韓會會 曲峻鋒
(山東平安工程質(zhì)量檢測有限公司,山東 煙臺 2655001;山東平安路橋工程咨詢有限公司,山東 煙臺 2640032)
鐵路橋梁樁基在成樁過程中,經(jīng)常需要對鉆孔的中心位置、孔徑、孔深、垂直度、傾斜度、孔底沉渣,鋼筋籠的安放位置,樁基樁端的地質(zhì)持力層情況、泥漿的比重、粘度、含砂率等性能參數(shù)---進行試驗檢查; 成樁后,還需對樁基的樁位、樁長、樁徑、樁身質(zhì)量(強度等) 和單樁承載力等進行檢驗,以確保樁基的各項指標在設計及規(guī)范允許的限值內(nèi),來保障橋梁基礎的安全可靠性。
(1) 泥漿的原因。泥漿的相對密度過小,水頭對孔壁的壓力較小,無法形成泥漿護壁的作用造成塌孔。
(2) 孔內(nèi)水流失或出現(xiàn)漏水引起塌孔,一般分四種情況。第一種,泥漿稠度小,護壁效果差造成孔樁漏水; 第二種,由于鋼護筒埋置較淺、封堵不嚴造成漏水; 第三種,由于鋼護筒底部土層厚度不足,底部出現(xiàn)漏水,造成泥漿水頭高度不足,對孔壁壓力小無法形成有效護壁作用。第四種,就是孔內(nèi)水流失造成水頭高度不夠。
(3) 砂層處理不當造成塌孔。由于砂層鉆孔的進尺過快,護壁形成較慢,容易引起孔壁滲水。
(4) 由于停鉆時間太長,孔內(nèi)水頭未能保持在地下水位線以上2m,造成水頭高度不夠,降低了水頭對孔壁的壓力?;蛘撸蹇缀笪醇皶r灌注混凝土造成停置時間過長。
(5) 提鉆或下鋼筋籠時,碰撞孔壁引起塌孔。
(6) 鉆孔附近有大型設備或車輛振動,造成塌孔。
(1) 護壁泥漿選用不當,未采用人工制備泥漿;或原土造漿且未按規(guī)定檢測泥漿各項指標,易出現(xiàn)塌孔或鉆孔清渣困難。
(2) 由于泥漿指標控制不當,清孔程度不夠、清渣不夠干凈;工地施工用水過于節(jié)約,孔內(nèi)泥漿置換不充分,造成沉渣過厚。
(3) 由于施工工序不緊湊,組織不及時,施工歷時過長引起。一次清孔至混凝土灌注間隔時間過長,二次清孔不夠重視,導致孔內(nèi)泥漿中砂粒沉淀,泥漿失水、沉淀。
(4) 施工中由于貯料斗容積過小,不能滿足初灌量確保導管埋深1m 以上的要求; 未設置隔水栓灌注,造成樁端混凝土離析,增加孔底沉渣量。
3.1.1 塌孔預防措施
(1) 根據(jù)設計的地勘資料,對于不同的地質(zhì)選用適宜的泥漿比重,泥漿粘度和不同的鉆進速度,以加強護壁。比如砂層,應加大泥漿稠度粘度,適當降低進尺速度。
(2) 鋼護筒埋設處理: 陸上埋置護筒,底部應回填夯實密實。水中振動沉入護筒時,應穿過淤泥及透水層,確保銜接嚴密不漏水。汛期及潮汐水位變化大時,采取升高護筒,增加水頭保證水頭壓力相對穩(wěn)定。
(3) 鉆孔無特殊原因應盡量連續(xù)作業(yè);灌注工作不具備時暫不清孔,以免降低泥漿比重。
(4) 提升鉆頭及掉放鋼筋籠應盡量保持垂直,不要碰撞孔壁。
(5) 鉆孔時盡量避免大型設備作業(yè)或車輛通過,防止大型機械振動。
3.1.2 塌孔處理
(1) 輕微塌孔??刹扇≡龃竽酀{比重,提高泥漿水頭,增大水頭壓力,繼續(xù)鉆進。
(2) 塌孔不深。改深埋鋼護筒,周圍夯實,重新開鉆。
(3) 嚴重塌孔。先移鉆機,再回填片石、砂類土等,摻入不小于5%的水泥砂漿粘土進行回填,回填穩(wěn)定后重鉆; 回填片石的巖面傾斜較大時,出現(xiàn)偏孔、塌孔或卡鉆時,應選用小沖程進行沖擊,待孔底鑿平后再加大沖程轉(zhuǎn)入正常鉆孔。
控制沉渣是系統(tǒng)綜合工程,從開孔始控制到二次清孔均需采用合理有效措施進行控制,確保柱樁10cm 或摩擦樁30cm 的規(guī)范限值要求??刂拼胧┲饕幸韵路矫妫孩龠x擇合適的鉆孔機具和鉆孔方式;②選擇合適的鉆孔泥漿指標;③確保清孔徹底充分。成孔后第一次清孔,將孔內(nèi)顆粒狀物排出孔外,減少孔底沉渣,本次不需調(diào)整泥漿密度(一般泥漿密度在1. 2 ~1. 4 之間) ,沉渣在5cm 內(nèi)應及時吊放鋼筋籠; 二次清孔在安放鋼筋籠后,即鋼筋籠焊接及下導管需4小時左右,泥漿處于靜止狀態(tài),泥漿中的泥、砂礫和石屑會沉落,需利用導管進行二次清孔,邊循環(huán)清孔邊測孔底沉渣。此時,清孔泥漿指標,相對密度1. 05 ~1. 1,粘度1 ~20S,含砂率小于4%,待符合規(guī)范要求立即進行水下混凝土灌注; 還需注意等待砼過程中應繼續(xù)循環(huán)清孔;④選擇合適的清孔方式:抽漿法用于反循環(huán)鉆孔,清孔速度快徹底,易塌孔施工中應慎用! 換漿法適應于正循環(huán)鉆孔; 掏渣法用于沖擊、沖抓、旋挖鉆孔,可降低孔內(nèi)泥漿密度; 噴射法清孔,僅限于二次清孔輔助用;⑤準確測定沉渣厚度。可采用測繩(重錘) 檢測、取樣盒檢測、沉渣儀檢測等可靠檢測手段; ⑥確?;炷潦坠嗔康纫?。保證首批混凝土澆筑后,導管埋入混凝土的深度大于1m,導管埋深任何時候不小于1m,一般在2 ~4m; 水下混凝土的塌落度控制在18 - 22cm; 每根樁澆筑時間在8 小時內(nèi),每小時澆筑高度不小于10m,連續(xù)澆筑,中斷不得超過30 分鐘,澆筑標高應高出設計樁頂標高1m 以上[3]。
在橋梁樁基施工中,由于工程施工難度較高,而樁基在工程中所起到的作用較為突出,為了避免安全隱患的出現(xiàn),提升施工質(zhì)量,應該通過選擇合理的施工方法,有針對性的解決實際的問題,提升結構穩(wěn)定性和承載力,確保后續(xù)施工活動有序開展。