龍開國

（貴州省鎮(zhèn)遠(yuǎn)公路管理段，貴州黔東南州鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣 557700）

0 引言

在我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的背景下，公路橋梁建設(shè)不斷發(fā)展，施工技術(shù)取得較大進(jìn)步。由于路基在橋梁工程中占據(jù)著重要地位，因此有關(guān)技術(shù)研發(fā)也在快速發(fā)展之中。鉆孔灌注樁具有強(qiáng)度高、剛度大、沉降小、承載能力好等特點(diǎn)，在橋梁基礎(chǔ)建設(shè)工程中得到廣泛應(yīng)用，能顯著提高工程安全性、可靠性及穩(wěn)定性。但是鉆孔灌注樁施工中還存在著諸多不可控因素，為此有必要從施工工藝及質(zhì)量控制方面研究鉆孔灌注樁施工技術(shù)，以進(jìn)一步保障施工質(zhì)量。

1 工程概況

擬建仙人橋?yàn)楦臄U(kuò)建工程，位于G320 國道上。橋梁起點(diǎn)樁號為K1804+199.194，中心樁號為K1804+242.694，終點(diǎn)樁號為K1804+288.194；設(shè)計(jì)橋孔和跨徑（孔×m）為3×25m，橋長為89.0m，橋?qū)挒?.0m；上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁，簡支轉(zhuǎn)橋面連續(xù)；下部結(jié)構(gòu)橋墩采用柱式墩樁基礎(chǔ)；0 號臺采用重力式臺接樁基礎(chǔ)；3 號臺采用重力式臺擴(kuò)大基礎(chǔ)；縱斷面縱坡為0.5%。本工程的橋梁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，在施工過程中設(shè)備布設(shè)如圖1 所示。

圖1 鉆孔灌注樁設(shè)備示意圖

2 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備工作

2.1.1 施工方案編制和審核

橋梁鉆孔灌注樁在施工準(zhǔn)備階段，主要是對施工方案進(jìn)行合理地制定。施工方案要在對施工環(huán)境、設(shè)備狀況、鉆孔灌注樁的組織與管理、樁周地質(zhì)及水文條件、施工組織方案等因素進(jìn)行深入分析的前提下，尋求最適合的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)與管理方法[1]。該合同段擬設(shè)置1 個預(yù)制場，如圖2 所示。

圖2 預(yù)制場平面圖

2.1.2 施工機(jī)械設(shè)備的檢查

橋梁鉆孔灌注樁體積大、施工標(biāo)準(zhǔn)高，施工機(jī)械設(shè)備是公路橋梁建設(shè)的重要組成部分，必須確保在施工前徹底檢查和維護(hù)機(jī)械設(shè)備，并在施工過程中定期對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和檢查，如有問題應(yīng)立即修理或替換，保證施工順利進(jìn)行。要提供高效、專業(yè)的機(jī)械設(shè)備保證工程質(zhì)量的穩(wěn)定性，進(jìn)而提升工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.3 施工材料檢測

為保證鉆孔灌注樁質(zhì)量的穩(wěn)定性，施工前應(yīng)檢測建筑材料，檢測方法及操作程序應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化。檢測過程包括兩個環(huán)節(jié)，一是采購環(huán)節(jié)，二是現(xiàn)場試驗(yàn)室對水泥材料級別及用量進(jìn)行測試，判斷其強(qiáng)度及性能[2]。

2.1.4 定位測量

定位測量前施工人員要做好現(xiàn)場全面清理工作，尤其是鉆孔位置。測量開始前應(yīng)先將測量設(shè)備標(biāo)定好，擬定和確認(rèn)測量方案，同時將樁坑中心位置以木樁或鋼頭設(shè)置標(biāo)記，必須重復(fù)測量，以確保精準(zhǔn)，如果出現(xiàn)錯誤則立即改正。經(jīng)過測量后，會獲得鉆孔灌注樁的具體位置，澆筑混凝土加以固定，并將有關(guān)資料認(rèn)真記錄在案。

2.2 埋設(shè)護(hù)筒

埋設(shè)護(hù)筒是橋梁鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵階段，施工人員必須按規(guī)定做好埋設(shè)處理，才能夠?yàn)楹罄m(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)。護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比樁徑大20～40cm，豎直線傾斜不得超過1%，與樁中心線重合，平面誤差不應(yīng)大于50mm，以保證樁位平面位置準(zhǔn)確。護(hù)筒埋置深度一般為2～4m，高度應(yīng)高出地面0.5m，或高出水面1～2m；當(dāng)鉆孔內(nèi)有承壓水時，應(yīng)高出承壓水位2m以上。為了防止地表水及地下水流入，應(yīng)提高孔內(nèi)壓力，保證樁口在施工期間不會坍塌。

2.3 泥漿制備與使用

黏土在山區(qū)比較常見，可以作為泥漿制備原材料。經(jīng)試驗(yàn)室系數(shù)測試后，將黏土攪拌均勻置于泥漿池內(nèi)，利用循環(huán)泵使其循環(huán)流動。鉆進(jìn)時，為確保鉆進(jìn)效率，測試人員需要對泥漿相對密度、黏度及含沙量進(jìn)行測試。泥漿能形成薄而硬的泥漿護(hù)壁，有效防止井壁坍塌，可應(yīng)用于復(fù)雜地層，簡化鉆井結(jié)構(gòu)和降低鉆井成本。同時，泥漿具有一定黏性，在鉆進(jìn)裂縫性地層時能發(fā)揮良好作用，并且能有效防止回填滲漏。良好的泥漿能和循環(huán)泵協(xié)同作用，增加除渣能力，確保施工進(jìn)度。對于鉆進(jìn)時產(chǎn)生的污泥，為保護(hù)環(huán)境和降低污染程度，可對污泥進(jìn)行預(yù)處理后使用專用車輛運(yùn)輸至指定垃圾場。

2.4 鉆孔施工

鉆孔作業(yè)要求在施工之前對方案進(jìn)行審核，并時刻注意工序中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)，按照規(guī)章制度進(jìn)行操作，并對坍塌現(xiàn)象進(jìn)行有效預(yù)防。在進(jìn)行具體作業(yè)時，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：一是施工人員應(yīng)格外重視對施工環(huán)境的觀察與把握，關(guān)注施工細(xì)節(jié)，精確運(yùn)行設(shè)備并采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。二是施工單位要安排專業(yè)人員對孔位、孔形和泥漿進(jìn)行實(shí)時觀測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即采取措施。三是鉆孔時操作人員要以常速進(jìn)行。盡管初期已確定鉆孔位置及其他施工參數(shù)，鉆進(jìn)時仍應(yīng)對鉆孔尺寸及垂直度等進(jìn)行檢查，必要時對框架及鉆孔水平位置進(jìn)行調(diào)整，保證鉆孔直徑及垂直度滿足要求。四是要實(shí)時關(guān)注鉆孔地質(zhì)情況。巖層與土層交叉處，鉆進(jìn)速度要減緩，要保證鉆桿垂直度，鉆進(jìn)機(jī)械壓力也要相應(yīng)減小，若發(fā)生屈曲現(xiàn)象，要停鉆進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到垂直度要求。五是要科學(xué)利用泥漿泵與空壓機(jī)清除井底沉積物，使細(xì)砂黏附在循環(huán)泥漿中沖出井口，高效完成清淤工作。規(guī)范要求鉆孔底部的沉渣厚度不應(yīng)超過50mm，但實(shí)際設(shè)計(jì)往往比規(guī)范要求更為嚴(yán)格[3]。

2.5 鋼筋籠制作與吊放

鋼筋籠制作過程中，其規(guī)格尺寸應(yīng)結(jié)合單元槽段、接頭形式和設(shè)備吊裝能力等因素確定。在相同截面、相同鋼筋接頭個數(shù)的情況下，要增設(shè)箍筋并與主鋼筋相連，鋼筋搭接示意圖如圖3 所示。

圖3 鋼筋搭接示意圖

螺旋箍筋與主筋連接采取滿綁，相鄰兩個綁扎接頭成“八”字形，其中綁扎搭接處箍筋加密為@100。焊接所采用焊條應(yīng)符合JGJ94—2003 鋼筋焊接規(guī)程要求，采用E4303 以上焊條。要求保護(hù)層墊塊每2m 安放一組，一組三塊沿鋼筋籠環(huán)形均勻布置，保護(hù)層墊塊強(qiáng)度與樁體同強(qiáng)度，保護(hù)層厚度為50mm，如圖4 所示，以此增大鋼筋籠截面尺寸和提高鋼筋籠剛度，避免吊裝時鋼筋籠發(fā)生形變。

圖4 鋼筋保護(hù)層同強(qiáng)度混凝土墊塊安裝示意圖

鋼筋籠制作完成后應(yīng)及時進(jìn)行吊放，不宜長期存放。起吊鋼筋籠前應(yīng)按順序?qū)Ω骱缚p進(jìn)行質(zhì)量檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題則立即補(bǔ)焊。吊放鋼筋籠時應(yīng)細(xì)心觀察，避免鋼筋籠和井壁相撞。鋼筋籠吊放到位之后，要調(diào)節(jié)鋼筋籠保護(hù)層厚度，并將鋼筋籠固定。在吊裝過程中需要設(shè)置醒目的安全警示標(biāo)識，并設(shè)專人進(jìn)行指揮，以保證施工的安全性。

2.6 水下灌注混凝土

水下灌注混凝土之前，需要對孔底礦渣進(jìn)行檢測，必要時進(jìn)行二次清孔，以避免礦渣混入混凝土影響樁體質(zhì)量?；炷吝\(yùn)至現(xiàn)場后，需要對坍落度及均勻性進(jìn)行檢驗(yàn)。技術(shù)人員利用繩索對孔深進(jìn)行測量，計(jì)算出導(dǎo)管需求量。導(dǎo)管下放時應(yīng)避免與孔壁摩擦碰撞，導(dǎo)管底部與孔底之間的距離控制在30～50cm?；炷帘仨毦哂辛己玫暮鸵仔?，含砂率在40%～50%之間，精骨料粒徑不大于3.8cm，水灰比在0.44 上下；可以在混凝土中摻入外加劑，如緩凝劑、塑化劑等。灌注混凝土?xí)r需要著重解決鋼筋籠上浮、保護(hù)層厚度不足等問題?；炷凉嘧⑹瘴搽A段，需要超量灌注以清除樁頂?shù)母{，規(guī)范要求超量灌注高度超出樁頭0.5m，實(shí)際工作中一般超出1m 左右[4]。

3 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制措施

3.1 導(dǎo)管阻塞控制

導(dǎo)管發(fā)生阻塞可采取以下方式解決：一是提高混凝土和易性；二是提高混凝土灌注速度，以混凝土的沖擊力克服泥漿的阻力；三是保持連續(xù)灌注，使混凝土始終保持流動狀態(tài)；四是導(dǎo)管上部阻塞可利用鋼筋進(jìn)行疏通，下部阻塞可上下振動導(dǎo)管。

3.2 鉆孔偏斜控制

鉆進(jìn)過程中，鉆機(jī)局部變形、鉆頭受力不均勻等因素都會導(dǎo)致鉆孔偏斜。針對此類問題通常采取以下措施：一是合理控制泵量，避免鉆機(jī)振動幅度過大；二是鉆具直徑應(yīng)與孔壁相適應(yīng)，減少二者之間的環(huán)狀間隙，進(jìn)而減少鉆具的徑向振動；三是鉆進(jìn)工藝及技術(shù)參數(shù)應(yīng)科學(xué)，做到定向準(zhǔn)確、鉆速合理、鉆桿質(zhì)量合格等；四是使用地錨緊固鉆機(jī)底盤，使鉆機(jī)始終保持平穩(wěn)狀態(tài)。

3.3 鋼筋籠上浮控制

鉆孔灌注樁施工中極易發(fā)生鋼筋籠上浮問題，對整體工程質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。針對此類問題，可采取以下措施予以解決：一是在鋼筋籠上施加重物；二是將鋼筋籠焊接固定在護(hù)筒頂部的施工平臺上；三是在鋼筋籠上加焊防浮倒刺；三是在混凝土灌注到鋼筋籠底部時，小幅度提升導(dǎo)管，并減緩混凝土灌注速度。

3.4 混凝土卡管問題

混凝土攪拌不充分不僅會對混凝土性能造成影響，也會造成管道密封性不足，造成混凝土卡管問題。其解決方案是，利用起重設(shè)備將被卡導(dǎo)管連同灌注料斗快速拆除，然后插入備用導(dǎo)管，將小型潛水排污泵從備用導(dǎo)管中放入已灌注的混凝土中，抽盡備用導(dǎo)管內(nèi)的泥漿，取出排污泵后，采用“二次剪球法”灌注混凝土，利用混凝土的沖擊力將卡管混凝土沖到導(dǎo)管外[5]。

3.5 斷樁問題

針對斷樁問題的常用處治措施包括接樁法、原位復(fù)樁法、樁芯鑿井法、補(bǔ)送結(jié)合法、糾偏法等。其中，原位復(fù)樁法效果較好，但施工難度大、周期長、費(fèi)用高；樁芯鑿井法進(jìn)度慢、施工難度大。這兩種方法應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)條件和工期要求謹(jǐn)慎采用。接樁法、補(bǔ)送結(jié)合法、糾偏法應(yīng)用較為廣泛，可根據(jù)工程具體情況合理應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對鉆孔灌注樁施工過程中的技術(shù)問題進(jìn)行剖析，以重視工藝優(yōu)化為重點(diǎn)，實(shí)施質(zhì)量控制措施，提高人員、設(shè)備、物資等生產(chǎn)要素的調(diào)控管理能力，以匹配施工過程中各環(huán)節(jié)的技術(shù)及質(zhì)量要求。同時通過做好技術(shù)管理工作，確保施工工藝的作用得以充分發(fā)揮，并以此提升鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用價值。