肖德斌
(湖南省水利水電勘測設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司,湖南 長沙 410007)
金沙江上游某水電站大橋,橋梁方案為5 m×30 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋,總長160 m,布置墩臺(tái)共計(jì)6個(gè),從左至右依次為0號(hào)~5號(hào)。樁基巖土結(jié)構(gòu)分層簡單,上部為河床沖積砂卵礫石,下部為二疊系黑云母石英片巖,黑云母石英片巖飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為70 kPa。橋臺(tái)下部結(jié)構(gòu)采用群樁基礎(chǔ)直徑1.5 m,其中0-1號(hào)樁基長26 m,為嵌巖樁,施工過程中因拌和機(jī)故障,在混凝土澆筑長度離樁底8 m的位置出現(xiàn)斷樁,澆筑被迫停止。
由于混凝土已經(jīng)初凝,鋼筋籠不能拔出,為了減少斷樁處理工期和成本,采用鉆樁法與樁周帷幕灌漿結(jié)合的方法處理斷樁。鉆樁法處理斷樁,是指沿已斷樁的中心鉆孔鉆至斷樁處下方指定位置,重新下鋼筋籠澆樁基混凝土的一種處理方法。這種方法的基本思路是用新澆的“樁中樁”來彌補(bǔ)鉆孔樁的斷層,傳遞上部的荷載。
1)0-1樁基設(shè)計(jì)樁徑D=1.5 m,新鉆的孔徑考慮原鋼筋籠位置比原設(shè)計(jì)樁徑小50cm,新鉆孔徑為1 m。新樁的混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)比原樁高一個(gè)等級(jí);小鋼筋籠的長度要大于斷樁層厚度4D(上下各2D)以上,即斷樁層上下3 m;主筋采用直徑28 mm的HRB400熱軋帶肋鋼筋,間距12.7 cm,共計(jì)18根,主筋離鉆孔邊緣凈距4 cm;螺旋筋直徑10 mm,箍筋間距加密至10 cm。鉆樁法處理詳見圖1。鉆樁法處理后,用稀泥漿對(duì)孔內(nèi)泥漿進(jìn)行置換,再進(jìn)行接樁處理。
圖1 鉆樁法處理斷樁(單位:cm)
2)0-1樁原設(shè)計(jì)為嵌巖樁,由于斷樁位置位于設(shè)計(jì)樁長1/3處,在進(jìn)行鉆樁法處理后的樁實(shí)際上是一根在斷樁位樁徑發(fā)生突變的變截面樁,斷樁位置實(shí)際為樁徑只有1 m。樁徑的突變使斷樁處可計(jì)算截面削弱,整個(gè)樁的抗推和抗彎剛度有所降低,內(nèi)力較原樁會(huì)發(fā)生改變。為了盡量彌補(bǔ)斷樁對(duì)樁的內(nèi)力及抗推、抗彎剛度的影響,還應(yīng)對(duì)樁基周圍地基進(jìn)行帷幕灌漿處理,增加地基剛度及樁側(cè)摩阻力,減小樁的位移。鉆孔深度至斷樁處以下3 m,孔徑為Φ80 mm,孔距為1.0 m,灌漿壓力不小于0.3 MPa。詳見圖2。
圖2 帷幕灌漿處理(單位:cm)
檢測方法采用超聲波透射法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性。經(jīng)有資質(zhì)檢測單位檢測,1-3剖面斷樁截面處聲速為3 969 m/s,略小于臨界值4 011 m/s,波形基本正常,1-2、2-3剖面聲速大于臨界值,樁身質(zhì)量評(píng)判為Ⅱ類樁身?;鶚冻暡z測結(jié)果圖如圖3。
圖3 基樁超聲波檢測結(jié)果
1)鉆孔樁施工受地質(zhì)條件及操作人員熟練程度等因素影響,一旦形成斷樁,處理得當(dāng)與否非常重要。對(duì)于大直徑鉆孔灌注樁斷樁的事后處理應(yīng)首先分析斷樁位置,再針對(duì)具體工程情況,分別對(duì)待,科學(xué)合理制定方案,采取有效措施進(jìn)行處理。
2)采用新澆的“樁中樁”來彌補(bǔ)鉆孔樁的斷層,傳遞上部的荷載,重點(diǎn)復(fù)核其承載力要求,可采用提高混凝土強(qiáng)度和增加小鋼筋籠的方法,施工過程中,施工單位須對(duì)“樁中樁”的清孔質(zhì)量特別重視。
3)為彌補(bǔ)斷樁對(duì)樁的內(nèi)力及抗推、抗彎剛度的影響,采用對(duì)樁基周圍地基進(jìn)行帷幕灌漿處理,增加地基剛度及樁側(cè)摩阻力,減小樁的位移是可行的。