淺論橋梁工程中大孔徑樁基的施工

文/ 蘭軍海 蘭州新區(qū)城市發(fā)展投資集團有限公司 甘肅蘭州 730300

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，施工材料、施工技術(shù)、機械設(shè)備等等日趨完善，鉆孔灌注樁施工技術(shù)因而被廣泛的應(yīng)用到蛇生產(chǎn)建設(shè)當(dāng)中。鉆孔灌注樁因為自身具備承載力強、抗震性能佳、作業(yè)噪音小、能夠解決特殊地基承載力等優(yōu)點，在橋梁工程中占據(jù)著重要的地位，直接影響著公路橋梁工程的整體質(zhì)量和水平，因此，探討橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有非常重大和現(xiàn)實意義。本文總結(jié)了蘭州新區(qū)綜合保稅區(qū)倉儲項目橋梁大孔徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工施工技術(shù)和工藝，為今后的施工提供參考。

1、鉆孔灌注樁施工方法的優(yōu)缺點

1.1 優(yōu)點

鉆孔灌注樁成樁方法與錘擊法相比，施工噪音和振動要小得多；鉆孔機械能量大，它能修建比預(yù)制樁直徑大、樁身長的大型樁基礎(chǔ)；施工時隨現(xiàn)場地基情況調(diào)節(jié)樁長，材料浪費?。荒軌虮苊庖蚴┕l件限制是預(yù)制樁不能在現(xiàn)場預(yù)制或難以運進現(xiàn)場；施工過程中能觀察開樁處地基土質(zhì)，因而能準(zhǔn)確地確定承載層的位置；不同地基的土中條件均能施工；避免了錘擊法施工中不僅不能加固地基，反而造成樁周圍的地基松動變軟的問題。

1.2 缺點

施工質(zhì)量好壞直接關(guān)系到樁的承載力，因此應(yīng)特別細(xì)致的注意坍孔、流砂、淤泥等事故的處理；因混凝土在泥漿中灌注，竣工后鋼筋質(zhì)量有偏差；施工進度比預(yù)制樁錘擊法慢。

2、鉆孔灌注樁沖擊鉆孔施工方法工藝流程

由于不同施工現(xiàn)場實際狀況與成孔方法選取存在差異，因此鉆孔灌注樁施工的施工工藝流程也有所變化。

2.1 準(zhǔn)備場地，鉆孔前要進行準(zhǔn)備工作。

2.2 護筒埋設(shè)

避免孔壁塌陷是鉆孔成敗的決定性因素。這是由于鉆孔通常較深，從而導(dǎo)致處于地下水位之下的孔壁土在靜水壓力的作用下出現(xiàn)坍塌。如果埋設(shè)護筒就可以保持鉆孔中水頭比地下水位要高，就可以提高鉆孔內(nèi)的靜水壓力，從而提高孔壁的牢固性，進而避免出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象。不僅如此，護筒的埋設(shè)，還能夠起到鉆頭導(dǎo)向、固定樁孔位置、保護孔口地面以及隔離地表水的作用；如，在茹河四號大橋樁基施工過程中采用的是5mm鋼板制作的鋼護筒。護筒在使用過程中有著一定的要求，即自身密封性良好且堅固耐用，內(nèi)徑需要超過鉆孔直徑400毫米，每節(jié)長度保持在2到3米之間。鋼護筒的優(yōu)點是其剛度較大，且能夠反復(fù)利用。護筒平面位置的偏差不得大于50mm，傾斜度不得大于1%。

對于已埋設(shè)護筒但尚未開鉆或已成樁護筒尚未拔除的，要加設(shè)護筒頂蓋或鋪設(shè)安全網(wǎng)遮罩。

2.3 制備泥漿

鉆孔泥漿通常由黏土、水以及相關(guān)添加劑共同組成；其發(fā)揮的主要作用在于防止塌孔、隔斷孔內(nèi)外滲流、于孔壁形成泥膜、增加靜水壓力、潤滑鉆具、冷卻鉆頭以及懸浮鉆渣等。鉆孔泥漿調(diào)制與循環(huán)凈化的過程中，需要結(jié)合地層實際狀況以及鉆孔工藝實行與之對應(yīng)的性能指標(biāo)。泥漿稠度需要結(jié)合實際操作要求與地層變化狀況確定。

一般來說，黏土盡可能選用顆粒含量不低于50%、粒徑低于0.002毫米、塑性指數(shù)超過25的黏土，提前拌和而成，并儲存在泥漿池中；使用的時候，通過泥漿泵泵送到鉆孔中。泵送過程中需要確保泥漿泵擁有充足的動力，從而加快鉆進速度。對孔深百米以內(nèi)的鉆孔，一般可采用不小于2MPa的泵壓。

2.4 鉆機就位

實施測量放樣，將樁位中心十字線設(shè)置在護筒附近，同時用紅色油漆進行標(biāo)記，采取泵吸式反循環(huán)成孔工藝成孔。此過程中需要注意的是樁的開挖與鉆孔需要距五米內(nèi)的每一個樁的混凝土澆筑超過24小時后才可以開始，這是為了避免給鄰近樁的鉆孔帶來不利影響。鉆孔開鉆之后，應(yīng)當(dāng)確保一次性完工，并結(jié)合地質(zhì)層與鉆孔的實際狀況確定鉆進的最佳速度；鉆孔直至遇到地下水，方能進行孔內(nèi)注漿，孔內(nèi)水頭高度保證2m以上。采用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁，樁的鉆孔應(yīng)確保各樁之間不會相互影響，成孔之前需要對孔的泥漿指標(biāo)、垂直度以及中心位置進行全面檢查；同時，在鉆進期間，工作人員還應(yīng)當(dāng)及時檢查成孔速度、垂直度、泥漿指標(biāo)以及孔徑等；若發(fā)現(xiàn)變化，則需及時進行調(diào)整，確保樁基成孔的質(zhì)量。

鉆孔機械到達指定區(qū)域后，工作人員需要對鉆機及其配套設(shè)施實施全方位的檢查。確保鉆機安裝的牢固性與穩(wěn)定性，同時還需要在鉆架上加設(shè)纜風(fēng)繩或者斜撐，以取得更好的穩(wěn)定效果。

2.5 成孔

茹河四號大橋工程樁基礎(chǔ)施工采用的是沖擊錐法成孔，這種成孔方法的好處是適在各種類型的圖層中都能使用。在沖擊錐下沖階段，部分鉆渣被擠進孔壁中，間接提高了樁間與土層之間的摩擦力。對于沖擊鉆孔而言，合理配置與使用鋼絲繩、卷揚機以及鉆錐至關(guān)重要。實施沖擊階段，鋼絲繩的松弛度應(yīng)掌握適宜；挪移鉆機時，要注意不得擠壓電纜線等，鉆進速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)變化加以控制，以保證安全運轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆頭臨近護筒邊緣的時候，需要立即降速，且不能出現(xiàn)鉤掛護筒底緣與碰撞護筒的現(xiàn)象。

2.6 孔底清理與終孔檢查

鉆孔的孔形、方位、直徑以及深度能夠?qū)渡砬币约俺蓸顿|(zhì)量產(chǎn)生直接的影響?；诖耍匾拿芮斜O(jiān)督之外，在鉆孔滿足設(shè)計規(guī)范深度之后，還需要對孔徑、孔形、孔位以及孔深等實施全方位檢查。確保滿足相關(guān)要求之后，才能開始之后工序。

孔底清理完成之后，應(yīng)當(dāng)對泥漿沉淀進行檢查。由于本工程采用的是柱樁，按現(xiàn)行規(guī)范要求，沉渣厚度不大于50mm，且采用環(huán)保型泥漿，不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。

2.7 鋼筋骨架的固定、入孔、安裝以及制作

鋼筋骨架需要在施工現(xiàn)場現(xiàn)制，并按照分節(jié)入孔的方式，使用吊車進行吊裝。施工過程中，在骨架第一節(jié)入孔之后，需要通過支撐桿在井口的中心方位將骨架固定牢固，接著吊起下一節(jié)骨架并和首節(jié)骨架連接在一起，焊接需要使用單面焊工藝為主。鋼筋骨架放置之前，需要提前在孔口中增設(shè)四根導(dǎo)向鋼管，確保對稱吊裝，避免破壞保護層與孔壁。鋼筋骨架安裝完成后，需實行四點固定，避免混凝土澆筑期間骨架出現(xiàn)上浮狀況，從而影響施工的質(zhì)量。

3、鉆孔灌注樁施工中鉆孔事故的防止和處理措施

3.1 防止措施

及時檢查鉆具、鋼線繩、鉆頭直徑，超過磨損限度，堅決更換；每次取碴后必須檢孔；更換鉆頭時，必須檢查至孔底；制造泥漿時一次投土不可過多，投土后沖程要逐漸加大；經(jīng)常核對吊點位置，及時調(diào)整；臨時停鉆，必須吊出鉆頭；發(fā)現(xiàn)彎孔、縮孔，堅決拋石回填重鉆，不可用鉆頭沖擊擴孔，如遇吸鉆可拋少量片石，用低沖程鉆進。

3.2 事故處理

隨時準(zhǔn)備好打撈鉆頭的錨鉤；發(fā)生卡鉆后查明原因和情況，不可強提鉆頭，以致擴大事故的嚴(yán)重性。需要吸泥清碴時，應(yīng)有防坍措施，如回漿等辦法，以防沉淀增加，造成“埋鉆”。打撈設(shè)備的強度應(yīng)經(jīng)過檢算，并制定好打撈措施，確保安全。在全部鉆進過程中，孔內(nèi)應(yīng)保持有高出地下水位以上至少1.5m的穩(wěn)定泥漿。如發(fā)現(xiàn)有漏漿現(xiàn)象，應(yīng)立即查明原因，迅速處理。應(yīng)明確：“漏漿是坍孔的前兆”。

3.3 事故處理

輕微漏水，可在孔內(nèi)拋粘土碎石，沖砸造壁填補，或在孔外換填粘土圍護。如護筒打破嚴(yán)重，必須設(shè)法塞補、加固。護筒因坍孔有變位危險時，應(yīng)加強導(dǎo)向扶持。嚴(yán)重坍孔或漏漿地段投土夾小片石反復(fù)沖砸，使坍孔處重新固壁。

混凝土的配合比應(yīng)能保證：①有足夠的強度；②拌合物從裝入吊斗到運送至工地倒入導(dǎo)管這一段時間內(nèi)應(yīng)能保持足夠的流動性。（坍落度要控制在18～22cm）。在水下混凝土灌注前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作?；炷翑嚢杓斑\輸、起吊、灌注機具設(shè)備要完好，保證能夠正常運轉(zhuǎn)，導(dǎo)管要配好，劃好尺度，并經(jīng)過7公斤/平方厘米的水壓試驗。拆除的每節(jié)導(dǎo)管等應(yīng)立刻沖洗。

施工前要進行思想動員和技術(shù)交底，雨、夏季施工保護措施；明確崗位責(zé)任制。機電、混凝土攪拌、試驗人員、操作工班、測量記錄人員、值班技術(shù)人員均應(yīng)明確分工，統(tǒng)一指揮，準(zhǔn)備工作完成，經(jīng)檢查后才能開盤。

灌注一經(jīng)開始，應(yīng)一氣呵成，不能中途停頓，這樣可以最大限度的避免發(fā)生斷樁事故。灌注中要嚴(yán)格掌握導(dǎo)管埋入深度。任何時候不得小于1m（應(yīng)有兩人測量互相校核）。不允許發(fā)生導(dǎo)管漏水、灌水、涌水、掛起鋼筋籠或?qū)Ч鼙讳摻罨\掛住無法提升等事故，嚴(yán)防導(dǎo)管提出混凝土面或因機電故障停盤時間過長而構(gòu)成斷樁事故。灌注完畢后4h，即將鋼筋籠的掛勾燒斷。

做好施工組織準(zhǔn)備工作，嚴(yán)防過大的集料顆粒進入拌合機；灌注時試驗室應(yīng)及時檢查混凝土拌合物流動度，不合要求的混凝土拌合物不得灌入導(dǎo)管，灌注前要保持泥漿的穩(wěn)定性；導(dǎo)管埋深及混凝土面標(biāo)高，應(yīng)有兩人測量校核。

3.4 事故處理：導(dǎo)管提出混凝土面，極易構(gòu)成斷樁質(zhì)量事故

對施工過程有疑問的高程，應(yīng)進行鉆探檢查，待取出柱狀混凝土芯樣鑒定后，再確定處理措施。

結(jié)語：

本文結(jié)合現(xiàn)場實際，總結(jié)了橋梁大孔徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工經(jīng)驗，并對對橋梁樁基礎(chǔ)施工技術(shù)與技術(shù)理論進行了詳細(xì)闡述，望能夠?qū)窈蟮念愃剖┕ぬ峁├碚摶A(chǔ)。