趙超
沈陽市政集團(tuán)有限公司 遼寧沈陽 110000
在市政橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)的過程中,對(duì)于橋梁基礎(chǔ)的安全性以及穩(wěn)定性要求非常高。在市政橋梁基礎(chǔ)工程施工時(shí)鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用,無疑給基礎(chǔ)工程的開展奠定了穩(wěn)固基礎(chǔ)。因此對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用過程以及操作要點(diǎn)進(jìn)行全面分析,探究出更為科學(xué)有效的技術(shù)方案,會(huì)對(duì)后續(xù)市政橋梁工程項(xiàng)目的開展有著積極作用。
對(duì)于鉆孔灌注樁來說,在實(shí)踐的過程中主要是在機(jī)械鉆孔的基礎(chǔ)上通過灌注混凝土的方式,讓樁體形成一個(gè)堅(jiān)固的結(jié)構(gòu),從而提升橋梁工程的基礎(chǔ)承載力、以及強(qiáng)度。由于鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用能夠提升市政橋梁工程的建設(shè)進(jìn)度以及工程質(zhì)量,因此在橋梁建設(shè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。從其優(yōu)勢(shì)層面上分析,具備以下特征:
第一,適應(yīng)能力強(qiáng)。鉆孔灌注樁技術(shù)不僅能夠在水域工程中施工,同時(shí)在軟土區(qū)域也能施工,并且還能應(yīng)用到建筑基礎(chǔ)工程項(xiàng)目中,具備應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。
第二,承載能力較強(qiáng)。通過鉆孔的方式成孔,并且將鋼筋籠埋設(shè)于地表下,再通過灌注混凝土,讓樁體能夠與地表形成一個(gè)整體以提升整體基礎(chǔ)承載力。同時(shí),通過鉆孔灌注樁體結(jié)構(gòu)組成給基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性奠定了穩(wěn)固基礎(chǔ)。
第三,成本較低。鉆孔灌注樁施工時(shí),不需要大量的鋼筋材料,與傳統(tǒng)的預(yù)制樁相比,材料的應(yīng)用更少,投入成本更低。
第四,具有綠色環(huán)保特征。在市政橋梁工程建設(shè)的過程中,鉆孔灌注樁技術(shù)可以在不破壞周圍施工環(huán)境的基礎(chǔ)上,就可完成基礎(chǔ)工程作業(yè)任務(wù),滿足生態(tài)保護(hù)工程需求。
首先需要做好施工場(chǎng)地的準(zhǔn)備工作,清理現(xiàn)場(chǎng)的淤泥、垃圾等雜物,確保場(chǎng)地平整度合格。在工程施工開始前組織相關(guān)人員做好技術(shù)交底工作,并且勘察現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件,明確管線分布范圍等內(nèi)容。在定位階段利用人工方式檢查確定管線分布信息,確保探測(cè)的深度超過3m。操作時(shí)應(yīng)用全站儀等專業(yè)設(shè)備進(jìn)行樁基位置的確定,使用鋼尺做好橫縱坐標(biāo)的檢查,孔口部位和設(shè)計(jì)樁位的偏差控制在50mm以內(nèi)。
護(hù)筒埋設(shè)施工環(huán)節(jié),其直徑應(yīng)該比樁徑大20cm~40cm,并且二者的中心線是重合的,其偏差不能超過50mm,垂直度偏差控制在1%以內(nèi)。如果在現(xiàn)場(chǎng)施工需要進(jìn)行挖坑埋設(shè)施工,且護(hù)筒和周邊位置上的粘土可以達(dá)到嚴(yán)密性的要求,護(hù)筒表面需要高出地表約30cm,埋設(shè)深度尺寸需嚴(yán)格控制,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求,通常為2m~4m。
在制漿階段中,對(duì)于泥漿的制備需要按照比例要求做好相關(guān)的控制,保證泥漿的粘稠度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求。鉆孔開始前,需要先確定具體的開孔部位,開孔時(shí)應(yīng)該緩慢鉆入到地層內(nèi)并且打開泥漿泵實(shí)施循環(huán)作業(yè),在泥漿充分混合達(dá)到均勻性的要求后才能進(jìn)行鉆進(jìn)施工。鉆進(jìn)時(shí)要隨時(shí)控制進(jìn)入的尺寸,特別是鉆入到護(hù)筒底部之后,應(yīng)及時(shí)采取低檔慢速的方式進(jìn)行,需要注意的是在鉆進(jìn)的時(shí)候,當(dāng)鉆頭進(jìn)入到土層以后,需要提高鉆頭的鉆進(jìn)速度[1]。如果鉆孔因?yàn)榕旁⒊鐾恋葐栴}導(dǎo)致無法鉆進(jìn)施工時(shí),應(yīng)確保孔內(nèi)的水位、泥漿密度等符合要求。鉆孔灌注樁施工時(shí)需要整體進(jìn)行質(zhì)量控制,嚴(yán)格執(zhí)行制漿、鉆孔施工工藝,提高施工階段整體質(zhì)量水平,以符合設(shè)計(jì)方案的要求。作業(yè)時(shí),若鉆頭是由堅(jiān)硬地段向軟土層進(jìn)行鉆進(jìn)操作,此時(shí)應(yīng)適當(dāng)提升鉆機(jī)速度,反之則需要降低鉆進(jìn)速度。由于施工區(qū)域地質(zhì)因素的影響,在鉆進(jìn)施工時(shí)會(huì)難免遇到不同硬度的巖層,因此,在施工時(shí)需要按照工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工,并且安排工作人員及時(shí)對(duì)成孔的速度、直徑等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,以保證成孔質(zhì)量滿足工況需求。
鉆孔深度、孔徑需要嚴(yán)格控制,符合標(biāo)準(zhǔn)要求后才能進(jìn)行清孔施工。清孔方法是多樣化的,比如換漿法、抽漿法、抽渣法、空壓機(jī)噴射法等,不管選擇哪一種方式都要做好清孔方式的選擇,減少塌孔問題的出現(xiàn)。但需注意在清孔環(huán)節(jié)中不能使用加深鉆孔的方式進(jìn)行清孔,且在清孔結(jié)束之后需要抽取底部泥漿,然后進(jìn)行性能檢測(cè)確保符合工程的要求[2]。
鋼筋籠是整個(gè)鉆孔灌注樁的主要承載結(jié)構(gòu)部分,需嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行施工,按照設(shè)計(jì)理念和要求,長(zhǎng)骨架通常采取分段作業(yè)的方式進(jìn)行施工,分段長(zhǎng)度需按照運(yùn)輸條件、吊裝環(huán)境等因素進(jìn)行確定,接頭采取交錯(cuò)布置的方式提高連接的性能和效果。在骨架外側(cè)需要設(shè)置特定厚度的墊塊以達(dá)到保護(hù)的效果,間隔距離在2m左右,并且骨架的頂部需設(shè)置吊環(huán)部件。鋼筋籠的制作以及安裝環(huán)節(jié),都需要組織專人進(jìn)行質(zhì)量檢查以保證其完全符合設(shè)計(jì)方案以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而提升工程項(xiàng)目的安全性以及穩(wěn)定性[3]。
導(dǎo)管安裝施工開始前,首先需要做好導(dǎo)管的水密承壓與接頭抗拉性能的檢測(cè),禁止使用壓氣的方式進(jìn)行試壓作業(yè)。在水密試驗(yàn)環(huán)節(jié),水壓應(yīng)該達(dá)到孔內(nèi)水深壓力的1.3倍左右,并且應(yīng)該大于導(dǎo)管壁和焊縫承受的灌注樁混凝土內(nèi)部壓力的1.3倍。導(dǎo)管安裝完成后,需要對(duì)導(dǎo)管的使用功能進(jìn)行測(cè)試,以保證給各個(gè)方面的施工性能滿足工況需求。
混凝土的配比非常的重要,該項(xiàng)工作開展時(shí)需要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求確定配合比參數(shù),以保障材料攪拌達(dá)到均勻性的要求。同時(shí)在材料選擇的過程中,針對(duì)水泥材料的選擇應(yīng)該使用初凝時(shí)間超過2.5h、強(qiáng)度等級(jí)超過42.5。集料首先應(yīng)該使用卵石制作,其最大粒徑不能超過導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6~1/8與鋼筋最小凈距的1/4。細(xì)集料最好應(yīng)用性能指標(biāo)良好的中砂制作,還要保證混凝土的塌落度達(dá)到180mm~220mm,水灰比為0.5~0.6,每立方米材料內(nèi)含有水泥材料應(yīng)超過350Kg,如果需要加入減水劑或者粉煤灰等材料,應(yīng)該增加水泥材料的加入量。具體操作時(shí),需要在第一批灌注作業(yè)施工結(jié)束后,需要連續(xù)進(jìn)行灌注施工,按照連續(xù)作業(yè)的方式,不能出現(xiàn)中斷的情況。
灌注施工環(huán)節(jié)中,要防止混凝土材料從漏斗的頂部遺漏出來,保證內(nèi)部的泥漿不會(huì)由于水泥材料的存在而導(dǎo)致凝結(jié)成塊。同時(shí)在具體施工環(huán)節(jié)中,及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行孔內(nèi)混凝土的高度尺寸檢測(cè),確保內(nèi)部深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。測(cè)量的次數(shù)需要做好控制,保證整體工程施工質(zhì)量滿足實(shí)際需求,且每一次在進(jìn)行導(dǎo)管提升之前,需要做好內(nèi)外混凝土高度尺寸檢測(cè)[4]。此外,還要做好孔口反水狀況的嚴(yán)格控制,每次施工都要進(jìn)行記錄。在導(dǎo)管提升環(huán)節(jié)確保軸線始終是豎直、緩慢提升的。在導(dǎo)管被鋼筋籠卡住之后應(yīng)該進(jìn)行導(dǎo)管的鉆動(dòng)作業(yè)確保其可以及時(shí)脫離鋼筋籠,隨后將導(dǎo)管移動(dòng)到鉆孔頂部位置緩慢提升,同時(shí)還要逐節(jié)或者每?jī)晒?jié)同時(shí)拆除導(dǎo)管,并立即清洗。
導(dǎo)致塌孔的原因如下:第一,護(hù)壁泥漿比重比較差,無法滿足護(hù)壁的標(biāo)準(zhǔn)。第二,護(hù)筒埋設(shè)深度尺寸不合理。第三,成孔速度超出標(biāo)準(zhǔn),孔壁沒有形成膜結(jié)構(gòu),內(nèi)部水頭高度無法滿足要求,導(dǎo)致靜水壓力不足。第四,鋼筋籠安放環(huán)節(jié)觸碰孔壁,造成泥膜結(jié)構(gòu)的損壞??妆谔念A(yù)防措施如下:以地質(zhì)條件作為基礎(chǔ)依據(jù),做好進(jìn)尺速度的控制。在松散砂土或者流砂的地質(zhì)條件下鉆進(jìn)施工時(shí),需做好進(jìn)尺速度的控制,選擇合格的泥漿材料。在地下水位變化較大的情況下,可以采取提升護(hù)筒、增大水頭等措施。鋼筋籠綁扎、吊裝等環(huán)節(jié),應(yīng)做好嚴(yán)格控制,符合施工工藝的要求。采取必要的孔壁塌落控制方案,如果發(fā)生塌落的問題首先應(yīng)該確定坍塌的位置并且把砂、粘土等混合物回填到塌孔1~2m以上,一旦發(fā)現(xiàn)塌孔嚴(yán)重應(yīng)該立即全部回填以達(dá)到密實(shí)度要求后才能繼續(xù)鉆孔作業(yè)。
樁孔偏斜的原因:①鉆桿發(fā)生歪斜或者連接性能不足,導(dǎo)致鉆頭與鉆頭出現(xiàn)偏差的情況;②鉆進(jìn)時(shí)遇到尺寸較大的孤石,造成鉆桿偏離;③鉆進(jìn)環(huán)節(jié)中鉆頭遇到過大的阻力而產(chǎn)生偏斜問題;④地面均勻性不足,造成底座出現(xiàn)偏斜的問題。
樁孔偏斜預(yù)防解決方法如下:①做好現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地處理,達(dá)到平整度的要求;②鉆機(jī)安裝到規(guī)定位置上,及時(shí)做好調(diào)整處理,鉆盤和底座符合水平度要求,并且隨時(shí)進(jìn)行檢查;③探測(cè)地下障礙物,做好清理工作;④如果地質(zhì)條件為傾斜狀的硬土層,做好進(jìn)尺尺寸的控制;⑤鉆桿與鉆頭連接處需要全面檢查,如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)整改處理,以防止發(fā)生偏斜的問題。
孔徑誤差原因:①在作業(yè)階段由于測(cè)量方式不科學(xué),存在差異性也會(huì)導(dǎo)致孔徑誤差問題出現(xiàn);②由于施工人員未按照操作方案要求進(jìn)行作業(yè),導(dǎo)致機(jī)械鉆孔時(shí)出現(xiàn)偏移問題。
為了能夠切實(shí)的將鉆孔設(shè)備以及孔徑誤差問題得以控制,在孔徑誤差控制時(shí)需要在鉆孔操作時(shí)按照工藝規(guī)范進(jìn)行,減少人為因素導(dǎo)致設(shè)備偏移,從而出現(xiàn)偏差問題。另外在開孔之前需要做好鉆頭規(guī)格的核對(duì),只有滿足方案需求后才能進(jìn)行操作[5]。
堵管原因:在導(dǎo)管注漿操作的過程中,由于未能做好混凝土的均勻攪拌或是灌注的壓力不足就會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)堵塞問題。針對(duì)此類問題,在項(xiàng)目開展的過程中,需要安排工作人員做好導(dǎo)管的安裝控制,檢測(cè)導(dǎo)管是否存在裂縫或是異物。同時(shí)還需做好混凝土性能的測(cè)定,使其滿足流暢性的要求。最后在操作的過程中要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行灌注,減少時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致混凝土揮發(fā)出現(xiàn)離析問題,從而引起堵管現(xiàn)象[6]。
原因分析:在鉆孔灌注樁工程項(xiàng)目開展階段中,斷樁的主要因素是由于拔管的方式不正確,或是壓力過大導(dǎo)致的。因此,這對(duì)此類問題需要嚴(yán)格的控制導(dǎo)管的埋設(shè)深度,一般來說需要設(shè)置在2~6m的范圍中,并且混凝土灌注時(shí)需要安排管理人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。同時(shí)采用理論灌注計(jì)算的方式對(duì)拔管的長(zhǎng)度進(jìn)行確定,從而減少此類問題出現(xiàn)。
鉆孔灌注樁施工技術(shù)目前橋梁工程中較為常見的施工技術(shù),具有施工速度快、效率高、占地面積小,承載性能強(qiáng),還不會(huì)給周邊環(huán)境產(chǎn)生過大的影響等特點(diǎn)。但是因?yàn)殂@孔灌注樁屬于隱蔽工程,容易導(dǎo)致質(zhì)量問題,因此需加強(qiáng)管理和控制,消除質(zhì)量隱患,提高工程質(zhì)量水平,滿足市政橋梁運(yùn)行的要求。