橋梁鉆孔灌注樁的施工工藝

雷 煒 王智華

摘要:本文介紹了橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的程序和每道工序的具體要求,并對(duì)施工中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;施工工藝;橋梁施工;隱蔽工程

1 前言

在橋梁結(jié)構(gòu)中,鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式,以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn),將被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其他領(lǐng)域。灌注樁屬于隱蔽工程,但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素較多,對(duì)其施工過(guò)程每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求,對(duì)各種影響因素必須詳細(xì)考慮。本文對(duì)其施工工藝和質(zhì)量控制做詳細(xì)闡述。

2 鉆孔前的準(zhǔn)備工作

鉆孔前的準(zhǔn)備工作主要包括樁位放樣,整理平整場(chǎng)地,布設(shè)施工便道,設(shè)置供電及供水系統(tǒng),制作和埋設(shè)護(hù)筒,制作鉆孔架,泥漿的制備和準(zhǔn)備鉆孔機(jī)具等。

2.1 場(chǎng)地整理

施工前,施工場(chǎng)地按不同情況進(jìn)行處理。對(duì)于處在水中的鉆孔樁基礎(chǔ)都必須搭設(shè)施工平臺(tái);樁基處在旱地時(shí),清除雜物后夯壓密實(shí)即可。

2.2 護(hù)筒設(shè)置

在高速公路橋梁鉆孔樁常使用鋼護(hù)筒,采用3mm～5mm鋼板制作。為保證其剛度,防止變形,在護(hù)筒上、下端和中部外側(cè)各焊一道加勁肋。本合同段的鉆孔樁直徑為120mm和100 mm。根據(jù)鉆孔樁直徑,我們所做的護(hù)筒直徑為145cm和125cm。護(hù)筒埋設(shè)時(shí),其軸線對(duì)準(zhǔn)測(cè)量所標(biāo)出的樁位中心,護(hù)筒周?chē)妥o(hù)筒底接觸緊密,保證其位置偏差不大于5cm,傾斜度不大于l%。

2.3 泥漿的制作

制漿前,先把黏土盡量打碎,使其在攪拌中容易成漿,縮短成漿時(shí)間,提高泥漿質(zhì)量。制漿時(shí),可將打碎的黏土直接投入護(hù)筒內(nèi),使用沖擊錐沖擊制漿,待黏土已沖攪成泥漿時(shí),即可進(jìn)行鉆孔。多余的泥漿用管子導(dǎo)人鉆孔外泥漿池貯存,以便隨時(shí)補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿。

2.4 鉆機(jī)就位

埋設(shè)好護(hù)筒后,即可進(jìn)行鉆機(jī)就位。本標(biāo)段使用的鉆機(jī)為卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引式?jīng)_擊鉆和沖抓鉆。就位時(shí),只要使鉆錐中心對(duì)準(zhǔn)測(cè)量放樣時(shí)所測(cè)設(shè)的樁位即可,其對(duì)中誤差不得大于5cm。

3 鉆孔工藝

3.l 沖擊鉆鉆孔工藝

3.1.1 開(kāi)鉆前應(yīng)注意的事項(xiàng)

開(kāi)鉆前,在護(hù)筒內(nèi)多加一些黏土。地表土層松疏時(shí),還要混合加入一定數(shù)量的小片石,然后注入泥漿和清水,借助鉆頭的沖擊把泥膏、石塊擠向孔壁,以加固護(hù)筒角。為防止沖擊振動(dòng)使鄰孔坍塌或影響鄰孔已灌注砼的凝固,必須等鄰孔砼灌注完畢并達(dá)到一定的強(qiáng)度后方可開(kāi)始鉆孔。

沖擊鉆孔時(shí)宜用小沖程,當(dāng)孔底在護(hù)筒腳下3mm后,可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加大沖程。在鉆孔樁上部淤泥段,考慮采用沖抓鉆,一方面可防止坍孔,另一方面可以適當(dāng)加快施工進(jìn)度。

鉆機(jī)安裝處事先整平夯實(shí),以免在鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)發(fā)生傾斜和下陷而影響成孔的質(zhì)量。鉆機(jī)必須固定牢固,嚴(yán)禁在鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)移位。鉆孔時(shí),隨時(shí)察看鋼絲繩的回彈情況,耳聽(tīng)鉆錐的沖擊聲,以判別孔底情況,堅(jiān)持勤松動(dòng),少量松繩的原則?？變?nèi)水泥漿水平面須高出護(hù)筒腳至少0.5m以上,以免泥漿面蕩漾損壞護(hù)筒腳孔壁,但要比護(hù)筒頂面低0.3m.防止泥漿溢出。沖擊過(guò)程中勤抽渣,勤檢查鋼絲繩和鉆頭的磨損情況,預(yù)防安全質(zhì)量事故的發(fā)生。

3.1.2 抽渣時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿或補(bǔ)水,如向孔內(nèi)投放黏土自行造漿,在抽渣后隨著沖擊投放黏土,不宜一次倒進(jìn)很多,防止黏結(jié)。

抽渣筒放到孔底后,要在孔底上、下提放幾次,使其多進(jìn)些鉆渣,然后提出。

鉆頭刃口在鉆井中不斷磨損,直徑磨耗不得超過(guò)1.5cm,每班開(kāi)鉆前檢查鉆頭直徑、及時(shí)補(bǔ)焊,不宜中途修補(bǔ),以免卡鉆。準(zhǔn)備備用鉆頭,輪換使用和修補(bǔ)。

3.2 回轉(zhuǎn)鉆鉆孔工藝

3.2.1 初鉆

先啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤(pán),使之空轉(zhuǎn)一段時(shí)同,待泥漿輸進(jìn)一定數(shù)量后,方可開(kāi)始鉆進(jìn)。接、卸鉆桿的動(dòng)作要迅速、安全,爭(zhēng)取在最短時(shí)間內(nèi)完成,以免停鉆時(shí)同過(guò)長(zhǎng),增加孔底沉淀。

3.2.2 鉆進(jìn)時(shí)的操作要點(diǎn)

開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí),進(jìn)尺應(yīng)適當(dāng)控制,在護(hù)筒刃腳處,應(yīng)低檔慢速鉆進(jìn),使刃腳處有堅(jiān)固的泥皮護(hù)壁。鉆至刃腳下lm后,可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。如護(hù)筒土質(zhì)松軟發(fā)現(xiàn)漏漿時(shí),可提起鉆錐,向孔中倒人黏土,再放下鉆錐倒轉(zhuǎn),使膠泥擠人孔壁堵住漏漿孔隙,穩(wěn)住泥漿繼續(xù)鉆進(jìn)。

在黏土中鉆進(jìn),由于泥漿黏性大,鉆錐所受阻力也大,易糊鉆。易選用尖底鉆錐、中等轉(zhuǎn)速、大泵量、稀泥漿鉆進(jìn)。

在砂土或軟土層鉆進(jìn)時(shí),易坍空孔。易選用平底鉆錐,控制進(jìn)尺,輕壓,低檔慢速,大泵量,稠泥漿鉆進(jìn)。

在輕亞黏土或亞黏土夾卵、礫石層中鉆進(jìn)時(shí),因土層太硬,會(huì)引起鉆錐跳動(dòng)和鉆桿擺動(dòng)加大及鉆錐偏斜等現(xiàn)象,易使鉆機(jī)超負(fù)荷而損壞。宜采用低檔慢速,優(yōu)質(zhì)泥漿,大泵量,兩級(jí)鉆進(jìn)的方法鉆進(jìn)。

鉆進(jìn)過(guò)程中,每進(jìn)尺2m～3m,應(yīng)檢查鉆孔直徑和豎直度,檢查工具可用圓鋼筋籠徑D等于設(shè)計(jì)樁徑,高度3m～5m)吊人孔內(nèi),使鋼筋籠中心與鉆孔中心重合,如上下各處均無(wú)掛阻,則說(shuō)明鉆孔直徑和豎直度符合要求。

3.3 檢測(cè)和清孔

鉆孔完成后,必須檢測(cè)孔深、直徑和傾斜度,其中孔徑和孔深須達(dá)到設(shè)計(jì)要求,傾斜度不得大于l%。清孔就是在吊放鋼筋籠之前,對(duì)孔內(nèi)的石渣、泥漿進(jìn)行必要的清理,做到孔內(nèi)含泥量、含渣量和孔底沉渣符合設(shè)計(jì)及圖紙要求。

3.4 泥漿排放

對(duì)鉆孔、清孔、灌注砼過(guò)程中排出的泥漿,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況引人到適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)進(jìn)行處理,以防止對(duì)河流及周?chē)h(huán)境的污染。

4 鋼筋籠的制作和吊裝就位

4.1 材料

制作鋼筋籠所使用鋼筋的種類(lèi)、型號(hào)和直徑需符合設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定。其Ⅱ級(jí)鋼筋的力學(xué)性能符合《鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋》(GB l499-91)之規(guī)定;I級(jí)鋼筋的力學(xué)性能符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》(GB 13013——91)之規(guī)定。

4.2 鋼筋籠的安裝

為保證鋼筋籠外砼保護(hù)層的厚度符合設(shè)計(jì)要求,在其上、下端及中間每隔2m在一橫截面上設(shè)置4個(gè)鋼筋“耳環(huán)”。

鋼筋籠吊裝之前,先對(duì)鉆孔進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)使用的探孔器直徑和鉆孔直徑相符,主要檢測(cè)鉆孔內(nèi)有無(wú)坍塌和孔壁有無(wú)影響鋼筋安裝的障礙物,如突出尖石、樹(shù)根等,以確保鋼筋籠的安裝。

鋼筋籠吊裝時(shí)對(duì)準(zhǔn)孔位,盡量豎直輕放、慢放,遇障礙物可慢起慢落和正反旋轉(zhuǎn)使之下落,無(wú)效時(shí),立即停止下落,查明原因后再安裝。不允許高起猛落,強(qiáng)行下放,防止碰撞孔壁而引起坍塌。

入孔后牢固定位,容許偏差不大于5cm,并使鋼筋籠處于懸吊狀態(tài)。

5 灌注水下混凝土

用直徑20cm導(dǎo)管灌注水下混凝土,仔細(xì)檢查導(dǎo)管焊縫,并做封閉水試驗(yàn);導(dǎo)管底部應(yīng)高出孔底30-40cm,埋入混凝土內(nèi)深度2～3m,上端應(yīng)設(shè)附著振動(dòng)器,提升速度要慢;開(kāi)管的混凝土數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管埋入混凝土深度的要求,開(kāi)管前要備足相應(yīng)的數(shù)量;混凝土要連續(xù)灌注,中斷時(shí)間不超過(guò)30min,灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m以上;混凝土落度為18～22cm以離心堵管;保證施工現(xiàn)場(chǎng)清潔。

6 清理樁頭

等樁頭砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的25%時(shí),立即拆除護(hù)筒并鑿除樁頭多余砼。達(dá)到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高,樁頭砼采用人工手工鑿除.不能采用爆破或其他影響樁身質(zhì)量的方法進(jìn)行。

結(jié)束語(yǔ)

在橋梁工程建設(shè)中,橋梁鉆孔灌注施工技術(shù)是一種比較常見(jiàn)的施工工藝,但在常見(jiàn)的施工過(guò)程中也有很多問(wèn)題值得我們注意和解決。因此,加強(qiáng)和提高橋梁鉆孔樁施工工藝是確保橋梁建設(shè)質(zhì)量和發(fā)展有效途徑?？傊?在橋梁鉆孔樁施工中的技術(shù)合理,工藝得當(dāng),層層把關(guān)才能建成高品質(zhì)的工程。