夏俊寶
(湖北省興山縣國土資源局,湖北 興山 443700)
隨著我國改革開放的深入,社會經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)化和都市化程度的提高,地面空間顯得越來越緊張,為了充分利用國土資源,人們不得不將眼光投向高層空間和地下空間。
本文是通過對橋梁工程地質(zhì)條件分析,參考工程地質(zhì)勘察報告,擬定出了太吉河丹江大橋樁基礎(chǔ)施工方案。
建筑橋基常用的樁型有預(yù)制樁與鋼管樁,還有最常用的鉆孔灌注樁型。
因為建橋地區(qū)的地質(zhì)條件決定了樁型,地下用很厚的卵石層存在,無論是用預(yù)制樁還是用鋼管樁型都無法施工(壓不下去),而且對鋼管樁來說還要較高的造價。
所以鉆孔灌注樁是最優(yōu)選擇,它能通過簡單的施工工藝和便宜的造價達到很好的工程效果.目前,鉆孔灌注樁施工技術(shù)已在我們國家運用得相當(dāng)成熟了。
本區(qū)場地地層比較復(fù)雜,有卵石層,圓礫及砂質(zhì)板巖。由于卵石粒徑大。鉆進時容易坍孔,因此選用能很好的對付大卵石和孔壁穩(wěn)定性較好的沖擊鉆進方法。鉆機類型選CZ-50,規(guī)程參數(shù)為1.2m,沖擊頻率為36~38次/分,錘重2000~2500 公斤。
2.2.1 埋設(shè)護筒
鉆孔前應(yīng)在測定的樁位,準(zhǔn)確埋設(shè)護筒,護筒定位時應(yīng)先對樁位進行復(fù)核。然后以樁位為中心定出相互垂直的十字控制樁,使十字中心與樁位中心一致,用以固定鉆孔位置;隔離地面水;提高井內(nèi)水頭以增大井內(nèi)的靜水壓力;穩(wěn)定孔口土壤和保護孔壁不坍以利鉆孔工作進行。
護筒內(nèi)徑應(yīng)比樁徑稍大,一般大于設(shè)計樁徑15~20cm;護筒在構(gòu)造上必須堅固、耐用、輕便、不漏水;護筒埋入土中深度,在砂土中不宜小于1m,在黏性土中不宜小于0.5m。護筒內(nèi)的水位應(yīng)高于地下水位1.0~1.5m,護筒頂面必須高出地面施工水位,筒底要穿透凍層;護筒就位后,用黏土分層夯填牢固,填土?xí)r每20cm 一層對稱夯打。在分層夯實時要檢查護筒底中心位置和垂直度,發(fā)現(xiàn)偏差立即糾正。
2.2.2 鉆機就位
護筒埋好經(jīng)檢驗位置無誤后,將鉆機就位,鉆機就位要保證平正穩(wěn)固,確保施工不發(fā)生傾斜、移動。為準(zhǔn)確控制成孔深度,在樁架上應(yīng)設(shè)置控制深度的標(biāo)尺,以便在施工中進行觀測記錄。鉆標(biāo)卡孔與護筒中心必須在一根豎直線上,以保證鉆孔的豎直方向。
孔口周圍必須有良好的排水系統(tǒng),確保鉆機處地面不受水浸泡,以維持機身平穩(wěn),確保樁位準(zhǔn)確。
在砂性土層或砂卵石層河床中鉆孔,必須用泥漿護壁。泥漿護壁使用的黏土,一般要求塑性指數(shù)大于17,泥漿比重采用1.1~1.25。
開鉆前,要準(zhǔn)備足夠數(shù)量的泥漿,泥漿稠度和用量應(yīng)隨土質(zhì)的不同而增減,一般黏土質(zhì)不用;砂質(zhì)土少用;粗砂、砂卵石多用。在鉆孔旁作好泥漿拌和池,并調(diào)制和儲備足夠的泥漿,再開始進行鉆孔作業(yè)。
鉆機就位后檢查試車,開始下鉆時要特別注意,要確保鉆尖對準(zhǔn)樁尖后,再開始往護筒內(nèi)加泥漿,開始施鉆。
在鉆進過程中要使速度均勻,不得突然加快;要經(jīng)常檢查鉆頭最大直徑有無變動,是否符合設(shè)計孔徑;要檢查鉆機有無位移、傾斜現(xiàn)象;要檢查護筒位置有無變動或漏水現(xiàn)象;檢查水頭高度和泥漿稠度是否合格。
鉆進過程中,必須測記鉆孔深度和通過的土層。要根據(jù)土層的變化,調(diào)配泥漿比重。
鉆孔周圍地面不得堆放重物和雜物,要保持孔口附近排水良好,場地干燥。施鉆過程中應(yīng)隨時檢查護筒四周填土變化。
成孔后,用孔規(guī)檢查孔徑及孔深,看是否滿足設(shè)計要求。鉆孔工作應(yīng)連續(xù)進行,一次成孔,不宜中途停頓。鉆進大直徑樁孔時,根據(jù)設(shè)備性能,也可采用分徑成孔的辦法。
清孔是灌注樁施工中關(guān)鍵的一項工序,鉆孔達到設(shè)計深度后應(yīng)盡量把孔底沉渣清除,以免影響樁端承載能力,應(yīng)認真做好此項工作。
常采用的清孔方法及特點:
抽漿清孔法。這種方法使用的機具一般為空氣吸泥機、水利吸泥機和真空吸泥泵或反循環(huán)鉆機。其特點是使用設(shè)備不多,清孔徹底,速度快,并可在吊放鋼筋籠和下入澆筑混凝土的導(dǎo)管以后清孔。適用于各種鉆孔方法,但應(yīng)注意抽渣過久易引起塌孔。
換漿清孔法。使用機具一般為正循環(huán)機。適用于正循環(huán)回轉(zhuǎn)和水沖錐鉆孔時,不需添加專用設(shè)備,但清孔速度較慢。
掏渣清孔法。這種方法一般采用大鍋錐或抽渣筒。其特點是用于沖擊、沖抓和鍋錐鉆進時,增加設(shè)備少,操作簡單,清孔時間長,質(zhì)量不易保證。
噴射清孔法。使用機具一般采用射水(風(fēng))管等。其特點為配合其他清孔方法使用。在澆混凝土之前,用風(fēng)壓力和水沖管沖射水底,使沉淀物懸浮,隨后立即澆筑混凝土。沖射時間一般為3~5min,壓力大于孔底泥漿壓力0.5MPa。需要注意的是,清孔時可將高壓膠管與空氣吹吸管接好吊進孔底,噴出口彎管應(yīng)高出水面,必要時可插入吹氣管直到孔底,用氣流擾動渣漿和清掃孔底,在開動空壓機吸取泥漿時,要開動水泵向孔內(nèi)注入泥漿或清水,隨時注意保持孔內(nèi)漿面高度,以保持孔壁的穩(wěn)定。
導(dǎo)管法施工是鉆孔灌注樁較為常見的一種混凝土灌注施工方法。
導(dǎo)管直徑一般選用25~30cm,內(nèi)壁光滑,內(nèi)徑一致,接口緊密不漏水。每次使用前要進行拼裝和試壓。導(dǎo)管內(nèi)要安裝止水球或用其他方法代替。
調(diào)試后的導(dǎo)管表面要標(biāo)出刻度,一般以0.5m 為單位,并注明導(dǎo)管全長尺寸,以使灌注混凝土?xí)r掌握導(dǎo)管提升高度和埋深。
導(dǎo)管吊入鉆孔中的深度應(yīng)使導(dǎo)管下口與鉆孔底留有30~40cm的距離,以便灌注時木球能沖出導(dǎo)管。
導(dǎo)管上的漏斗箱內(nèi)容積應(yīng)大于孔底1.3~1.5m 深的體積,而且開始灌時要連續(xù)補足漏斗箱內(nèi)混凝土,以確?;炷翛_擊下落到孔底后向上返,并將導(dǎo)管埋入1m 以上。
混凝土的配合比是關(guān)鍵,因此為保證灌注質(zhì)量要采用商品混凝土,強度等級要比設(shè)計要求提高一個等級,坍落度在16~22cm 為宜。選用商品混凝土可以保證開始灌注時混凝土的最小儲備量。首批砼要足量,保證初次導(dǎo)管埋深不小于1m,首批砼計算如下:
V≥∏d2h1+∏D2(H1+H2)/4
V-灌注首批砼所需數(shù)量(m3)
D-樁孔直徑
H1-樁孔底至導(dǎo)管底端間距,一般為0.4m
H2-導(dǎo)管初次埋置深度(m)
D-導(dǎo)管內(nèi)徑
h1-樁內(nèi)砼達到埋置深度H2時,導(dǎo)管內(nèi)砼柱平衡導(dǎo)管外壓力所需高度(m)澆注時要做好孔深和導(dǎo)管在混凝土中的埋置深度的測量記錄,確保導(dǎo)管埋深在1m 以上,且埋深不影響導(dǎo)管提升。
灌注過程中,要保持導(dǎo)管位置居中?;炷帘仨氝B續(xù)澆注,并掌握邊灌注混凝土邊提升和拆除導(dǎo)管,使混凝土經(jīng)常處于流動狀態(tài)?;炷凉嘧⒌綐犊咨喜?m 以內(nèi)時,可不再提升導(dǎo)管,直到應(yīng)灌注的標(biāo)高后,一次拔出。灌注混凝土頂面應(yīng)高于設(shè)計標(biāo)高0.5~0.8m,待混凝土終凝后,再鑿去設(shè)計標(biāo)高以上部分。灌注時要填寫記錄,并每灌一棵樁留取3 組以上混凝土抗壓強度試塊。在澆筑混凝土?xí)r,最忌諱斷樁。所以,在澆筑過程中,一定要控制好各項指標(biāo)。
由于灌注樁基的特殊性和隱蔽性,其質(zhì)量主要依靠施工過程中的控制,通過質(zhì)量的檢測和補救措施很難達到設(shè)計要求。因此,工程施工人員必須全面詳細地熟悉整個施工工藝流程,在施工過程中嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工,從而達到設(shè)計要求,滿足上部結(jié)構(gòu)的荷載需要,為整個工程項目做基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。
[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》TJ41-79).
[2]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-94).
[3]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007-2002).
[4]第四版《工程地質(zhì)手冊》.