曹松來，駱偉

(1.安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230051；2.安徽省城建設(shè)計研究院，安徽 合肥 230051)

0 引 述

鉆孔灌注樁是橋梁基礎(chǔ)施工中常見的類型，在深水中修建橋梁基礎(chǔ)或是淺層地基承載力滿足不了的情況下一般都考慮采用此種施工。現(xiàn)場定好樁位以后采用機械進行垂直下挖，掏空鉆渣，下放鋼筋骨架，澆筑水下混凝土成型。一座大橋的樁基有很多根，如何利用地質(zhì)情況，如何開展施工，這就對首件鉆孔灌注樁施工提出高要求、嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)。

1 工程概況

該特大橋共有Φ1.3m樁基8根，Φ1.6m樁基132根，Φ2.0m樁基52根。引橋25#墩左幅0#樁基計劃作為鉆孔灌注樁首件工程施工，首件樁基樁徑為1.6m，樁長為47m，鋼筋7.45t，混凝土94.5m3。

通過首件鉆孔灌注樁施工，我們預(yù)期達到以下目的：

①確定鉆孔灌注樁施工方案的可行性，根據(jù)施工中出現(xiàn)的具體問題具體分析，及時解決；

②通過首件制，驗證所用的施工設(shè)備能否滿足要求，人員配備是否科學(xué)合理，指導(dǎo)以后樁基的規(guī)模化施工。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 機具準(zhǔn)備

本項目鉆孔灌注樁首件工程采用旋挖鉆機成孔，旋挖鉆對施工現(xiàn)場各種土層適應(yīng)性較強，鉆孔速度快；采用導(dǎo)管進行水下混凝土灌注；混凝土由混凝土罐車運至灌注現(xiàn)場。

2.2 材料準(zhǔn)備

工程開工前編制材料計劃，統(tǒng)一組織各種材料的采購和供應(yīng)，并利用當(dāng)?shù)氐倪\輸力量，原則是“就近擇優(yōu)購置”，混凝土采用商品混凝土。選用質(zhì)量較好廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)試驗合格后報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后使用。

2.3 作業(yè)條件準(zhǔn)備

①進場后立即開始場地清理工作，按照設(shè)計征地范圍清理地上構(gòu)筑物、障礙物，同時處理好與當(dāng)?shù)匦姓鞴懿块T和居民的關(guān)系，為臨時和主體工程的施工創(chuàng)造條件。

②施工區(qū)域內(nèi)供水、供電、臨時設(shè)施滿足樁基施工要求，道路平整暢通。

臨時用水：生活、生產(chǎn)用水由地表水和水井接入。

臨時用電：為確保施工期間停電能正常施工，現(xiàn)場配1臺發(fā)電機作為臨時的應(yīng)急電源。

③做好機械、運輸車輛及各種輔助設(shè)備的維修檢查和進場工作。

④樁基施工前，根據(jù)設(shè)計圖紙和施工方案的要求，將施工區(qū)域障礙物清除完畢。先平整場地，清除雜物，夯填密實，保證鉆機作業(yè)場地安全穩(wěn)固，然后再安排鉆機就位。

3 施工方案

施工的進場便道已修筑；所需材料、機械設(shè)備已準(zhǔn)備就緒；測量人員根據(jù)設(shè)計圖紙放樣出樁位。

3.1 施工準(zhǔn)備

①樁基定位

根據(jù)對設(shè)計交付的導(dǎo)線點控制點的復(fù)測,使用其平差后的結(jié)果,并考慮到現(xiàn)場實際施工條件,進行現(xiàn)場施工測量網(wǎng)的布設(shè)。

加密點布設(shè)原則：采用3角網(wǎng)布設(shè)，確保每樁位至少有兩組控制點對樁位進行控制，相互校核，減少施工中的測量誤差。加密點要經(jīng)過多次反復(fù)校核平差才可以使用，使用時轉(zhuǎn)換成施工坐標(biāo)。樁的測量定位采用全站儀以兩組不同的控制點先后對同一樁位進行測量（見圖1）。

圖1 樁位放測示意圖

②安設(shè)護筒

護筒采用8mm的鋼板卷制加工，護筒內(nèi)徑為200cm，長2m。在已確定的樁位處采用挖掘機配合壓入。打入前用十字交叉法將樁中心引至樁外，作4個標(biāo)記點，并做好保護（直到成孔后）。護筒應(yīng)高出地面30cm，并且護筒頂端應(yīng)高出地下水位或孔外水位1.0m～2.0m。

③鉆孔施工準(zhǔn)備

首先是處置場地，安裝鉆機。施工時控制旋挖鉆機的傾角在4°以內(nèi)，由于局部地方地質(zhì)條件差，鉆機自帶大塊厚鋼板墊于鉆機下，防止鉆孔過程中不均勻沉降。工人操作卷揚機，鉆頭中心對準(zhǔn)鉆孔中心，鉆機垂直下鉆，行進時稍稍提升鉆具，確保鉆頭環(huán)刀能夠活動。

④鉆進過程中，操作人員隨時觀察鉆桿是否垂直，并通過深度計數(shù)器控制鉆孔入深。護筒往下鉆進3m以后可采用高速鉆進，鉆進速度與土層壓力有較大的關(guān)系。

⑤泥漿采用常規(guī)膨潤土、纖維素以及火堿混合而制，設(shè)置好一定稠度后在泥漿池制備好，泵入孔內(nèi)，使得旋挖鉆在鉆進中既冷卻鉆頭又能夠護壁。鉆進時隨時監(jiān)測孔內(nèi)情況，及時補加泥漿保持液面高度。泥漿制備應(yīng)注意兩個方面：一是泥漿的指標(biāo)問題；二是補漿的速度[1]。

⑥用撈砂鉆頭將沉淀物清出孔位。在灌注水下混凝土前，調(diào)制好泥漿稠度，循環(huán)泥漿，并派專人在泥漿沉淀池內(nèi)撈出被泥漿置換出的鉆渣，直至泥漿滿足圖紙和規(guī)范要求為止。

⑦鉆孔前通過測量確定護筒的標(biāo)高，將該點作為基點，按設(shè)計要求計算孔深，孔深偏差不能比設(shè)計深度少；孔徑用檢孔器測量，每道工序都要符合要求。

鉆孔樁鉆孔允許誤差表[2] 表1

3.2 鋼筋骨架的制作與安裝

3.2.1 鋼筋骨架的制作

鋼筋骨架在場外鋼筋場地制作、存放，最后用平板車拖運至樁孔附近。鋼筋骨架整體制作、根據(jù)樁長分節(jié)吊裝。鋼筋籠的加工與焊接嚴(yán)格執(zhí)行JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求。

鋼筋骨架采用加勁筋成形法制作。為使鋼筋骨架正確、牢固定位，在鋼筋骨架周圍每隔2 m焊4個保護層鋼筋，以保證保護層厚度和鋼筋骨架位置。鋼筋骨架制作時，嚴(yán)格控制外形尺寸。

3.2.2 鋼筋骨架的起吊和就位

鋼筋骨架的起吊采用汽車吊。按照設(shè)計要求采用兩點吊，確保鋼筋骨架的穩(wěn)定而不變形。相鄰鋼筋骨架連接時必須保證兩節(jié)骨架位于同一豎直線上再進行焊接，接頭完成，稍提骨架，抽去臨時支托，將骨架徐徐下降，使全部骨架降至設(shè)計標(biāo)高為止。

骨架就位后，仔細核對每節(jié)骨架入孔解下的標(biāo)志牌，避免漏掉或接錯骨架，最后詳細檢測鋼筋骨架的底面標(biāo)高是否與設(shè)計相符，偏差不得大于5cm。

圖2 鋼筋籠吊裝示意圖

3.3 灌注水下混凝土

灌注水下混凝土采用導(dǎo)管法。導(dǎo)管用壁厚4mm，內(nèi)徑25cm的鋼管制作。導(dǎo)管使用前作水密、承壓試驗，保證導(dǎo)管不漏水。導(dǎo)管內(nèi)壁做到光滑、順直、和無局部凹凸，各節(jié)導(dǎo)管內(nèi)徑大小一致偏差不大于±2mm，導(dǎo)管底離孔底40cm。導(dǎo)管頂部應(yīng)設(shè)漏斗、儲料斗。儲料斗的儲量必須大于首批混凝土灌注量（經(jīng)計算，直徑1.6m樁基首灌料需要5.16m3）。

圖3 首批混凝土數(shù)量計算圖

計算公式如下：

V≥πD2/4（h1+h2）+πHbd2/4

式中：V——首批混凝土體積（m3）

V≥3.14×1.62/4×（0.4+1.0）+3.14×1.05×45.6×0.252/4=5.16m3

迅速作好灌注水下混凝土的各種準(zhǔn)備工作，防止坍孔和泥漿沉淀過厚[3]。

開始灌注前，再次核對鋼筋骨架標(biāo)高、導(dǎo)管下口距孔底距離、孔深、沉淀厚度、孔壁有無塌坍現(xiàn)象等，不滿足要求時，要經(jīng)處理后方可開始灌注混凝土。坍落度為18cm±2cm，并經(jīng)過試驗后確定摻入適量的減水緩凝劑?；炷劣没炷吝\輸車運至現(xiàn)場，直接卸料至料斗內(nèi)入孔。

水下灌注混凝土要連續(xù)進行，嚴(yán)禁中途停灌。而且要有專人監(jiān)測并記錄導(dǎo)管埋置深度和混凝土面高度，孔內(nèi)的水位升降也要注意觀察。當(dāng)導(dǎo)管過長時，要正確的提升和迅速的拆除。導(dǎo)管的埋深一般控制在2m～6m，灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不得小于1m。混凝土面接近鋼筋骨架底部時，為防止鋼筋骨架上浮，采取以下措施：使導(dǎo)管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，以減少混凝土的沖擊力。

另外考慮樁頂浮渣的影響，在樁頂設(shè)計標(biāo)高以上加灌0.5m～0.8m的混凝土。此段混凝土待承臺開挖后鑿除，鑿除時須防止損毀樁身。

3.4 施工主要事故預(yù)防措施

3.4.1 孔壁坍陷

防治措施：在性質(zhì)不良的土層中，將護筒加大，用密實的粘土填封護筒的周圍，保證泥漿制備的優(yōu)質(zhì)率，始終要求護筒內(nèi)泥漿的水位比地下水位高。搬運和吊裝鋼筋籠時，應(yīng)防止變形，安放要對準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。成孔后，待灌時間一般不應(yīng)大于3h，并控制混凝土的灌注時間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時間[4]。

3.4.2 縮孔

防治措施：采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔時，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時間內(nèi)，孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹。或在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。

3.4.3 鉆孔偏斜

防治措施：保證場地處理平整；鉆機在安裝時轉(zhuǎn)盤的中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線上，鉆桿偏差小于等于20cm。鉆進不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，第一要自重大、鉆桿剛度大，第二鉆速要打慢檔。另外加設(shè)安裝導(dǎo)正裝置，遇到鉆孔偏斜時，提起鉆頭上下反復(fù)掃鉆幾次，以便削去鉆上的硬土。

3.4.4 卡管

治措施：使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑型號統(tǒng)一，同時隔水性能要好。在混凝土灌注時，應(yīng)控制好混凝土攪拌時間和對比混凝土的坍落度。水下混凝土必須具備良好的和易性，澆筑過程中，混凝土應(yīng)緩慢倒進漏斗的導(dǎo)管，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞。

3.4.5 鋼筋籠上浮

防治措施：定好鋼筋籠初始位置，與孔口牢固固定。灌注中加快混凝土灌注速度，或添加外加劑，保證混凝土頂層進入鋼筋籠時的流動性。灌注混凝土過程中，應(yīng)隨時監(jiān)測凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面[5]。

3.4.6 斷樁

防治措施：成孔后清孔非常重要，清孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。混凝土澆注過程中，應(yīng)隨時控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，切勿起拔過多。嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，嚴(yán)格確定混凝土的配合比，混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動性，坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過程連續(xù)、快速。

4 結(jié) 語

經(jīng)過周密的制定施工方案和保障措施，樁基首件工程的施工是非?？茖W(xué)的。一流的大橋要有一流的施工團隊，更要有科學(xué)的管理理念和施工理念，在安全第一的前提下，準(zhǔn)備工作要做充分，中間執(zhí)行過程要規(guī)范，后期質(zhì)量工程要嚴(yán)格把控，這樣，我們工程師修建的道路和橋梁才能真正為社會、為人民服務(wù)。

[1]劉麗霞.橋梁樁基礎(chǔ)施工技術(shù)探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2013(8).

[2]JTGD63-2007，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2007.

[3]楊愛武.基礎(chǔ)工程[M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2012.

[4]王健.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題及防治措施分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2010(13).

[5]彭琳凌.論述鉆孔灌注樁常見施工質(zhì)量通病及防治[J].城市建設(shè)，2010(18).