王 亮

根據(jù)作者本人在廣東省中山市板芙鎮(zhèn)板芙二橋沖擊成孔大直徑灌注樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)及參考有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，對(duì)沖擊成孔大直徑灌注樁的施工方法和施工過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題及采取的控制措施談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1 工程簡(jiǎn)介

板芙鎮(zhèn)板芙二橋位于中山市板芙鎮(zhèn)，主橋?yàn)殡p獨(dú)柱異型塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，總長(zhǎng)179m。主墩5號(hào)樁基礎(chǔ)中心樁號(hào)為K2+ 093.799，為分離式鉆孔灌注樁群樁形式2×(4×φ270 cm)，樁長(zhǎng)36.7m，河段水深平均3m，每個(gè)鉆孔深近40m，樁基礎(chǔ)均按照嵌巖樁設(shè)計(jì)，5號(hào)樁基礎(chǔ)D=270 cm(D≥80 cm即為大直徑樁)，要求其樁底沉渣厚度不大于 5 cm，樁底須嵌入巖性較完整的弱風(fēng)化巖石不小于1.5D(D為樁基直徑)。通過(guò)以上數(shù)據(jù)資料可見，主墩 5號(hào)樁基礎(chǔ)是整個(gè)大橋樁基施工中技術(shù)結(jié)構(gòu)最尖端、施工最復(fù)雜、最重要的部分。

2 沖擊成孔大直徑灌注樁的施工方法

2.1 前期施工準(zhǔn)備

根據(jù)地形特點(diǎn)、地質(zhì)水文資料等綜合考慮，主墩 5號(hào)樁基礎(chǔ)施工需搭設(shè)水上棧橋和施工平臺(tái)以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要。施工平臺(tái)搭設(shè)完畢后，根據(jù)鉆探揭示，5號(hào)樁位處基巖風(fēng)化帶較深厚，全風(fēng)化巖層和強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度較大。基巖各風(fēng)化巖層具有高的承載力，是區(qū)內(nèi)良好地基持力層。因此對(duì)于基巖鉆進(jìn)采用沖擊鉆比較合理，本樁基礎(chǔ)采用兩臺(tái)沖擊鉆反循環(huán)成孔。樁機(jī)配備鑄鋼沖錘，沖錘D=270 cm，沖錘為“十字形”。泥漿護(hù)壁，泥漿泵用22 kW的3PN型泥漿泵。

2.2 實(shí)測(cè)樁位、下放鋼護(hù)筒

鋼平臺(tái)施工完畢后，即進(jìn)行測(cè)量定出樁位，完畢后進(jìn)行鋼護(hù)筒的沉放施工，鋼護(hù)筒設(shè)計(jì)內(nèi)徑為290 cm，比設(shè)計(jì)樁徑大20 cm，采用厚度為 10mm的A3鋼板卷制而成。所有焊縫必須連續(xù)，以保證不漏水。鋼護(hù)筒在加工廠進(jìn)行分節(jié)制作，現(xiàn)場(chǎng)焊接接長(zhǎng)。由吊車吊起鋼護(hù)筒通過(guò)導(dǎo)向架緩慢下放直到其刃腳自然下沉到河床面以下4m。在校正其垂直度(小于 1%)和護(hù)筒平面位置偏差(小于5 cm)后，采用377 kW振動(dòng)錘振動(dòng)下沉，振動(dòng)錘振動(dòng)下沉直至護(hù)筒底部到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。開動(dòng)樁錘下沉護(hù)筒，待筒頂距操作平臺(tái)面0.8m左右時(shí)，停止振沉，解除錘座與頂節(jié)護(hù)筒連系，同樣步驟再接長(zhǎng)護(hù)筒至設(shè)計(jì)要求。

2.3 泥漿制備及鉆孔

1)大直徑?jīng)_擊成孔灌注樁對(duì)泥漿的要求較高，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況和護(hù)筒下沉不到巖石的情況決定使用丙烯胺即PHP泥漿，此泥漿的特點(diǎn)是不分散、低固相、高粘度。泥漿循環(huán)采用正循環(huán)。樁孔中的泥漿指標(biāo)應(yīng)嚴(yán)格控制，好的泥漿不但利于保證孔壁穩(wěn)定，而且有利于懸浮起巖渣加快施工進(jìn)度。

2)準(zhǔn)備工作完成后，將鉆機(jī)就位固定，將鉆頭中心線對(duì)準(zhǔn)樁中心線，平面偏差控制在2 cm以內(nèi)。鉆進(jìn)時(shí)詳細(xì)記錄，確保成孔后樁中心線偏差不大于5 cm，傾斜度不大于1%樁長(zhǎng)。鉆機(jī)開始鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)慢速鉆進(jìn)，以加強(qiáng)泥漿護(hù)壁的效果，確保成孔質(zhì)量及施工安全，待導(dǎo)向部位全部鉆進(jìn)土層后，方可加速鉆進(jìn)。

2.4 第一次清孔

鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)孔深、孔徑進(jìn)行檢查，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行第一次清孔。第一次清孔目的是抽換孔底泥漿，清除孔內(nèi)鉆渣及孔內(nèi)沉淀層，防止樁底有過(guò)厚的沉淀物，降低樁的承載力。

2.5 鋼筋籠制作及吊裝

1)鋼筋籠分節(jié)在加工場(chǎng)按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求精確定位加工，鋼筋接頭按規(guī)范要求錯(cuò)位焊接，接頭錯(cuò)開 50 cm以上，并按規(guī)定15%樁數(shù)安裝超聲波檢測(cè)管，以備對(duì)樁基進(jìn)行聲測(cè)。鋼筋骨架的保護(hù)層按設(shè)計(jì)要求每 2m高一圈設(shè)置 4個(gè)對(duì)稱定位鋼筋，確保鋼筋骨架的保護(hù)層滿足要求。

2)經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，鋼筋籠就位吊裝。

2.6 導(dǎo)管安裝及第二次清孔

1)水下混凝土采取拔球法一次灌注施工，混凝土導(dǎo)管為內(nèi)徑30 cm的快插式導(dǎo)管，壁厚4mm，每節(jié)長(zhǎng)5m，配1節(jié)～2節(jié)長(zhǎng)2.5m短管。2)在第一次清孔達(dá)到要求后，由于要安放鋼筋籠及導(dǎo)管，至澆筑混凝土的時(shí)間間隙較長(zhǎng)，孔底又會(huì)產(chǎn)生沉渣，所以待安放鋼筋籠及導(dǎo)管就緒后，再利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔，復(fù)測(cè)沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，此時(shí)清孔就算完成，立即灌注水下混凝土。

2.7 澆筑水下混凝土

1)混凝土采用外購(gòu)商品混凝土，混凝土配合比滿足如下要求:混凝土強(qiáng)度等級(jí)符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，粗骨料最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6，且不大于 40mm，砂用級(jí)配良好的中砂，水泥采用P.Ⅱ42.5R的“海螺牌”水泥，其初凝時(shí)間不早于2.5 h?；炷了冶?.5，水泥用量350 kg/m3，含砂率為0.45，坍落度18 cm～22 cm。2)清孔及吊裝鋼筋籠，下導(dǎo)管完畢后，得到監(jiān)理工程師認(rèn)可，方可開始灌注混凝土。混凝土輸送采用混凝土攪拌運(yùn)輸車配滑槽滑至料斗內(nèi)，每車 9m3。3)在灌注過(guò)程中要確認(rèn)導(dǎo)管埋深長(zhǎng)度，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋設(shè)深度保持連續(xù)性。確保混凝土導(dǎo)管埋深不大于6m，不小于2m。專人測(cè)量導(dǎo)管埋置深度及管內(nèi)外混凝土面的高差，及時(shí)填寫水下混凝土澆筑記錄。4)樁的灌注標(biāo)高比樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高高出至少80 cm，在孔內(nèi)混凝土面測(cè)3個(gè)點(diǎn)，并在承臺(tái)施工前予以鑿除。

3 大直徑灌注樁施工過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題及質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 鋼筋籠上浮

出現(xiàn)原因:1)封底成功后泵送混凝土的灌注速度太快造成混凝土對(duì)鋼筋籠的沖擊力，浮力太大。2)鋼筋籠未采取固定措施或固定不牢。3)混凝土的和易性不好，坍落度偏低。4)清孔不到位，下部泥漿過(guò)稠。泥漿的流動(dòng)性降低對(duì)混凝土上升的阻力增大。

控制措施:1)混凝土上升到接近鋼筋籠下端時(shí)，應(yīng)放慢澆筑速度，減小混凝土面上升的動(dòng)能作用，以免鋼筋籠頂被托而上浮。當(dāng)鋼筋籠被埋入混凝土中有一定深度后，再提升導(dǎo)管，減少導(dǎo)管埋入深度，使導(dǎo)管下端高出鋼筋籠下端相當(dāng)距離時(shí)再按正常速度澆筑。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)仓?，并?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆筑。2)澆筑混凝土前，應(yīng)將鋼筋籠固定在孔位護(hù)筒上，并確保固定牢靠。3)嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，注意坍落度的檢測(cè)，不合格混凝土禁止使用。4)注意清孔質(zhì)量問(wèn)題，確保整體泥漿指標(biāo)符合規(guī)范要求。

3.2 坍孔

出現(xiàn)原因:1)操作不當(dāng)，提升鉆頭過(guò)猛，因故停鉆時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或放鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁。2)泥漿稠度過(guò)小，起不到護(hù)壁作用;泥漿水位高度不夠，對(duì)孔壁壓力小。3)向孔內(nèi)加水時(shí)流速過(guò)大，直接沖刷孔壁。

控制措施:1)提升鉆頭，下放鋼筋籠時(shí)保持垂直，盡量不要碰撞孔壁。2)孔內(nèi)保持泥漿稠度適當(dāng)、水位穩(wěn)定，及時(shí)加水加粘土，以維持孔內(nèi)水頭差，使用丙烯胺即PHP泥漿嚴(yán)格監(jiān)測(cè)其各項(xiàng)性能。3)輕度坍孔，可加大泥漿密度提高水位，使其充分護(hù)壁。

3.3 掉鉆卡鉆

出現(xiàn)原因:1)鉆頭澆鑄質(zhì)量差。2)鉆進(jìn)速度過(guò)快，鋼絲繩松繩太長(zhǎng)，使鉆錘傾倒卡在孔壁上。3)坍孔時(shí)落下的石塊或落下較大的工具將鉆錘卡住。

控制措施:1)鉆頭定期檢查，每鉆3h～4h檢查一次，發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)修換。2)鉆進(jìn)速度適中，下鉆時(shí)不可太猛，沖程量不宜過(guò)大，以防止錘頭傾倒。3)鉆錘補(bǔ)焊時(shí)保證尺寸與孔徑配套，卡鉆后不宜強(qiáng)提，可上下左右試著輕提，將鉆錘提起。

3.4 斷樁

出現(xiàn)原因:1)混凝土坍落度太小、骨料太大、運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)、混凝土和易性差，致使導(dǎo)管堵塞，疏通堵管再澆筑混凝土?xí)r中間就會(huì)形成夾泥層。2)灌注混凝土過(guò)程中，測(cè)定已灌混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過(guò)小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。3)導(dǎo)管埋深過(guò)大，以及灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管，在提升時(shí)連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。4)導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行。

控制措施:1)混凝土配合比應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)水下混凝土的規(guī)范配置，并經(jīng)常測(cè)試坍落度，防止導(dǎo)管堵塞。2)嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測(cè)深錘測(cè)量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對(duì)，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。3)高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，應(yīng)認(rèn)真對(duì)待灌注前的準(zhǔn)備工作，確保灌注順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

中山市板芙二橋沖擊成孔大直徑灌注樁施工過(guò)程中，按上述各點(diǎn)合理施工，各條樁基經(jīng)動(dòng)測(cè)及抽芯檢驗(yàn)被評(píng)定為優(yōu)良。事實(shí)證明合理的施工方法和必要的質(zhì)量控制手段，可以充分保證大直徑灌注樁施工質(zhì)量。

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