橋梁深孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

徐海明

（唐山公路建設(shè)總公司，河北唐山 063000）

0 引言

橋梁工程建設(shè)中會(huì)遇到軟弱土層，因此類(lèi)土層的承載力不足，所以要采用超長(zhǎng)的樁基礎(chǔ)。隨著孔深的增大，不但對(duì)鉆孔設(shè)備提出更高的要求，而且還要保證泥漿護(hù)壁的性能，這樣才能確保成孔質(zhì)量。與常規(guī)的樁基礎(chǔ)相比，深孔樁基礎(chǔ)的施工難度更大，為保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)，應(yīng)掌握相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)。借此就橋梁深孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)展開(kāi)分析探討。

1 工程概況

某橋梁工程為西部快速路上第二標(biāo)段中的一部分，橋址處于軟弱土體之上，地層以粉質(zhì)砂土為主。為確保橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)研究后，決定采用深長(zhǎng)樁設(shè)計(jì)，最深位置處的樁基礎(chǔ)為81m，樁徑有兩種，分別為1 200mm和1 500mm。下面重點(diǎn)對(duì)該橋深孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)展開(kāi)分析。

2 橋梁深孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工前期準(zhǔn)備

2.1.1 選擇鉆孔設(shè)備

在深孔樁基礎(chǔ)施工中，為滿足最大孔深81m的鉆設(shè)要求，必須合理選擇鉆機(jī)。結(jié)合工程所在地的地形情況及施工條件，可供選擇的鉆機(jī)有以下三種類(lèi)型：旋挖、正循環(huán)和反循環(huán)回旋，在對(duì)上述鉆機(jī)的成孔速度、泥漿排放情況、用電情況及費(fèi)用綜合比較后，最終決定選用車(chē)載反循環(huán)回旋鉆機(jī)。同時(shí)配備與鉆機(jī)相適應(yīng)的其他機(jī)械設(shè)備，包括汽車(chē)吊、裝載機(jī)、灑水車(chē)等[1]。

2.1.2 制備泥漿

本工程中的樁基處于軟土地層中，成孔需要較長(zhǎng)的時(shí)間，使得泥漿護(hù)壁的作用隨之凸顯。制備的泥漿性能優(yōu)劣，與成孔質(zhì)量密切相關(guān)。本次制備泥漿選用的主要材料有纖維素、PHP（聚丙烯酰胺）、工業(yè)堿以及膨潤(rùn)土等。該泥漿具有良好的觸變性能，可以發(fā)揮出護(hù)壁效果，不但能夠大幅度提升反循環(huán)鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度，而且還能使樁基礎(chǔ)的承載力得到進(jìn)一步增強(qiáng)。地質(zhì)條件不同，需要制備不同配比的泥漿，從而確保泥漿效果最大化。制備泥漿時(shí)，要按照順序投放材料，確保泥漿的性能和質(zhì)量。一定要先加入適量的清水，然后邊攪拌邊加入膨潤(rùn)土，待膨潤(rùn)土溶解后，均勻加入纖維素，最后放入PHP，繼續(xù)攪拌至均勻即可。需要注意的是，泥漿比重應(yīng)每隔3h左右測(cè)量一次，當(dāng)?shù)貙影l(fā)生變化后要及時(shí)測(cè)量，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整砂率[2]。

2.2 樁孔鉆設(shè)

2.2.1 鉆機(jī)鉆進(jìn)

（1）開(kāi)始鉆進(jìn)施工前，要核對(duì)鉆頭直徑，看是否與設(shè)計(jì)要求相符，確認(rèn)無(wú)誤后，檢查鉆頭，使鉆頭的尖端與樁位中心、卡盤(pán)中心以及鉆桿頂部吊鉤處于同一垂直線上；使用水平尺檢測(cè)鉆盤(pán)是否水平；檢查鉆機(jī)是否平穩(wěn)，避免鉆進(jìn)過(guò)程中鉆機(jī)移位，影響成孔質(zhì)量。

（2）鉆進(jìn)過(guò)程中，要對(duì)泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)常檢查，依據(jù)地層情況，對(duì)泥漿的比重等合理調(diào)整，使泥漿能夠涂滿樁孔內(nèi)壁，達(dá)到保護(hù)孔壁的效果。必須確保鉆孔時(shí)水頭壓力足夠，以免出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象，孔內(nèi)的水位必須始終在地下水位以上1.5～2.0m[3]。

2.2.2 清孔

（1）當(dāng)樁孔鉆至設(shè)計(jì)深度后，要對(duì)成孔質(zhì)量全面檢查，確保樁徑、孔深、垂直度等滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。隨后對(duì)泥漿比重及沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè)，看孔底沉渣的厚度是否超過(guò)20cm，當(dāng)沉渣過(guò)厚時(shí)，要及時(shí)清孔。與其他鉆進(jìn)方式相比，反循環(huán)回旋鉆機(jī)最為突出的優(yōu)勢(shì)在于能直接抽漿清孔，使工序得以簡(jiǎn)化，施工效率顯著提升[4]。

（2）清孔完畢后，要對(duì)樁孔的質(zhì)量全面檢查，看是否與設(shè)計(jì)要求相符，確認(rèn)無(wú)任何問(wèn)題后，可通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員驗(yàn)孔，填寫(xiě)驗(yàn)收記錄后便可進(jìn)入下道工序。

2.3 鋼筋籠制安

2.3.1 材料檢驗(yàn)

在鋼筋籠制作的過(guò)程中，可按照設(shè)計(jì)要求檢驗(yàn)鋼筋，確保型號(hào)和規(guī)格符合要求，用于鋼筋籠制作的鋼筋必須具有出廠合格證及性能檢測(cè)報(bào)告，進(jìn)場(chǎng)后要隨機(jī)取樣，做抗拉、抗彎及機(jī)械連接試驗(yàn)，確認(rèn)達(dá)標(biāo)后，才能在施工中使用。

2.3.2 鋼筋籠成型

為進(jìn)一步加快鋼筋籠的成型速度，并確保質(zhì)量合格，通過(guò)滾焊機(jī)加工鋼筋籠，操作要點(diǎn)如下：

（1）將主筋從固定旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的孔中穿過(guò)，以此來(lái)達(dá)到固定一端的目的，隨后將鋼筋從移動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的孔內(nèi)穿出，將另一端固定，將箍筋纏繞于主筋上，通過(guò)焊接形成鋼筋籠[5]。

（2）當(dāng)鋼筋籠的基礎(chǔ)部分下架后，可由焊工完成加強(qiáng)箍筋的焊接工作，確保焊縫長(zhǎng)度達(dá)標(biāo)，待整套鋼筋籠制作完畢后，便可焊接定位鋼筋。為避免鋼筋籠移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)斷裂的情況，可在加工現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)方木，要求與滾焊機(jī)底座齊平，以便鋼筋籠滾動(dòng)。

（3）制作成型的鋼筋籠，可暫時(shí)堆放于平整的場(chǎng)地上，通過(guò)運(yùn)輸車(chē)將鋼筋籠運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。在運(yùn)輸過(guò)程中，為有效防止鋼筋籠滾動(dòng)，可在其下墊設(shè)舊輪胎，并在鋼筋籠內(nèi)部加支撐，避免運(yùn)輸途中變形。

（4）當(dāng)鋼筋籠運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，在正式安裝前要先對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢查，看有無(wú)塌孔的情況，確認(rèn)無(wú)任何問(wèn)題后，便可對(duì)鋼筋吊放入孔。在吊裝鋼筋的過(guò)程中，為防止變形，可采用兩點(diǎn)起吊入孔的方式，通過(guò)扁擔(dān)梁將鋼筋籠的頂端吊住，利用小吊鉤掛住鋼筋籠2/3處，隨后逐步收鉤，使鋼筋籠達(dá)到垂直狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)樁孔中心緩慢下放，避免刮碰孔壁。

2.4 安裝導(dǎo)管

2.4.1 選擇導(dǎo)管

本工程中，最深的樁孔為81m，要求導(dǎo)管能夠承受足夠的壓力，現(xiàn)有的導(dǎo)管壁厚為8.0mm，略顯不足，故此決定將管壁厚度增加至10mm，在導(dǎo)管下配置長(zhǎng)度為4.0m的底管，1.0m長(zhǎng)的頂管，其余各個(gè)節(jié)段的長(zhǎng)度均為2.7m[6]。

2.4.2 導(dǎo)管試驗(yàn)

為檢驗(yàn)導(dǎo)管的性能，要在使用前做水密承壓及抗拉試驗(yàn)，前者的水壓力為孔內(nèi)水壓的1.3倍，測(cè)試結(jié)果以導(dǎo)管不漏水為合格。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，本次選用的導(dǎo)管性能可以滿足施工需要。

2.4.3 導(dǎo)管安放

在對(duì)導(dǎo)管的節(jié)段連接時(shí)，需要在中間加密封圈，避免連接部位漏氣，影響導(dǎo)管的使用。下放過(guò)程中，要使導(dǎo)管處于樁孔中心，緩慢下沉至孔底，其間要避免碰觸鋼筋籠及孔壁。當(dāng)導(dǎo)管下放就位后，在灌注混凝土前，要對(duì)孔底沉渣二次清除，確保成樁質(zhì)量。

2.5 灌注混凝土

（1）該樁基混凝土施工中選用的是商品混凝土，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，坍落度應(yīng)控制在180～220mm。為進(jìn)一步延長(zhǎng)首盤(pán)混凝土的初凝時(shí)間，在制備的過(guò)程中，摻入一定量的緩凝劑[7]。

（2）拌制好的混凝土經(jīng)檢測(cè)后與施工要求相符，可將之輸送至漏斗內(nèi)，并在裝滿后，由汽車(chē)吊提升漏斗，使其中的混凝土自由下落至孔內(nèi)，封住導(dǎo)管底部。混凝土的初灌量可以通過(guò)現(xiàn)行規(guī)范中給出的公式加以計(jì)算，要保證首批灌注的混凝土不得在灌注完成前初凝，以免影響樁基質(zhì)量。對(duì)于樁身體積較大的情況，可向混凝土中摻入適量的緩凝劑，延長(zhǎng)初凝時(shí)間。

（3）灌注過(guò)程中，導(dǎo)管的埋深要控制在2.0～6.0m之間，采用錐形探測(cè)錘子，隨時(shí)對(duì)導(dǎo)管的埋深位置進(jìn)行測(cè)量，以便能夠及時(shí)拆除。當(dāng)灌入樁孔內(nèi)的混凝土超過(guò)導(dǎo)管底部埋深6.0m時(shí)，可緩慢向上提升導(dǎo)管，提升過(guò)程中避免碰觸鋼筋籠。

（4）單個(gè)樁孔的混凝土灌注要連續(xù)不間斷，保證一次性灌注完畢，以確保成樁質(zhì)量。拆除的導(dǎo)管要及時(shí)用清水沖洗，避免殘留的混凝土凝固導(dǎo)致堵塞。當(dāng)混凝土灌注完畢后，便可對(duì)樁基注漿，本工程通過(guò)聲測(cè)管代替注漿管[8]。

3 結(jié)語(yǔ)

橋梁深孔樁基礎(chǔ)施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，與普通樁基礎(chǔ)相比，深孔樁基礎(chǔ)施工難度較大，質(zhì)量不易控制。為此，施工人員應(yīng)掌握相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)，并在實(shí)際工程中合理運(yùn)用，從而確保深孔樁基礎(chǔ)的整體質(zhì)量。