護(hù)筒埋入土中。工程測量放樣作業(yè)中，使用坐標(biāo)法的工作原理以保證測量的準(zhǔn)確性，并以此確定基礎(chǔ)樁和橋墩的中線。同時(shí)，還需要做到多次測量與護(hù)樁的安裝。另一點(diǎn)值得注意的是護(hù)筒的埋置，護(hù)筒一方面需要堅(jiān)固耐用以滿足橋梁施工的要求，另一方面還要方便進(jìn)行快速裝卸，同時(shí)護(hù)筒要有良好的密閉效果，不可以出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

在具體的護(hù)筒入土操作中，需要控制護(hù)筒的傾斜程度，使其不偏離垂直角度的1%，也就是水平距離偏離在50毫米內(nèi)，深水區(qū)作業(yè)時(shí)依實(shí)際情況而定。若樁基礎(chǔ)建立在水下區(qū)域時(shí)，護(hù)筒頂端應(yīng)比水面高于1到2米間，假若施工中水位易發(fā)生變動的風(fēng)險(xiǎn)，則護(hù)筒頂端還要比標(biāo)準(zhǔn)高出0.5米，同時(shí)做好孔內(nèi)水頭穩(wěn)定措施。若樁基礎(chǔ)建立在地面上時(shí)，施工中護(hù)筒入土深度應(yīng)在2到4米間。

2 鉆孔灌注樁施工的過程階段

2.1 泥漿的制備、護(hù)壁與更換

由于鉆孔灌注樁施工過程中對泥漿使用量龐大，在施工準(zhǔn)備階段就要根據(jù)泥漿使用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制備，從而保證樁基礎(chǔ)施工的順利開展。為保證樁基礎(chǔ)的工程質(zhì)量，灌注的混凝土內(nèi)可以合理添加一些膨潤土，從而使混凝土粘結(jié)力更強(qiáng)。泥漿制備工作結(jié)束后還需要制作泥漿護(hù)壁，若樁基礎(chǔ)建立在水下時(shí)，泥漿面要超出地下水位1米以上，水位易發(fā)生變動的風(fēng)險(xiǎn)，則還要比標(biāo)準(zhǔn)高出0.5米。另外還需定時(shí)清洗鉆孔并更換泥漿，做好鉆孔清洗作業(yè)。若施工作業(yè)期間，土層發(fā)生嚴(yán)重滲漏，則需要采取控制措施，以確保樁基礎(chǔ)施工的安全性以及鉆孔壁的穩(wěn)固性。

2.2 鉆孔和成孔的作業(yè)過程

在橋基礎(chǔ)的水下施工中，技術(shù)人員應(yīng)注意使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆入時(shí)進(jìn)行減壓鉆入，即通過主吊鉤始終吊起鉆具的一部分重量，從而保證孔底鉆壓小于鉆具重力壓強(qiáng)的80%，注意浮力不計(jì)入其中。此類做法是為了實(shí)現(xiàn)鉆桿在下鉆過程中一直保持垂直，從而穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)下鉆盡量不出現(xiàn)斜孔與擴(kuò)孔現(xiàn)象。若使用鉆機(jī)鉆孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)斷崖巖石不同硬度選用相應(yīng)鉆斗，首次澆筑泥漿時(shí)應(yīng)保證豎直向樁孔中注入，并觀測泥漿面上升中超出護(hù)筒底部至少0.5米，為了較少因鉆入速度過快而造成的坍塌事故，應(yīng)嚴(yán)格將鉆進(jìn)速度控制在每秒75～80厘米內(nèi)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)更堅(jiān)硬時(shí)應(yīng)提高速度。所有開孔作業(yè)都應(yīng)準(zhǔn)確，慢速開鉆，等導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后正常鉆進(jìn)，過程中施工人員一定要密切關(guān)注鉆進(jìn)速度、泥漿指標(biāo)、孔內(nèi)水位的等問題，對之進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，以防止影響鉆進(jìn)質(zhì)量，還應(yīng)及時(shí)檢測、觀察孔位以及成孔狀況，在處理孔內(nèi)事故或因故停鉆時(shí)，必須將鉆頭提出孔外，防止坍孔埋鉆的事故發(fā)生。必須說明的是當(dāng)鉆孔與成孔作業(yè)完成后，鉆孔清理也需盡快完成，使用掏渣、抽漿以及換漿等方法多次徹底的清洗，當(dāng)孔內(nèi)沒有污物方可停止清洗。還需注意清理中孔內(nèi)的水頭高度不得超出合理范圍，確?？椎椎某恋砗穸确显O(shè)計(jì)要求，禁止通過孔底的加深進(jìn)行清理。

2.3 鋼筋籠吊裝與混凝土灌注

鋼筋籠的吊裝的運(yùn)行需要已經(jīng)焊接牢固的鋼架做為支撐，并需要大噸位吊車對鋼筋籠進(jìn)行位置的固定與變動。當(dāng)出現(xiàn)吊車載重不能負(fù)荷鋼筋籠的情況時(shí)，可以將鋼筋籠分解再安裝鋼筋。當(dāng)鋼筋籠吊裝完畢之后，參與施工的工作人員應(yīng)及時(shí)再次檢查孔內(nèi)泥漿的指標(biāo)，觀察孔內(nèi)沉渣厚度需要進(jìn)行二次清理的程度，倘若檢查合格可作為設(shè)計(jì)鉆孔時(shí)方案的依據(jù)，把提前經(jīng)過密封性檢查良好的導(dǎo)管安裝就位，隨即進(jìn)行澆筑混凝土步驟。需要引起注意的是，灌注的技術(shù)人員還應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控導(dǎo)管的位置，以孔底以上0.3到0.4米的距離為宜。其中，首批泥漿選擇流動性能好的混凝土，灌注量應(yīng)填置導(dǎo)管入土深度的1米以上并進(jìn)行現(xiàn)場檢測。

2.4 地下斷崖條件下橋梁樁基鉆孔施工效果

都凱大道扎汪沖大橋的施工中的左右幅4號墩樁基，最初選用400型旋挖鉆施工，地勘報(bào)告顯示在原地面以下10到21米處有斷裂帶。因此，在實(shí)際鉆進(jìn)此斷面時(shí)進(jìn)尺進(jìn)度明顯加快，在鉆至設(shè)計(jì)底標(biāo)高后，清孔下鋼筋籠。下鋼筋籠過程中，測孔深發(fā)現(xiàn)沉渣厚度已達(dá)兩米，此時(shí)停止下鋼筋籠并把已經(jīng)下到孔內(nèi)的鋼筋籠提出。實(shí)際施工中考慮斷裂帶較寬，造漿護(hù)壁難以起到作用，技術(shù)人員根據(jù)與總工辦領(lǐng)導(dǎo)商議，決定用C20混凝土灌注，待強(qiáng)度達(dá)到60%后再重新鉆孔。所以，在實(shí)際施工中還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況解決地下斷崖帶樁基施工難題。

3 橋梁樁基鉆孔施工的防護(hù)階段

需要引起注意的是地下斷崖地質(zhì)條件，鉆孔灌注樁技術(shù)在施工中的質(zhì)量把控，例如灌注樁偏位、樁頂高程偏低、鋼筋籠上浮、斷樁等事故的發(fā)生，針對這些問題首先在施工前，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行明確，同時(shí)要對施工技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、施工方式等進(jìn)行綜合的考慮，以防止準(zhǔn)備不足影響到整個(gè)工程，對施工方案進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)施工效率的有效提升。其次嚴(yán)格把控澆筑時(shí)的預(yù)留高度，灌注完成后還應(yīng)測量混凝土的精確高程，以及避免與預(yù)期開鑿不符的情況。再次對鋼筋籠加工質(zhì)量進(jìn)行試試監(jiān)控，例如當(dāng)泥漿即將觸及鋼筋籠底時(shí)，及時(shí)調(diào)節(jié)泥漿的澆筑量和速率；監(jiān)控導(dǎo)管壁與鋼筋籠不存在彼此掛帶情況；重視對鋼筋籠的檢查工作，保障鋼筋籠的穩(wěn)固防止松動發(fā)生。

4 結(jié)束語

為了滿足當(dāng)今橋梁建設(shè)行業(yè)的施工要求，也為了響應(yīng)國家科技創(chuàng)新的方針，橋梁樁基鉆孔施工技術(shù)也在不斷進(jìn)行完善。合理使用鉆孔灌注樁技術(shù)大大提升特殊地質(zhì)條件下橋梁樁基礎(chǔ)的工程的質(zhì)量，也提升了施工的效率，從而橋梁的整體工程進(jìn)度得以順利完成。

參考文獻(xiàn)

[1]宋玉波.淺析橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（9）：234-235.

[2]梁舉.公路橋梁施工中的鉆孔灌注樁技術(shù)分析[J].技術(shù)與市場，2013（1）.