大直徑深孔樁基施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

劉寧寧

（中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250022）

1 工程概述

新建某北方高速鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)速250km/h，有砟軌道，雙線，線間距4.6m。趙川鎮(zhèn)高架特大橋223#～226#墩設(shè)計(jì)為一聯(lián)（40+64+40)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。

下部結(jié)構(gòu)，224#、225#墩為（40+64+40）m 連續(xù)梁的中墩，墩高均為22m。樁基采用14 根φ1.5m 鉆孔樁，樁長(zhǎng)為86m 和75m，上層承臺(tái)輪廓尺寸11m×8.5m×2m，下層承臺(tái)輪廓尺寸14.5m×13.5m×3.5m。

223#、226#墩為（40+64+40）m 連續(xù)梁的邊墩，墩高均為27m，樁基采用12根Φ1.25m 鉆孔樁，樁長(zhǎng)分別為65m 和63m。上層承臺(tái)輪廓尺寸9.2m×5.5m×1.0m，下層承臺(tái)輪廓尺寸12.2m×8.9m×2.5m。

該工程具有工期緊、樁基數(shù)量多、跨度大等特點(diǎn)，考慮到這些因素，在結(jié)合地質(zhì)情況之后，樁基均選擇360 型旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，該設(shè)備成孔質(zhì)量好且速度較快。在整個(gè)施工過(guò)程中，主要在鉆孔、設(shè)置鋼筋籠、混凝土灌注等關(guān)鍵環(huán)節(jié)做好質(zhì)量控制，開(kāi)鉆前進(jìn)行樁位復(fù)測(cè)，確保護(hù)筒位置準(zhǔn)確，鉆機(jī)精確對(duì)中、調(diào)平，保證樁位準(zhǔn)確及垂直度符合要求，鉆孔過(guò)程中注意護(hù)樁保護(hù)，隨時(shí)檢查樁位及復(fù)測(cè)護(hù)筒標(biāo)高。鋼筋籠采用場(chǎng)站集中加工，分節(jié)運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)安裝，確保鋼筋籠質(zhì)量。下文著重就混凝土灌注質(zhì)量控制進(jìn)行分析闡述。

2 大直徑深孔樁基施工混凝土質(zhì)量的控制

2.1 大直徑深孔樁基施工混凝土的設(shè)計(jì)

大直徑深孔樁基施工混凝土在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮水灰比、強(qiáng)度、坍落度、初凝時(shí)間等技術(shù)參數(shù)，具體在設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合組織施工情況、水中施工環(huán)境、樁基大小尺寸等內(nèi)容以估測(cè)確定初凝時(shí)間，并確保首批在水下灌注的混凝土保持初凝狀態(tài)。

2.2 大直徑深孔樁基施工混凝土的要求

首先是要具備良好地濕堆積密度。濕堆積密度關(guān)系到混凝土在進(jìn)行水下灌注時(shí)，能否依靠自身的荷載將位于倉(cāng)面的水或泥漿攤平并緊密。一般情況下，要求在水下進(jìn)行的大直徑深孔樁基混凝土的濕堆積密度大于2100kg/m3 ，這與混凝土拌合物濕堆積密度和粗骨料最大粒徑有關(guān)。

其次是要具有良好地保水和粘聚性。良好地保水和粘聚性是避免混凝土在運(yùn)輸和灌注過(guò)程中發(fā)生分層離析和泌水現(xiàn)象的關(guān)鍵，這主要是良好地保水和粘聚性能夠保證在水下進(jìn)行大直徑深孔樁基混凝土施工時(shí)，混凝土具有良好地流動(dòng)性。

最后是具有良好地工作性。良好地工作性可以確?；炷猎跀嚢?、運(yùn)輸、灌注和搗實(shí)等過(guò)程中易于操作，并且能夠確保質(zhì)量均勻、密實(shí)，使得混凝土具有良好地流動(dòng)性、粘聚性和保水性，使得在水下進(jìn)行的大直徑深孔樁基混凝土施工不易出現(xiàn)蜂窩或孔洞，能夠依靠自身荷載完成攤平與緊密。

3 大直徑深孔樁基混凝土施工控制的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 大直徑深孔樁基混凝土的導(dǎo)管安排

大直徑深孔樁基混凝土在進(jìn)行水下作業(yè)時(shí)，灌注施工一般采用內(nèi)徑不小于30cm 的鋼導(dǎo)管進(jìn)行，在進(jìn)行鋼導(dǎo)管的安裝之前，要對(duì)其進(jìn)行接頭抗拉和水密承壓的試驗(yàn)，試驗(yàn)通過(guò)方能使用。一般情況下，對(duì)于鋼導(dǎo)管的水密承壓試驗(yàn)要求較高，水密承壓試驗(yàn)中的水壓除了要保持在孔內(nèi)水深的1-1.3 倍及以上，還要不低于導(dǎo)管內(nèi)壁和焊縫承受的灌注混凝土?xí)r可能承受的最大內(nèi)壓的1-1.3 倍。

在大直徑深孔樁基混凝土施工控制中，對(duì)于導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)深度的控制是極為關(guān)鍵地，需要科學(xué)合理的計(jì)量控制。以插入混凝土內(nèi)的深度1m 為限，當(dāng)插入深度小于1m 時(shí)，發(fā)生混凝土拌合物錐體突然下落，導(dǎo)管附近出現(xiàn)小范圍隆起，表面曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，這就說(shuō)明混凝土拌合物的流動(dòng)已經(jīng)脫離了混凝土保護(hù)層，而且灌注壓力已經(jīng)破壞了混凝土保護(hù)層，使得混凝土的整體性和均勻性遭到破壞，嚴(yán)重者容易出現(xiàn)斷樁或夾層。

當(dāng)插入深度大于1m 時(shí)，能夠明顯發(fā)現(xiàn)混凝土表面的坡度均衡，灌注進(jìn)去的混凝土拌合物已經(jīng)開(kāi)始流動(dòng)，混凝土內(nèi)部質(zhì)量均勻。為此，要保證首批混凝土可以埋住導(dǎo)管至少1m，這對(duì)于混凝土灌注能否成功具有重要意義。

混凝土導(dǎo)管插入十分重要，混凝土灌注拔管也十分重要，整個(gè)灌注拔管的過(guò)程，可以看作是對(duì)混凝土的一次振搗過(guò)程，專業(yè)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)稱為抖插，在這個(gè)抖插的過(guò)程中，頻率和時(shí)間都需要嚴(yán)格控制，2-5 分鐘的抖插可以有效避免混凝土出現(xiàn)離析，使振搗效果最佳。

3.2 大直徑深孔樁基混凝土的灌注關(guān)鍵點(diǎn)

混凝土的灌注要在鋼筋骨架安裝、導(dǎo)管安裝、孔清理工作完成和大料斗安裝完成之后立刻進(jìn)行，水下混凝土的灌注時(shí)間不得超過(guò)首批混凝土的初凝時(shí)間?；炷吝\(yùn)至灌注地點(diǎn)后應(yīng)檢查其均勻性和塌落度等，不符合要求時(shí)不得使用。灌注首盤(pán)料時(shí)，先用混凝土罐車卸滿大料斗，大料斗開(kāi)始往孔內(nèi)灌注混凝土后應(yīng)持續(xù)從混凝土罐車往料斗內(nèi)放料，首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度1.0m 以上的需要，所需混凝土數(shù)量應(yīng)精確計(jì)算，本項(xiàng)目按不少于6 方控制。

對(duì)于水下混凝土的灌注要注意保持連續(xù)性，嚴(yán)禁停工以避免出現(xiàn)斷樁和堵管問(wèn)題。在整個(gè)灌注的過(guò)程中，要注意保持灌注記錄的動(dòng)態(tài)性，無(wú)論是灌注時(shí)間、灌注量、導(dǎo)管埋深還是導(dǎo)管拆除數(shù)量都是灌注記錄需要記錄的方面，需要由專職人員負(fù)責(zé)，灌注過(guò)程中應(yīng)保持孔內(nèi)的水頭高度，導(dǎo)管的埋置深度，特別強(qiáng)調(diào)要注意對(duì)灌注過(guò)程中混凝土頂面的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量與記錄，最終混凝土頂面的標(biāo)高要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出1-1.5m，以保證樁頭具有足夠的強(qiáng)度，對(duì)于多余的部分，在后續(xù)的接樁工作前，要進(jìn)行鑿除清理。

在整個(gè)灌注的過(guò)程中，如果導(dǎo)管內(nèi)的混凝土沒(méi)有灌注滿或是含有空氣，那后續(xù)進(jìn)行灌注時(shí)要注意控制速度和灌注量，緩慢進(jìn)行，這是為了避免導(dǎo)管內(nèi)因混凝土過(guò)快覆蓋留住空氣，在密閉空間內(nèi)形成高壓氣囊，一方面堵塞導(dǎo)管，另一方面易因堵塞擠爆導(dǎo)管，引起斷樁。

混凝土灌注過(guò)程中要采取措施防止鋼筋籠骨架上浮。當(dāng)灌注的混凝土頂面距離鋼筋籠骨架底1m 左右時(shí)，減緩灌注速度，隨時(shí)觀察鋼筋籠骨架頂面變化情況，待混凝土頂面高于骨架底面4m 以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底部2m，恢復(fù)正常灌注速度。

3.3 灌注混凝土

在混凝土灌注的過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行導(dǎo)管提升，導(dǎo)管提升時(shí)，要參考埋管深度，一是要保證導(dǎo)管的位置居中，速度要緩，防止提升過(guò)程中導(dǎo)管與鋼筋籠發(fā)生刮連，二是控制埋管深度在2-6m，不得提離混凝土頂面，并避免發(fā)生漏漿堵管等問(wèn)題。拆除導(dǎo)管要注意速度，一般控制在15min 以內(nèi)，特別注意要避免發(fā)生掉管問(wèn)題，引發(fā)安全事故。灌注過(guò)程中發(fā)生異常和故障時(shí)，應(yīng)查明原因，合理確定處理方案，切勿盲目采取措施，造成嚴(yán)重后果。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)工程技術(shù)水平的不斷提高，建設(shè)項(xiàng)目要求的不斷提高，大直徑深孔樁基的應(yīng)用將愈發(fā)廣泛，對(duì)于其施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的控制對(duì)于保障工程質(zhì)量具有至關(guān)重要的意義，為此要特別注意。