閆 真
(中交西北投資發(fā)展有限公司,陜西 西安 710065)
鉆孔灌注樁在加固樁基、提高工程經(jīng)濟(jì)效益等方面均具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。作為施工單位,需對鉆孔灌注樁施工技術(shù)有準(zhǔn)確的認(rèn)識,以合理的方式做好鉆孔灌注樁的建設(shè)工作。
連霍高速渭南西出入口連接線改造工程朝陽路B型單喇叭互通CYK0+271.366立交橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制箱梁形式,下部基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁,按照樁徑140cm的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),樁長視實際情況調(diào)整,最大40m。全橋總長82m,橋面寬30.50m。
為給后續(xù)施工提供基準(zhǔn),需組織測量放樣作業(yè),以明確樁基平面位置和高程的具體情況。根據(jù)現(xiàn)場情況采取填筑、平整等相關(guān)處理措施,形成具有穩(wěn)定性的鉆孔平臺,為鉆孔成樁施工提供安全可靠的作業(yè)空間。結(jié)合現(xiàn)場情況,以施工區(qū)域內(nèi)的最高水位為基準(zhǔn),要求頂面高程至少高于該值1.0m。
以厚度為8mm的Q235C鋼板為基礎(chǔ)材料,經(jīng)卷制后制得鋼護(hù)筒,頂、底口10cm范圍內(nèi)需加強(qiáng)處理。制作鋼護(hù)筒時,需在頂部預(yù)留300mm×300mm的溢漿孔,并按照對稱的原則布設(shè)4個吊環(huán),以利于后續(xù)的吊裝作業(yè)。
測放樁位是鋼護(hù)筒埋設(shè)的必要前提,而且在明確樁孔位置后,需在其四周依次布設(shè)定位樁,作為鋼護(hù)筒埋設(shè)過程中的校正基準(zhǔn)。定位樁采取混凝土樁結(jié)構(gòu)形式,應(yīng)穩(wěn)定打入土內(nèi)。護(hù)樁利用混凝土加固,施工期間加強(qiáng)防護(hù),避免結(jié)構(gòu)受損。
通過挖埋法將成型的鋼護(hù)筒埋設(shè)到位,先由人工開挖,待達(dá)到特定深度要求后方可埋設(shè)鋼護(hù)筒。為保證鋼護(hù)筒的穩(wěn)定性,需根據(jù)實際情況調(diào)整鋼護(hù)筒埋設(shè)的深度,通常應(yīng)達(dá)到1.5m的埋深要求,超出地下水位線至少1.0m,超出地面部分應(yīng)達(dá)到0.3m或更多。根據(jù)前期施工內(nèi)容可知,鋼護(hù)筒已經(jīng)設(shè)置有4個吊環(huán),因此可快速起吊。根據(jù)需求及時移動鋼護(hù)筒,利用全站儀檢測,確保鋼護(hù)筒中心豎直線與樁中心線始終維持重合的關(guān)系,傾斜度偏差<1%。待鋼護(hù)筒埋設(shè)位置滿足要求,在鋼護(hù)筒四周回填適量黏土并夯實,以提高鋼護(hù)筒的穩(wěn)定性。
配置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng),按照特定的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)制漿,具體要求如表1所示。
表1 泥漿性能指標(biāo)
鉆機(jī)精準(zhǔn)就位,調(diào)整鉆機(jī)姿態(tài),保證其底座完全與地面貼合,頂部利用攬風(fēng)繩拉緊,確保鉆進(jìn)期間設(shè)備可維持穩(wěn)定的狀態(tài),鉆機(jī)支撐點需與樁位保持合適的安全距離。
鉆架位置的調(diào)整較為關(guān)鍵,重點考慮鉆架吊點中心,該處需與孔位中心共處相同垂線上,否則易出現(xiàn)孔位偏差。卷揚機(jī)試運行,分析導(dǎo)向滑輪等各子系統(tǒng)是否可維持正常運行狀態(tài)。鉆進(jìn)期間應(yīng)加強(qiáng)對基座的檢測,每間隔4h組織1次,以保證鉆機(jī)不發(fā)生沉陷、偏位等異常現(xiàn)象。
本工程所選擇的鉆機(jī)為沖擊式鉆機(jī),利用卷揚系統(tǒng)提升沖擊錘的上下反復(fù)作用,劈裂鉆孔中的土石,使得破碎的土石擠入孔壁內(nèi)部,并利用泥漿懸浮鉆渣,實現(xiàn)對新土層(巖層)的沖擊;通過正循環(huán)的原理排出鉆渣,發(fā)揮護(hù)壁作用;此外,帶有鉆渣的泥漿凈化后可再使用。其中,需注意如下施工要點。
1)鉆孔工作量較大,宜分班有序完成。每鉆進(jìn)2m后,均要及時在施工現(xiàn)場撈取渣樣,分析具體情況并完整記錄數(shù)據(jù),將所得結(jié)果與地質(zhì)剖面圖對比分析,以此為依據(jù)合理調(diào)整鉆孔作業(yè)參數(shù)。
2)鋼護(hù)筒水位下降時,需啟用泥漿泵,以便快速抽出泥漿,同時向鋼護(hù)筒內(nèi)注入適量新鮮泥漿。對于鋼護(hù)筒水位升高的情況,需抽出泥漿,并向主泥漿池補(bǔ)充。為確保施工質(zhì)量和現(xiàn)場的安全性,要求孔內(nèi)水位應(yīng)穩(wěn)定在地下水位上方1.5~2.0m的位置,但還需要參照鋼護(hù)筒頂面,低于該處0.3m,否則容易串漿。
3)護(hù)壁泥漿制備時應(yīng)加強(qiáng)對相對比重、含砂率等指標(biāo)的控制,每3h組織1次泥漿性能檢測工作,及時判斷其濃度、黏度的具體情況。遇石質(zhì)地層時,需要重點檢查孔口浮出的石子鉆渣粒徑,若實測值為5~8mm,說明施工所用泥漿的濃度合理;反之,若鉆渣粒徑偏小,表明施工所用的泥漿存在濃度偏低的情況,需補(bǔ)充適量質(zhì)量達(dá)標(biāo)的泥漿。
4)根據(jù)實際土層情況將沖程控制在合理范圍。在鉆孔作業(yè)時,要根據(jù)不同的土層情況來控制沖程,通常情況下,堅硬密實的卵石層和漂石類的巖層的最佳沖程為4~5m,最大沖程必須小于6m,從而避免出現(xiàn)卡鉆、沖壞孔壁等問題。如果鉆孔內(nèi)的巖層表面有一定起伏,可先加入黏土和小片石,平整表面后再進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè),以避免出現(xiàn)斜孔和坍孔情況。
在正式進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)作業(yè)時,要先往鉆孔內(nèi)灌注泥漿,保證護(hù)筒刃腳以下2m都覆蓋了黏土,接著再選擇中沖程模式,上下反復(fù)沖擊造漿,嚴(yán)格控制沖程,將沖程控制在1~2m,科學(xué)配比,保證泥漿相對密度達(dá)到1.3。
當(dāng)沖擊錐進(jìn)尺達(dá)到一定深度后,即深度大于鋼護(hù)筒刃腳2m,可結(jié)合地質(zhì)勘察報告來決定進(jìn)入淤泥層的相關(guān)參數(shù),沖擊錘繼續(xù)選擇中沖程模式,嚴(yán)格控制沖程和泥漿配合比,保證沖程小于2m,泥漿相對密度達(dá)到1.2。
隨鉆孔作業(yè)的逐步推進(jìn),達(dá)到設(shè)計高程后,需全面檢查施工質(zhì)量,涉及鉆孔規(guī)格(孔徑、深度、孔形)、傾斜度及沉渣厚度,需保證投入使用的檢孔器等裝置具有較高的精度,且需在施工前檢驗,檢孔器外徑需與設(shè)計孔徑等值。
通過鉆桿測斜的方式檢測垂直度;通過標(biāo)準(zhǔn)錘完成孔底沉渣和孔深兩項指標(biāo)的檢測工作。裝置方面,測錘以錐形錘較為合適,錘底直徑為13~15cm、高為20~22cm,測繩在使用前必須校核,確保測量精度。
結(jié)束終孔質(zhì)量檢查,并且檢查結(jié)果合格后,即可進(jìn)行清孔作業(yè)。清孔是為了置換原鉆孔內(nèi)的泥漿,從而減小泥漿的相對密度、黏度等參數(shù)。及時清除孔內(nèi)鉆渣,還能夠避免鉆孔孔底沉淀過厚而影響樁的承載力。此外,清孔作業(yè)還能夠提高測深的準(zhǔn)確性,為灌注水下混凝土奠定良好基礎(chǔ),防止發(fā)生斷樁等質(zhì)量事故,提高施工的安全性。
清孔分2個階段依次完成,可采用換漿法。待鉆進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計要求后,鉆頭暫不提出,需在距孔底1.5m高度范圍內(nèi)上下移動,期間摻入適量清水,以降低泥漿比重,此環(huán)節(jié)持續(xù)時間約2h。檢測泥漿,待各項指標(biāo)均滿足要求后,方可將鉆頭提出,將經(jīng)過校核的檢孔器置入其中,若檢測結(jié)果滿足要求,可有序?qū)摻罨\和導(dǎo)管(用于灌注混凝土)埋入其中,進(jìn)入到第2次清孔環(huán)節(jié)。
第2次清孔時,應(yīng)確保導(dǎo)管與孔底緊密接觸,蓋上悶頭,緊密連接泥漿管,在確保無誤后啟用泥漿泵,經(jīng)過持續(xù)性的泥漿循環(huán)后,使沉渣厚度減小至許可范圍內(nèi)。
鋼筋籠分為2~4個9m長的節(jié)段,根據(jù)施工要求依次編號,以便運抵現(xiàn)場后可快速接長。
首節(jié)鋼筋籠穩(wěn)定置于孔內(nèi),將工字鋼穿過加勁箍,以便掛住鋼筋籠。再吊放第2個鋼筋籠節(jié)段,通過機(jī)械連接的方式將其與首段穩(wěn)定接合,按照此方式重復(fù)操作。需注意的是,鋼筋籠下放應(yīng)遵循緩慢的基本原則,且不可發(fā)生偏位現(xiàn)象。
按照上述方法將鋼筋籠吊裝到位后,需利用預(yù)先設(shè)置的護(hù)樁恢復(fù)樁中心,根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整鋼筋籠,消除偏差后采取焊接固定措施。經(jīng)檢測后,若泥漿性能指標(biāo)和沉渣厚度均可滿足要求,即可進(jìn)入后續(xù)施工環(huán)節(jié),否則需再次清孔,直至各方面均達(dá)標(biāo)為止。鋼筋籠吊裝如圖1所示。
圖1 鋼筋籠吊裝
料斗安裝到位后,應(yīng)在底口處涂抹適量黃油并設(shè)置薄膜,隨后再通過塞子封堵出料口,保證其具有嚴(yán)密性。由罐車將混凝土運抵現(xiàn)場,待料斗混凝土裝滿后,取出預(yù)先設(shè)置的料斗塞子。隨著料斗混凝土的持續(xù)下落,罐車視實際情況及時投放料,在灌注施工期間需避免料斗漏空現(xiàn)象。
按上述方法連續(xù)灌注施工,原則上中途不可停頓,同時應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度,使其穩(wěn)定在2~6m。施工期間應(yīng)密切關(guān)注樁孔混凝土的實際情況,并以此為依據(jù)合理調(diào)整導(dǎo)管的埋深。若因特殊情況導(dǎo)致灌注施工中斷時,需每隔15min串動1次導(dǎo)管,以達(dá)到翻漿的效果。拆管前做全面的檢查,根據(jù)導(dǎo)管長度展開計算,確定合適的導(dǎo)管埋深控制標(biāo)準(zhǔn),再進(jìn)一步確定拆除導(dǎo)管的長度,避免施工期間發(fā)生導(dǎo)管懸空現(xiàn)象。隨著灌注施工的逐步推進(jìn),到達(dá)樁頂處時需要反復(fù)起落導(dǎo)管,通過此舉提高混凝土的密實度。
鉆孔灌注樁在橋梁等工程項目中得到廣泛應(yīng)用,其具有奠定性作用,該處的施工質(zhì)量將直接影響橋梁的整體通行服務(wù)能力。因此,必須采取科學(xué)的施工技術(shù),落實各項工作,保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,提高其在工程項目中的應(yīng)用水平。