韓業(yè)輝
(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)
依據(jù)詞義,顯而易見鉆孔是鉆孔灌注樁的關鍵所在。其施工方法可歸納為沖擊法、沖抓法與旋轉(zhuǎn)法三種類型。沖擊法系用沖擊鉆機或卷揚機帶動沖錐,借助錐頭自重下落產(chǎn)生的沖擊力,反復沖擊破碎土石或把土石擠入孔壁中,用泥漿浮起鉆渣,或用抽渣筒或空氣吸泥機排出而形成鉆孔。沖抓法系用沖抓錐靠自重產(chǎn)主沖擊力,切入土層或破碎土層,葉瓣抓土、棄土以形成鉆孔。旋轉(zhuǎn)法系用入力或鉆機,通過鉆桿帶動錐或鉆頭旋轉(zhuǎn)切削土壤,用泥漿浮起排出鉆渣形成鉆孔。每種方法又因動力與設備功能的不同,而分為多種。根據(jù)上述各種鉆孔方法的實用范圍和特點,結(jié)合機具設備供應情況、設計和工期要求以及土層狀況,可以正確地選擇鉆孔方法。
(1)埋設護筒:防止孔壁坍塌是鉆孔施工過程成敗的關鍵。在施工過程中可能出現(xiàn)各種情況,當鉆孔到一定深度時,在靜水壓力作用下,地下水位以下的孔壁土會向孔內(nèi)坍塌,嚴重時發(fā)生流砂現(xiàn)象。防治此種現(xiàn)象發(fā)生,就必須保證做到孔內(nèi)有保持比地下水位高的水頭,目的為增加孔內(nèi)靜水壓力,達到穩(wěn)定孔壁、防止坍孔,因此就有了護筒的設施。護筒除起到這個作用外,同時還有起到鉆頭導向、隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置的作用。護筒的制作原材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。從護簡要求堅固耐用,不漏水,其內(nèi)徑應比鉆孔直徑大的特點來看,一般常選用鋼護筒,選擇此種類型,除因上述原因,還因為鋼制護筒在陸上與深水中均能使用。鉆孔工序完成之后,可取出護筒重復使用。其底部和周圍一定范圍內(nèi),在操作過程中應夯填周圍粘土,借助粘土的壓力和護筒的隔水作用,保持護筒穩(wěn)定、保護孔口周圍地面,防止周邊土進入護筒。在深水中進行埋設護筒施工時,先打入導向架,再用外力加壓,逐漸沉入護筒,沉入護筒入土深度應考慮土質(zhì)、流速、設計標高、勘測數(shù)據(jù)等因素而定。
(2)泥漿制備:鉆孔泥漿的主要作用是排渣,同時還具冷卻鉆頭、潤滑鉆具,增大靜水壓力,并在孔壁形成泥皮,隔斷孔內(nèi)外滲流,防止坍孔的作用。它的組成由水、粘土和添加劑而成。施工時,先調(diào)制泥漿,方法為攪拌機或人工調(diào)和,此時注意泥漿的稠度,機動掌握,泥漿稠度與地層變化、操作要求有關。如果泥漿太稀,排渣能力小,護壁效果就會差差;反之泥漿太稠,就會削減鉆頭沖擊能力,減弱鉆進速度。將調(diào)解好的泥漿貯存在泥漿池內(nèi),再用泥漿泵輸入鉆孔內(nèi),在這個過程中應注意:泥漿泵應有足夠的流量,以免影響鉆進速度。根據(jù)鉆孔方法和地層情況采用不同,調(diào)制的鉆孔泥漿、經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿也需要應根據(jù)的性能指標選用。值得注意的是:在大直徑深孔采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)法施工時,泥漿泵還應經(jīng)過流量和泵壓計算來選擇。
(3)成孔方法:就地灌注混凝土樁的成孔方法很多,如正循環(huán)回轉(zhuǎn)法、反循環(huán)回轉(zhuǎn)法、潛水電鉆法、潛水電鉆法、沖抓錐法、沖擊錐法等。其中潛水電鉆法:系將旋轉(zhuǎn)電動機及變速裝置均經(jīng)密封后安裝在鉆頭與鉆桿之間,潛入水下作業(yè)。其特點是鉆具簡單輕便、易于搬運、噪聲小,鉆孔效率較高,操作條件亦有所改善。但鉆孔在水中工作,較易發(fā)生故障。沖抓錐法:沖抓錐不需鉆桿,鉆進與提錐卸土均較堆鉆快。由于錐瓣下落時對土層有一股沖擊力,故適用的土質(zhì)較廣。但不能鉆斜孔;鉆孔深度超過20 m后,其鉆孔進度大為降低;當孔內(nèi)遇到漂石或探頭石時沖抓較困難,需改用沖擊錐鉆進。
(4)檢查終孔、清理孔底:根據(jù)結(jié)構(gòu)物本身的特點知道,其基礎部分為隱蔽工程。而樁孔樁基礎的特點決定了成樁質(zhì)量與樁身曲直必須過關。而關系到成樁質(zhì)量與樁身曲直的好壞因素為鉆孔的深度、直徑、位置和孔形。為此,在施工過程中當鉆孔達到設計要求深度后,應對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查,并隨時密切規(guī)測監(jiān)督。清理孔底工作是在終孔檢查后進行,此兩種工序間隔時間不能過長,否則可致泥漿沉淀,引起鉆孔坍塌。清孔的操作方法視使用的鉆機不同而不同。通??刹捎谜h(huán)回轉(zhuǎn)鉆機、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。
挖孔灌注樁系用入工和小型爆破,配合簡單機具挖掘成,灌注混凝土形成樁基。適用于無水或極少水的較密實的各類土層。其特點是需要機具設備少,成孔后可直觀檢查孔內(nèi)土質(zhì)妝況,基樁質(zhì)量有可靠保證。對于挖深過深、或孔壁可能坍塌、或滲水量稍大等情況,應慎重選擇施工工藝,增加護壁措施和通風條件,以確保施工安全。
在灌注混凝土樁施工時,最為關鍵的程序之一為:灌注混凝土,在從事此道工序時,必須一定保證水下混凝土的連續(xù)灌注,安排好人員、機械,投入所有精力保證連續(xù)灌注混凝土,嚴禁有夾層和松散層,如果一旦出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象,就造成經(jīng)濟的損失,影響整個結(jié)構(gòu)物的順利進行。除注意以上提到的問題,還應保證在澆筑期間,保證混凝土坍落度及強度必須符合要求,鋼筋籠不得上浮,在鑿除樁頭混凝土時,保證無任何殘余的松散混凝土。
在現(xiàn)場鉆孔灌注樁施工過程中,從場地準備、成孔、清孔,直至灌注水下混凝土,各個環(huán)節(jié)均易發(fā)生各類質(zhì)量缺陷。為了保證樁身混凝土的連續(xù)性、均勻性、檢驗混凝土強度和有無各種缺陷,必須對樁基礎進行無破損檢測及對樁身混凝土進行鉆芯取樣。目前,超聲法、穩(wěn)態(tài)激振機械阻抗菰和水電效應法等已經(jīng)被廣泛運用到灌注樁無破損檢測方法中。
總之,鉆孔灌注樁施工因成孔方法的不同和現(xiàn)場情況各異,施工工藝流程不會完全相同。在施工前,要合理安排好施工計劃,編制具體的工藝流程圖,作為安排各工序旌工操作和進度的依據(jù)。當同時有幾個樁位施工時,要注意相互的配合,避免干擾與沖突,并盡可能做到均衡地使用機具與勞動力,既要抓緊新鉆孔的施工,也要做好已成樁的養(yǎng)護和質(zhì)量檢驗工作。