劉 星

中鐵十局第四工程有限公司

東站引河大橋水中鉆孔灌注樁的施工技術(shù)總結(jié)

劉 星

中鐵十局第四工程有限公司

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)目前使用已相當(dāng)普遍，但因?qū)匐[蔽工程，其施工大部分是在水下進(jìn)行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收。施工中有時(shí)一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度。在施工時(shí)更應(yīng)嚴(yán)把各個(gè)環(huán)節(jié)，制定切實(shí)可靠的技術(shù)措施，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，否則一旦出現(xiàn)問題，將造成嚴(yán)重后果，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響，根據(jù)此橋施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高施工技術(shù)水平。

鉆孔灌注樁，技術(shù)，措施

一、工程概況

工程名稱：東站引河大橋工程

建設(shè)地點(diǎn)：連云港市新浦區(qū)濱河新城內(nèi)

建設(shè)單位：連云港瀛洲投資發(fā)展有限公司

東站引河大橋起點(diǎn)郁洲北路K1+544.2，終點(diǎn)K1+791.40，橋梁全長247.20m，與河道86.5°斜交，為兩聯(lián)4*30m裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，橋梁全寬50.5m，橋面按快慢車道共分四幅布置，全橋橋面面積合計(jì)為：12483.6㎡；下部結(jié)構(gòu)分兩幅布置，基礎(chǔ)采用樁柱式基礎(chǔ)，左右幅各布置3根柱(樁)，柱(樁)墩間距8.5m，柱身直徑1.4m，樁基直徑1.6m，樁頂設(shè)置1.0m*1.2m系梁，橋臺采用梅花形交錯(cuò)布置的雙排直徑1.2m樁基加蓋梁。

路面分幅設(shè)置，2.5m人行道(含人行護(hù)欄)+3.5m非機(jī)動車道+0.5m非機(jī)動車道護(hù)欄+1.5m分隔帶+0.5m防撞護(hù)欄+15.5行車道+0.5m防撞護(hù)欄+1.5m分隔帶+0.5m防撞護(hù)欄+15.5行車道+0.5m防撞護(hù)欄+1.5m分隔帶+0.5m非機(jī)動車到護(hù)欄+3.5m非機(jī)動車道+2.5m人行道(含人行護(hù)欄)，橋面總寬50.5m。

二、施工準(zhǔn)備

施工前準(zhǔn)備，是施工質(zhì)量和工程工期的一個(gè)重要保障。

1.每樁鉆孔前要全面檢查鉆機(jī)及地泵等機(jī)械是否有故障或隱患，對于易壞、易損耗配件配備用件。

2.臨時(shí)泥漿溝槽的設(shè)置要有坡度，使泥漿能從護(hù)筒順利流出。

3.儲料斗的加工尺寸應(yīng)滿足首批砼數(shù)量V的需要，并應(yīng)結(jié)合鉆機(jī)結(jié)構(gòu)確定形狀和尺寸，大小應(yīng)比鉆架小20cm。

4.導(dǎo)管要準(zhǔn)備兩套，管節(jié)連接形式相同。在平地上分段拼好，用1800Kpa(計(jì)算而得)壓力進(jìn)行水密性試驗(yàn)，試好后按試驗(yàn)時(shí)的順序由下至上用油漆在一側(cè)按每米為單位標(biāo)明米數(shù)，在相對一側(cè)標(biāo)明導(dǎo)管節(jié)數(shù)，以保證導(dǎo)管密封良好，利于搞清導(dǎo)管余長。

5.打撈器具的加工：根據(jù)導(dǎo)管外徑及鉆桿的外徑加工一螺旋形工具，以備發(fā)生意外時(shí)急用。

6.探孔器：用φ28鋼筋加工，兩端為錐形，錐長1.1m，中間為6m直段，外徑等于1.5m。

7.應(yīng)備用一臺75kw發(fā)電機(jī)，以保證供電不中斷。另備用一臺泥漿泵。

8.施工人員要進(jìn)行工前上崗培訓(xùn)、安全教育及質(zhì)量教育。

三、成孔質(zhì)量的控制

水中鉆孔樁成孔是砼灌注樁施工中的一個(gè)重要部分，其質(zhì)量如控制得不好，則可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達(dá)不到設(shè)計(jì)持力層要求等，還將直接影響樁身質(zhì)量和造成承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)工作：

1.確保開孔質(zhì)量

在泥漿池加入適量陶土，用泥漿泵進(jìn)行循環(huán)，換出護(hù)筒內(nèi)清水，經(jīng)測護(hù)筒內(nèi)泥漿比重達(dá)到1.20，其他指標(biāo)合適時(shí)，即可鉆進(jìn)。開始時(shí)，鉆速放慢，使護(hù)筒底以下2m形成良好的護(hù)壁后逐漸加速。在此過程中，應(yīng)注意孔周圍是否有冒泡或河水被泥漿污染等現(xiàn)象，以判斷是否有護(hù)筒底穿孔現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象應(yīng)立即停鉆，分析原因，如確認(rèn)有穿孔，則應(yīng)加大護(hù)筒沉埋深度。

2.全過程確保合適的泥漿濃度和良好的泥漿循環(huán)

鉆進(jìn)過程設(shè)專人檢測泥漿指標(biāo)。粘土層泥漿濃度不應(yīng)小于1.25，每2小時(shí)檢測一次。鉆到粉砂層時(shí)，直接往孔內(nèi)投入一定數(shù)量陶土，以改善泥漿性能，每小時(shí)檢測一次，濃度應(yīng)不小于1.29，粘度大于19pa·S，鉆進(jìn)速度應(yīng)適當(dāng)減慢，以提高泥漿護(hù)壁質(zhì)量，防止坍孔，同時(shí)泥漿循環(huán)應(yīng)保持良好，以免泥漿沉淀、糊鉆等現(xiàn)象。

在初始時(shí)候使用泥漿箱方案，如圖

泥漿沉渣不能均勻泥漿箱內(nèi)均勻沉淀，在使用過程中導(dǎo)致泥漿箱傾斜沉入河水中。結(jié)果表明該方案失敗！最后利用臨近已經(jīng)打入樁基護(hù)筒作為臨時(shí)泥漿池，泥漿在護(hù)筒中逐個(gè)循環(huán)使用解決了泥漿池問題，經(jīng)濟(jì)、方便、實(shí)用。

3.確保樁身成孔垂直精度

這是鉆孔灌注樁順利施工的一個(gè)重要條件，否則鋼筋籠和導(dǎo)管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計(jì)要求，沿著樁基兩側(cè)打入鋼管樁，利用井字架固定樁基護(hù)筒，保證鋼護(hù)筒精確垂直打入；經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜探孔測試。

如圖：

4.確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度

護(hù)筒經(jīng)檢查無孔洞后沉埋。在護(hù)筒定位后及時(shí)復(fù)核護(hù)筒的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認(rèn)真檢查護(hù)筒底是否穿過淤泥層到達(dá)硬土層，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿現(xiàn)象。在施工過程中河水面的標(biāo)高會發(fā)生一些變化，為了準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長度來校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。

雖然鉆桿到達(dá)的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時(shí)泥漿比重控制不當(dāng)，或在提鉆具時(shí)碰撞了孔壁，就可能發(fā)生坍孔、沉渣過厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，提高鉆頭2m后用測繩復(fù)核成孔深度，如測繩的測深比鉆桿的鉆探小，就要放下鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)。同時(shí)還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達(dá)1.2%，為提高測繩的測量精度，在使用前要預(yù)濕后重新標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核。 為有效地防止塌孔、縮孔及樁孔偏斜等現(xiàn)象，除了在開鉆前復(fù)核鉆具長度時(shí)注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據(jù)不同土層情況對比地質(zhì)資料及現(xiàn)場獲取的沉渣，隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)速度并測量其深度。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過程中要經(jīng)常復(fù)核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)其磨損超過10mm就要及時(shí)補(bǔ)焊鉆頭。

5.二次清孔和灌注水下混凝土

灌注樁成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)充分利用鉆桿在原位進(jìn)行第一次清孔，直到孔口返漿比重持續(xù)為1.24左右，測得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導(dǎo)管。導(dǎo)管提前按順序每5節(jié)拼好在一起，用吊車吊放，以縮短吊放時(shí)間。沉放導(dǎo)管時(shí)檢查導(dǎo)管的連接是否牢固和密實(shí)，以防止漏氣漏漿而影響灌注。由于孔內(nèi)原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導(dǎo)管這段時(shí)間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣，從而影響樁基工程的質(zhì)量。因此，必須在混凝土灌注前利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔。當(dāng)孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求后，應(yīng)立即進(jìn)行水下混凝土的灌注工作。

四、鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放

鋼筋籠分節(jié)制作，制作前首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料，檢查合格后再按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求驗(yàn)收鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。在驗(yàn)收中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上，這是由于鋼筋籠吊放后是暫時(shí)固定在鉆架底梁上的，因此，吊環(huán)長度是根據(jù)底梁標(biāo)高的變化而改變，所以應(yīng)根據(jù)底梁標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠吊放前要用探孔器探孔，探孔順利方可吊放鋼筋籠，否則就要掃孔。在鋼筋籠吊放過程中，應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠的垂直度及連接焊縫質(zhì)量，對質(zhì)量不符合要求的焊縫、焊口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。同時(shí)，沉放時(shí)不能碰撞孔壁，吊放速度要慢，要穩(wěn)，切忌快速下放。另外，固定吊環(huán)的橫梁應(yīng)有足夠的長度和剛度，如小鋼軌，固定要牢靠，以防掉籠。鋼筋籠接長用4臺電焊機(jī)焊接，以加快焊接速度，確保沉放時(shí)間在4小時(shí)內(nèi)，減少不利因素。

五、成樁質(zhì)量的控制

1.為確保成樁質(zhì)量，要嚴(yán)格檢查驗(yàn)收進(jìn)場原材料的質(zhì)保書(水泥出廠合格證、化驗(yàn)報(bào)告、砂石化驗(yàn)報(bào)告)，如發(fā)現(xiàn)實(shí)樣與質(zhì)保書不符，應(yīng)立即取樣進(jìn)行復(fù)查，對不合格的材料(如水泥、砂、石、水質(zhì))，嚴(yán)禁用于混凝土灌注樁。

2.鉆孔灌注水下混凝土的施工采用導(dǎo)管灌注，混凝土的離析現(xiàn)象還會存在，但良好的配合比可減少離析程度，因此，現(xiàn)場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進(jìn)行調(diào)整，為使每根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都要復(fù)核配合比并校驗(yàn)計(jì)量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格計(jì)量和測試管理，并及時(shí)填入原始記錄和制作試件。

3.為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象，在混凝土灌注時(shí)：①加強(qiáng)對混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制，采用自動計(jì)量拌合樓集中拌合，摻加緩凝劑改善砼的和易性，延長砼的初凝時(shí)間。因?yàn)榛炷翑嚢钑r(shí)間不足會直接影響混凝土的強(qiáng)度，混凝土坍落度采用18cm-20cm，并隨時(shí)測量混凝土面的標(biāo)高和觀測導(dǎo)管標(biāo)注的余長，掌握導(dǎo)管的埋置深度。導(dǎo)管在混凝土的埋置深度必須保持在3m-4m。②當(dāng)灌注至距樁頂標(biāo)高8m-10m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坍落度調(diào)小至12cm-16cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強(qiáng)度。③在施工過程中，要控制好灌注操作，抽動導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過大，以免導(dǎo)管拔空，大幅度抽拔導(dǎo)管還容易造成混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。④在灌注過程中必須每灌注6m3左右測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數(shù)，同時(shí)要認(rèn)真進(jìn)行記錄，這對日后發(fā)現(xiàn)有問題的樁或評價(jià)樁的質(zhì)量有很大作用。⑤保證灌注的連續(xù)性，要有足夠數(shù)量的砼罐車保證運(yùn)輸，用兩臺地泵同時(shí)泵送砼到導(dǎo)管，提高灌注速度。⑥拆卸導(dǎo)管速度要快，以縮短灌注時(shí)間，減少不安全因素。

六、結(jié)束語

通過制定重點(diǎn)施工技術(shù)措施，嚴(yán)格按質(zhì)量控制要點(diǎn)施工，東站引河大橋水中鉆孔樁施工過程比較順利。僅以此回顧總結(jié)！