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        鉆孔灌注樁海堤路段施工工藝及質(zhì)量控制研究

        2022-05-09 08:56:44吳佳捷
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2022年19期
        關(guān)鍵詞:試樁護(hù)筒成孔

        吳佳捷

        (上海中咨安通工程管理股份有限公司,上海 200086)

        0 引言

        隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,國家加大了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。橋梁樁基礎(chǔ)是橋梁工程核心部分,由于橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載不斷增大,鉆孔灌注樁等基礎(chǔ)形式構(gòu)成了公路橋梁工程中的基礎(chǔ)工程。鉆孔灌注樁具有承載能力大等優(yōu)點(diǎn),在公路橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。良好的基礎(chǔ)是橋梁建設(shè)成功的保障,目前我國鉆孔灌注樁施工樁長可達(dá)100m以上,如何根據(jù)不同水文地質(zhì)條件選擇合理的施工方案需要研究探討。鉆孔灌注樁施工需要把樁孔土排出地面,施工過程復(fù)雜,施工中操作不當(dāng)會導(dǎo)致坍孔等質(zhì)量問題,需要通過實際工程總結(jié)鉆孔灌注樁施工工藝技術(shù)。

        1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

        隨著我國城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載加大給基礎(chǔ)工程施工帶來很大挑戰(zhàn)。樁基礎(chǔ)是土木建筑深基礎(chǔ)工程中應(yīng)用最多的形式,單一工藝灌注樁無法滿足發(fā)展需求,要綜合考慮多種因素選擇適合的施工技術(shù)。鉆孔灌注樁施工技術(shù)廣泛應(yīng)用,由于施工技術(shù)具有隱蔽性,研究施工技術(shù)工藝有利于提高路橋工程質(zhì)量。灌注樁技術(shù)是鋼筋籠預(yù)埋樁側(cè),鉆孔灌注樁將結(jié)構(gòu)物的荷載傳遞到地基土持力層。

        樁基礎(chǔ)設(shè)計要保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,重點(diǎn)包括樁型選擇等,樁身設(shè)計要注意樁基沉降驗算等問題。樁型選擇要根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況進(jìn)行合理性等方面綜合性研究。持力層選擇要考慮施工可行性要求,要選擇高強(qiáng)度的土層減少樁基沉降。樁長確定應(yīng)從荷載等因素綜合考慮。由于群樁效應(yīng)對樁基承載力造成不利的影響,樁間距要根據(jù)樁的排列等因素判定。確定合適樁型后用特定單樁承載力計算公式。計算沉降時采用準(zhǔn)永久值,灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計要注意配筋率與箍筋等問題,縱向主筋沿樁身周圍布置。

        鉆孔灌注樁施工使用護(hù)筒結(jié)構(gòu)要控制其合理性,必須科學(xué)設(shè)置泥漿的配比。鉆孔灌注樁施工測量放樣首先測定橋梁工程墩臺中線。施工中選擇合適的成孔形式?jīng)Q定后期成樁質(zhì)量,應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙等資料編制可行的施工方案,灌注樁機(jī)械成孔方法包括泥漿護(hù)壁樁等。現(xiàn)代建筑中通常采用各種施工機(jī)具,鉆孔前埋設(shè)護(hù)筒固定樁位,施工部署主要根據(jù)工程的性質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行合理組織。護(hù)筒埋設(shè)首先固定樁位,設(shè)計鋼筋籠須滿足施工規(guī)范要求,選擇合適的吊放方式,根據(jù)孔深確定導(dǎo)管長度。我國自1983年北京建筑研究所首先研發(fā)了樁端壓力注漿樁,國外開展了向下部結(jié)構(gòu)輕型化方面的研究,鉆孔機(jī)械向新興智能化開發(fā)研究。目前灌注樁向長尺寸方向發(fā)展,許多國家研發(fā)成孔機(jī)械。加強(qiáng)施工技術(shù)研究,對實際工程具有重要指導(dǎo)意義。

        2 鉆孔灌注樁施工工藝關(guān)鍵技術(shù)

        鉆孔灌注樁技術(shù)在公路橋梁工程中廣泛應(yīng)用,施工中需要把握關(guān)鍵技術(shù)工藝。鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵技術(shù)主要包括護(hù)筒埋設(shè)等。技術(shù)人員要做好動態(tài)管理,鉆孔后選擇合適的清孔方式對孔洞實施清理。施工前要根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行全面實地勘察,對施工方案編制依據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,保證施工進(jìn)度不受意外情況影響。鉆機(jī)到位前檢查埋設(shè)高度是否符合設(shè)計預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn),施工單位要設(shè)專人觀察記錄各項指標(biāo)。

        目前鉆孔灌注樁常用施工機(jī)械包括回旋鉆機(jī)等,要根據(jù)現(xiàn)場條件確定合適的施工機(jī)械。必須全面檢查鋼材性能,結(jié)合施工現(xiàn)場情況選擇合適的吊放方式。混凝土灌注須嚴(yán)格控制好孔底與導(dǎo)管下口距離,嚴(yán)禁在鋼筋骨架放置后進(jìn)行,確保含砂率在要求標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。導(dǎo)管埋設(shè)深度處于2~6m之間,在卵石土等夾層中鉆孔需采用泥漿護(hù)壁,隨時進(jìn)行泥漿指標(biāo)檢測。護(hù)筒下陷原因是未考察處理地質(zhì)條件,要與技術(shù)人員組織施工圖交底,測試成孔施工現(xiàn)場是否平整穩(wěn)定。必須全面檢查鉆桿等相關(guān)狀況,可通過調(diào)整鉆孔架保證結(jié)構(gòu)的平衡度。根據(jù)工程樁設(shè)計要求,混凝土灌注后拔出護(hù)筒,地面上的護(hù)筒在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)5MPa后拆除。

        鉆孔灌注樁施工中要加強(qiáng)對成孔質(zhì)量的控制,要檢查鉆機(jī)定位是否穩(wěn)固,必須控制成孔深度。常用樁基檢測法分為樁身完整性與樁基承載力檢測,要選擇適合的檢測方法。樁基承載力檢測是樁基檢測的重要部分,選擇檢測方法要根據(jù)施工現(xiàn)場情況確定。工程項目人員按職分工,重要內(nèi)容包括終孔驗收,清孔除渣等關(guān)鍵施工工藝,要求嚴(yán)格把控每個環(huán)節(jié)。

        3 鉆孔灌注樁海堤段工程施工工藝質(zhì)量控制

        港區(qū)跨線橋上跨出港輔道G匝道,橋梁結(jié)構(gòu)為5m×35m等高連續(xù)箱梁,標(biāo)準(zhǔn)段總寬度13.5m,道路等級參照城市次干道設(shè)計??缇€橋樁基采用D1200mm的灌注樁,5橋臺下設(shè)4根樁,0橋臺采用28根699m擴(kuò)大承臺基礎(chǔ)。該區(qū)域?qū)儆诤0兜孛差愋停瑨伿笮〔灰?,填充較多粗礫砂、淤泥質(zhì)黏土等。VII3中風(fēng)化花崗巖層地質(zhì)性質(zhì)良好,作為該工程樁基持力層。

        試樁為2-2樁基,樁身直徑1.2m,設(shè)計樁頂標(biāo)高4.5m,要求樁端達(dá)到設(shè)計高程。施工準(zhǔn)備工作包括混凝土供應(yīng),技術(shù)及安全交底等。混凝土質(zhì)量已經(jīng)過審核,混凝土配合比等性能經(jīng)第三方檢測符合設(shè)計要求。樁基施工用水采用自來水,根據(jù)現(xiàn)場需求補(bǔ)充。施工用電采用箱變(500kVA)將業(yè)主指定電源引至施工現(xiàn)場,采用5芯電纜接至樁機(jī)控制電箱。項目經(jīng)理部對樁基施工人員進(jìn)行三級安全教育,對現(xiàn)場進(jìn)行安全隱患排查。對樁基施工隊伍就沖擊成孔進(jìn)行技術(shù)交底,主要包括施工工藝、質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)等。鉆孔中隨時對孔內(nèi)泥漿的性能進(jìn)行檢測,沖孔灌注樁在終孔后,對樁孔的孔位、孔深和垂直度進(jìn)行檢驗,對孔底的沉淀厚度進(jìn)行檢驗。質(zhì)量預(yù)控點(diǎn)包括樁基施工組織設(shè)計,原材料質(zhì)量等。

        圖1 沖擊鉆示意圖

        試樁施工重點(diǎn)環(huán)節(jié)包括準(zhǔn)備工作,護(hù)筒埋設(shè),泥漿配置等。施工準(zhǔn)備包括場地準(zhǔn)備,樁位測量,機(jī)械設(shè)備檢查等工作。沖擊鉆機(jī)底座位于挖機(jī)回填場地上,鉆機(jī)機(jī)位前后用碎石填平并墊枕木。泥漿的性能指標(biāo)對鉆機(jī)中的護(hù)壁效果有很大的影響,根據(jù)該工程的沖孔工藝,泥漿比重為1.2~1.4,沖孔初期在孔內(nèi)加入水進(jìn)行沖擊造漿。對泥漿的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測。在沖孔前對電機(jī)旋向、摩擦離合器工作性能進(jìn)行調(diào)試,將錘頭按照十字拉線法對準(zhǔn),開始鉆進(jìn)時適當(dāng)控制進(jìn)尺,提錘高度控制在小于1.5m。2-2樁基處工程地質(zhì)層主要為拋石層,標(biāo)高-8.8~-9.3處有淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,-9.8以下為中風(fēng)化花崗巖,試樁中鉆進(jìn)2m取樣渣留樣。入巖后每隔0.5m取一次樣渣。沖孔中隨時注意孔內(nèi)水頭以及泥漿稠度,施工出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,采取及時回填黏土措施處理。成孔后請第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)對成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果表明成孔質(zhì)量符合設(shè)計要求。

        表1 鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

        表2 灌注樁鋼筋骨架制作和安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

        成孔質(zhì)量達(dá)到要求后進(jìn)行清孔,前階段先用比重大的泥漿進(jìn)行孔內(nèi)沉渣清理,使砂石粒能順利的浮出孔口,孔底沉渣厚度符合設(shè)計要求后下放鋼筋籠。鋼筋籠采用24根HRB400Ф25作為主筋,螺旋筋采用HRB400Ф12,鋼筋籠制作完成后經(jīng)監(jiān)理驗收合格。2-2樁基實際樁長19.55m,兩節(jié)鋼筋籠連接采用單面焊,使用25t汽車吊安裝鋼筋籠。2-2樁基共安裝8節(jié)導(dǎo)管,導(dǎo)管距孔底約40cm,灌注前將漏斗口密封。采用比重為1.05~1.10的泥漿,撈取孔口出來沉渣。2-2樁基預(yù)估混凝土方量為30m,混凝土罐車到達(dá)現(xiàn)場后首先進(jìn)行坍落度檢測,灌注前將混凝土運(yùn)輸車由專人指揮倒至待灌注樁旁,斗內(nèi)混凝土數(shù)量達(dá)致最大儲量時,首批混凝土灌注,混凝土灌注開始后保持連續(xù)進(jìn)行,正確控制導(dǎo)管的提升和拆除,灌注完成時混凝土頂面標(biāo)高為6.5m。

        4 鉆孔灌注樁工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

        試樁中出現(xiàn)沖孔漏漿等問題,針對實際情況采取相應(yīng)的處理措施。泥漿導(dǎo)流槽不規(guī)范,施工場地文明施工較差,在護(hù)筒頂面周圍澆筑10cm厚的C20混凝土,引流至沉淀池和泥漿池,確保泥漿能順利流入池內(nèi),同時做好泥漿池的圍護(hù)工作,做好施工現(xiàn)場的安全文明施工工作。開挖埋設(shè)鋼護(hù)筒后回填土,由于回填土質(zhì)松動,鋼護(hù)筒出現(xiàn)傾斜下沉。先在基底澆筑10cmC20混凝土,標(biāo)出護(hù)筒中心位置及圓周,護(hù)筒周邊用鋼筋進(jìn)行定位固定。

        表3 程控質(zhì)量檢測

        通過2-2試樁的施工,對樁基施工方案驗證,及時發(fā)現(xiàn)了存在的問題,形成樁基施工總結(jié)結(jié)論。確定樁基施工工藝是可行的,明確各項施工工藝參數(shù),泥漿比重維持在1.30~1.40之間;明確混凝土灌注數(shù)量和導(dǎo)管拆除時間的協(xié)調(diào)問題。沖孔過程中要做好現(xiàn)場記錄以及泥漿比重的監(jiān)控。入巖時需聯(lián)系設(shè)計勘測單位進(jìn)行確認(rèn)后方可繼續(xù)沖孔;了解了不同地質(zhì)狀況下沉渣的形態(tài)。2-2試樁施工的各項檢測指標(biāo)滿足規(guī)范要求,試樁采用施工工藝合理,針對試樁過程中出現(xiàn)的問題找到原因,經(jīng)總結(jié),試樁完成各項內(nèi)容達(dá)到目的。

        5 結(jié)語

        隨著科技的發(fā)展,建筑向高層延伸,建設(shè)場地淺層地基不能滿足建筑物對地基承載力的要求,需要利用地基深層堅實土層為基礎(chǔ)持力層。深基礎(chǔ)包括樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等類型,深基礎(chǔ)樁基應(yīng)用日益廣泛,鉆孔灌注樁是適應(yīng)性強(qiáng)的深基礎(chǔ)施工工藝。鉆孔灌注樁技術(shù)在路橋工程施工中得到了廣泛應(yīng)用,技術(shù)人員要總結(jié)施工技術(shù)經(jīng)驗,采用有效措施保障鉆孔質(zhì)量。施工方要加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)考核。目前鉆孔灌注樁技術(shù)在橋梁領(lǐng)域應(yīng)用處于起步階段,技術(shù)人員要加強(qiáng)灌注樁施工工藝研究。

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