劉紅斌
(勐??h地方公路管理段,云南勐海 666200)
如今,農(nóng)村公路建設(shè)正快速進(jìn)行,橋梁的規(guī)模與數(shù)量都不斷增加。在橋梁建設(shè)中,樁基施工是一個重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),其施工質(zhì)量在很大程度上決定了后續(xù)施工能否順利進(jìn)行和橋梁使用穩(wěn)定性與安全性。而在樁基施工中,由于受到不同因素的影響,可能會產(chǎn)生一些問題,為保證施工質(zhì)量,需要在明確這些問題的具體產(chǎn)生原因基礎(chǔ)上,探討行之有效的預(yù)防和處理技術(shù)。
西雙版納州勐??h打洛鎮(zhèn)龍利橋工程采用5m×20m預(yù)應(yīng)力(后張法)小箱梁橋,橋面寬凈7.5m+2m×1.5m=10.5m,橋梁全長112m;公路等級為四級,設(shè)計(jì)荷載:汽車荷載為公路—II級、橋面凈寬:凈7.5m(行車道)+2m×1.5m(人行道及欄桿)、橋梁全長:112m、上部結(jié)構(gòu):5m×20m小梁橋(后張法)、下部結(jié)構(gòu):重力式橋臺、樁柱式橋墩、橋梁設(shè)計(jì)使用年限:100年。總投資:1979萬元?,F(xiàn)針對該橋梁工程實(shí)際情況,對其樁基施工中產(chǎn)生的問題與相應(yīng)的處理技術(shù)做如下分析。
沖孔樁施工中可能會發(fā)生塌孔,其具體表現(xiàn)為孔內(nèi)水位明顯下降,且孔口處產(chǎn)生密集水泡,實(shí)際出渣量大幅增加,但進(jìn)尺不明顯,錘頭的沖擊不穩(wěn)定。
塌孔現(xiàn)象產(chǎn)生原因包括:
(1)泥漿密度不足或性能指標(biāo)未能滿足要求,導(dǎo)致孔壁無法形成堅(jiān)固的泥皮。
(2)出渣后沒有及時補(bǔ)漿,或鉆孔中產(chǎn)生承壓水,或錘頭從砂礫層中通過后,導(dǎo)致鉆孔中的水大量流失,使孔內(nèi)水頭高度嚴(yán)重不足。
(3)護(hù)筒的埋深較淺,下端孔口產(chǎn)生坍塌和漏水,或鉆孔口周圍地面被水浸泡而變濕變軟,或?qū)㈠N頭提起的個太高與護(hù)筒接觸,因沖擊導(dǎo)致孔口坍塌,導(dǎo)致坍孔[1]。
(4)在松軟的砂層中采用較大的錘擊進(jìn)尺。
(5)清孔完成后,相對密度與粘度相對較低,將泥漿吸走后沒有及時補(bǔ)漿或補(bǔ)水,導(dǎo)致孔中的水位比地下水位低。
(6)清孔操作不及時,時間太久或清孔停頓了太長的時間。
(7)在向孔內(nèi)吊入鋼筋骨架的過程中與孔壁發(fā)生碰撞。
針對塌孔問題,可采用以下方式預(yù)防與處理:
(1)當(dāng)在松散的流砂或粉砂層當(dāng)中進(jìn)行沖孔時,需要對進(jìn)尺速度進(jìn)行嚴(yán)格控制,使用膠體率、密度與粘度都相對較大的泥漿,保證泥漿質(zhì)量。
(2)當(dāng)孔口產(chǎn)生坍塌時,應(yīng)將護(hù)筒拆除,然后對孔口進(jìn)行回填,回填完成后重新進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè),再按照規(guī)范程序沖孔。
(3)當(dāng)孔內(nèi)產(chǎn)生坍塌問題時,應(yīng)準(zhǔn)確判定坍塌的具體位置,將砂與粘質(zhì)土回填至塌孔部位以上1~2m,若坍塌現(xiàn)象比較嚴(yán)重,應(yīng)全部回填,在回填物達(dá)到密實(shí)后再予以沖擊鉆進(jìn)。
(4)在清孔過程中應(yīng)安排專人進(jìn)行補(bǔ)漿和補(bǔ)水,確??字械乃^高度足夠。
(5)在向鉆孔中吊入鋼筋骨架的過程中,應(yīng)完全對準(zhǔn)孔位中心,沿豎直方向插入,避免和孔壁發(fā)生接觸與碰撞[2]。
偏孔也是沖孔樁施工一種常見問題,其產(chǎn)生原因?yàn)椋?/p>
(1)沖孔過程中遇到大塊孤石或探頭石。
(2)在軟硬地層相交界的部位,巖面傾斜沖擊鉆進(jìn)或是在粒徑相差較大的砂卵石層當(dāng)中進(jìn)行沖擊鉆進(jìn),導(dǎo)致錘頭的受力不均勻[3]。
(3)在擴(kuò)孔相對較大的部位,錘頭向其中一個方向擺動。
(4)樁機(jī)底座沒有放置水平,或出現(xiàn)不均勻的沉降或位移。
針對偏孔問題,可采用以下方式預(yù)防與處理:
(1)在安裝樁機(jī)的過程中,應(yīng)使底盤和底座保持水平,起重滑輪緣、卡孔與護(hù)筒的中心必須處在同一條豎直線,同時經(jīng)常予以檢查和校正。
(2)若發(fā)現(xiàn)錘頭的沖擊不穩(wěn)定,則應(yīng)立即停止沖擊,檢查確定是否產(chǎn)生偏孔,若檢查發(fā)現(xiàn)偏空,應(yīng)立即處理。
(3)若發(fā)現(xiàn)偏空,應(yīng)先確定導(dǎo)致偏孔的原因和大小,若偏孔是因?yàn)橛龅焦率蛱筋^石而產(chǎn)生的,應(yīng)立即向孔中填筑石頭,直到高處巖面1m的位置[4]。
導(dǎo)致掉錘落物的主要原因包括:
(1)遇到卡錘時強(qiáng)行上提,操作不當(dāng),導(dǎo)致鋼絲繩超負(fù)荷產(chǎn)生疲勞斷裂。
(2)錘頭和鋼絲繩之間的連接不牢固。
(3)操作不規(guī)范,使扳手和撬棍等工具掉落到孔中。
針對掉錘落物,可采用以下方式預(yù)防與處理:
(1)開始沖擊之前,應(yīng)先對接頭部位進(jìn)行檢查,確認(rèn)連接是否保持穩(wěn)定。
(2)經(jīng)常對錘頭與鋼絲繩等進(jìn)行檢查。
(3)發(fā)生掉錘后,應(yīng)立即檢查實(shí)際情況,如果錘頭被土石埋住,應(yīng)先進(jìn)行清孔,確保打撈工具能和錘頭良好接觸[5]。
(1)擴(kuò)孔也較為多見,表現(xiàn)為部分為止的孔徑變大。當(dāng)?shù)叵滤幱谶\(yùn)動狀態(tài),且土質(zhì)較為松散時,容易產(chǎn)生擴(kuò)孔現(xiàn)象,其產(chǎn)生原因和坍塌現(xiàn)象基本一致,較輕時為擴(kuò)孔,而較重時則為坍孔。如果只是孔中局部產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象,沖孔依然可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度則可不予處理,增加混凝土的實(shí)際灌注量即可。如果由于擴(kuò)孔之后產(chǎn)生坍塌對沖擊造成影響,需要按照坍孔問題及時處理[6]。
(2)縮孔是指孔徑異??s小,其產(chǎn)生原因?yàn)榈貙又写嬖谲浰芡?,在遇水之后發(fā)生膨脹導(dǎo)致孔徑變小。無論采用何種方法進(jìn)行鉆孔,都有可能產(chǎn)生縮孔。為預(yù)防縮孔,用選擇失水率相對較小的泥漿進(jìn)行護(hù)壁,并加快沖擊的速度。對于已經(jīng)產(chǎn)生縮孔的部分,將鋼筋籠就位后應(yīng)立即開始混凝土的灌注,避免樁身縮徑或產(chǎn)生露筋的現(xiàn)象。
梅花孔是指沖擊過程中所形成的孔不圓,也可將其稱作十字孔,其產(chǎn)生原因包括:
(1)所用泥漿的相對密度或粘度太高,沖擊過程中受到太大的阻力,使鉆頭的轉(zhuǎn)動困難。
(2)操作過程中鋼絲繩過松或沖程過小,將錘頭提起后立即落下,鉆頭轉(zhuǎn)動不充分,無法改變沖擊具體位置。
(3)鉆進(jìn)時遇到非勻質(zhì)地層,包括堆積層或卵石層,容易產(chǎn)生探頭石,導(dǎo)致部分位置的孔壁凸進(jìn),使成孔后不圓。
針對這一問題,可采用以下方法預(yù)防和處理:
(1)選擇相對密度與粘度均適宜的泥漿,并及時做好掏渣。
(2)當(dāng)使用較低的沖程進(jìn)行沖擊時,每完成一段都要使用更高一級的沖程進(jìn)行沖擊,通過交替沖擊能達(dá)到修整孔形的目的。
(3)如果施工中產(chǎn)生梅花孔,應(yīng)使用片石、卵石和粘土的混合物進(jìn)行回填,然后重新進(jìn)行沖擊。
這一問題的產(chǎn)生原因包括:
(1)沖孔時產(chǎn)生梅花孔,導(dǎo)致錘頭被卡在較為狹窄的部位。
(2)孔口處有石塊或其他物件掉落,導(dǎo)致沖錐被卡住。
(3)當(dāng)在粘土層中進(jìn)行沖擊時,沖程過高,或泥漿過稠,導(dǎo)致沖錐被吸住。
(4)鋼絲繩過度松放,使沖錐傾倒與孔壁頂住。
針對這一問題,可采用以下方法預(yù)防和處理:
(1)當(dāng)沖孔產(chǎn)生梅花狀時,如果錘頭以下依然存在可活動的余地,可將錘頭向下,并向轉(zhuǎn)動直徑相對較大的方向?qū)@頭向上提起,亦可放松鋼絲繩,將錘頭緩慢提起,這樣有可能將錘頭從空中提出。
(2)一旦發(fā)生卡錘,切不可強(qiáng)行提起,否則將引起坍孔。而是要按照從下到上的方向進(jìn)行頂撞,對卡點(diǎn)處石頭予以輕打,也可以使錘頭進(jìn)行上下活動,以此脫離卡點(diǎn)或使掉入到孔中的石頭或物件落下[7]。
(3)用直徑較大的鋼絲繩懸掛打撈鉤,然后放入到孔中,打撈鉤將沖錘勾住以后,開始提升鋼絲繩,通過多次擺動,直到將錘頭完全提出。
(4)打撈時,應(yīng)繼續(xù)對泥漿進(jìn)行攪拌,避免沉淀將錘頭埋住。
(5)使用小掏渣筒或小沖錐進(jìn)行沖擊,使卡錐試塊被擠到孔壁當(dāng)中。
(6)使用專門的工具撥正孔壁處鉆頭。
(7)采用上述方法無法處理時,可采用水下爆破方法來處理。具體操作方法為:在空中放入藥量不超過1kg的防水炸藥,沿著錐的滑槽直至錐底,檢查無誤后引爆,將卡錐震松,適時提拉,將其取出。
這一問題的產(chǎn)生原因包括:
(1)在具有較強(qiáng)透水性的流砂或砂礫層當(dāng)中進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)時,較稀的泥漿不斷向孔壁以外漏失。
(2)護(hù)筒的埋置深度不足,會對回填土的夯實(shí)處理不到位,導(dǎo)致刃腳處產(chǎn)生漏漿。
(3)護(hù)筒的制作不滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,接縫不嚴(yán)密,導(dǎo)致漏漿。
(4)水頭過高,導(dǎo)致孔壁滲漿。
針對這一問題,可采用以下方法預(yù)防和處理:
(1)當(dāng)沖孔漏漿是由于在具有較強(qiáng)透水性的流砂或砂礫層當(dāng)中進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)引起的,應(yīng)在沖擊鉆進(jìn)開始前選擇較為粘稠且質(zhì)量加高的泥漿。另外,施工可對泥漿進(jìn)行增稠,或回填粘土,并摻加片石、卵石通過反復(fù)沖擊來增強(qiáng)護(hù)壁,避免漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。
(2)當(dāng)漏漿是由于護(hù)筒的原因造成的時,應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范做好護(hù)筒的加工制作和埋設(shè)。若接縫部位的漏漿情況并不嚴(yán)重,則用適宜的材料將其封堵即可。而如果接縫部位的漏漿情況比較嚴(yán)重,則應(yīng)將護(hù)筒挖出進(jìn)行修理,修理完成或?qū)⑵渲匦侣裨O(shè)。
綜上所述,在農(nóng)村公路橋梁沖孔灌注樁施工中,可能會出現(xiàn)塌孔、偏孔、擴(kuò)孔與縮孔、梅花孔、卡錘與沖孔漏漿等實(shí)際問題,對之后的施工及成樁質(zhì)量都會造成很大影響。對此,以上提出相應(yīng)的預(yù)防和處理方法,旨在為實(shí)際的樁基施工童工參考借鑒。