水利施工鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用探究

屈星火

（浙江水利水電工程審價(jià)中心，浙江 杭州 310020）

灌注樁施工混凝土的澆筑與一般混凝土的澆筑程序及控制要點(diǎn)有很大差異。與一般混凝土澆筑相比，灌注樁施工工序更為復(fù)雜，施工技術(shù)要求更高，若不能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握鉆孔灌注樁施工技術(shù)，就極有可能引發(fā)嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。尤其是對(duì)于水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用，水下混凝土成樁后一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題很難進(jìn)行挽回，對(duì)上層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成不利影響，因此，我們有必要對(duì)水利施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行更深層次地探討，加強(qiáng)鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制。

1 鉆孔灌注樁施工工序概述

水利施工過程中的鉆孔灌注樁施工質(zhì)量對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性有較大影響，決定了橋梁工程完成后的使用性能，因而要保證橋梁的施工質(zhì)量及使用性能，必須要熟悉鉆孔灌注樁施工工序，控制鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。

鉆孔灌注樁的施工過程一般概括如下：首先確定設(shè)計(jì)樁位及樁徑，常用樁徑有800mm，1000mm，1200mm等，然后根據(jù)需要用螺旋鉆、振動(dòng)鉆、沖抓錐鉆或旋轉(zhuǎn)水沖鉆等各種形式的鉆機(jī)在設(shè)計(jì)樁位上鉆孔，清理干凈孔底的殘?jiān)筮M(jìn)行安放鋼筋，一切安排妥當(dāng)后進(jìn)行混凝土澆筑。鉆孔灌注樁上述施工工序中的任何一個(gè)出現(xiàn)問題都將會(huì)影響整個(gè)鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。因此，必須仔細(xì)了解鉆孔灌注樁施工工序中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照相關(guān)要求施工，防止質(zhì)量問題的出現(xiàn)，及時(shí)有效地完成樁基施工任務(wù)。

1.1 施工準(zhǔn)備

原材料的質(zhì)量是影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的決定性因素，因而在原材料的選用和檢驗(yàn)方面要科學(xué)合理，嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，在此基礎(chǔ)上選料還應(yīng)與橋梁所處特殊環(huán)境及工程相關(guān)要求相符。例如，為了防止因混凝土流動(dòng)性較差造成的堵管問題，一般選用卵石、石子含泥量不大于2%；在進(jìn)行深樁混凝土的澆筑時(shí)要加適量緩凝劑，這是因?yàn)榛炷恋某跄龝r(shí)間一般為3到5個(gè)小時(shí)，而深樁灌注則需要5到7個(gè)小時(shí)，因此應(yīng)加適量緩凝劑延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間。

1.2 打樁施工流程

打樁按順序不同可分為：由中間向四周打，由中間向兩面打及由一側(cè)向單一方面打三種方式。不同的打樁方式優(yōu)缺點(diǎn)各不相同，打樁速度及樁基質(zhì)量也不盡相同，例如由一側(cè)向單一方面打樁的方式，可以減少樁機(jī)的移動(dòng)，加快打樁速度，提高打樁效率，但與此同時(shí)它會(huì)使土壤向一側(cè)作技術(shù)性灌注，因此，確定打樁方式時(shí)應(yīng)考慮工程特點(diǎn)及要求，樁機(jī)大小及性能以及周邊環(huán)境（如地基土壤狀況等）等因素的綜合影響。打樁的操作一般歷經(jīng)三個(gè)過程，首先是首批灌注，然后是后續(xù)灌注，最后是后期灌注。在第一過程中，必須注意灌注量以及導(dǎo)管和樁直徑的相關(guān)關(guān)系。一般來講，孔徑越大，其灌注的量也大，隨著灌注量的增大，其攪拌的時(shí)間也逐步增多，這樣最容易發(fā)生離析，在首批灌注過程中，常常會(huì)發(fā)生導(dǎo)管堵塞現(xiàn)象，其中原因基本如此。沖擊鉆進(jìn)成孔工藝中，采用直徑為1.0m鑄鋼件十字形沖擊鉆頭，正循環(huán)沖擊鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁成孔工藝。開鉆時(shí)，首先向護(hù)筒加入一定數(shù)量的黏土、清水、膨潤(rùn)土和堿面，用小沖程高頻率的沖擊方法進(jìn)行鉆進(jìn)，以達(dá)到造漿護(hù)壁的目的。其技術(shù)參數(shù)為：沖擊行程 1.0m～1.5m，沖擊頻率 l0次/min～l5次/min。

2 鉆孔灌注樁相關(guān)質(zhì)量問題以及對(duì)策分析

2.1 工程概況

荊州長(zhǎng)江公路大橋位于湖北省荊州市,是207國(guó)道跨長(zhǎng)江的一座特大型橋。橋位處江面寬約3000m，江中有一沙洲，稱為三八洲。三八洲將橋位分為南北兩汊，其中北汊寬約700m，南汊寬約 450m，三八洲長(zhǎng)約1100m。橋梁全長(zhǎng)為4177.60m。橋址區(qū)地表出露地層為第四紀(jì)松軟堆積砂卵石層，下伏基巖為泥巖、粉細(xì)砂巖，基巖頂部埋深116～128m。設(shè)計(jì)行車速度：100km/h。設(shè)計(jì)荷載：汽2超20，掛2120。橋面寬度：行車道凈寬21.5m，橋面總寬為24.5m(斜拉橋段27.0m)，不設(shè)非機(jī)動(dòng)車道和人行道。大橋共由九個(gè)橋段組成，自北向南依次為:北岸橋：長(zhǎng)926m。

2.2 導(dǎo)管連接滲漏問題

本工程在施工時(shí)，進(jìn)行導(dǎo)管灌注相關(guān)施工，當(dāng)在江心進(jìn)行水下混凝土的澆筑時(shí)，導(dǎo)管出現(xiàn)大量涌水現(xiàn)象，導(dǎo)致孔中泥漿下降。這種導(dǎo)管連接滲漏問題，歸于導(dǎo)管進(jìn)水一類，對(duì)于我國(guó)橋梁施工來說，管內(nèi)進(jìn)水是其基本問題之一。實(shí)際上，導(dǎo)管進(jìn)水，一般都是工作疏忽而至，嚴(yán)重者，導(dǎo)管進(jìn)水后，由于大量水的侵蝕，加上壓力的改變導(dǎo)致導(dǎo)管拔脫，后果不堪設(shè)想。所以，在導(dǎo)管施工過程中，必須對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行常規(guī)檢查，檢查項(xiàng)目包括檢漏和抗拉，并對(duì)導(dǎo)管連接處進(jìn)行固定，對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行統(tǒng)一管理，對(duì)施工人員一定要進(jìn)行施工前培訓(xùn)以及技術(shù)交底；對(duì)有質(zhì)量問題的導(dǎo)管絕對(duì)不能投入工程施工當(dāng)中，同時(shí)，應(yīng)在滿足規(guī)范的條件下，增大導(dǎo)管直徑。

2.3 卡管處理技術(shù)措施

在水利工程鉆孔灌注樁施工中，容易出現(xiàn)卡管現(xiàn)象。總而言之，卡管是最常見的現(xiàn)象，原因不外乎有：混凝土和易性、流動(dòng)性差造成離析，各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù)，在管中停留時(shí)間過長(zhǎng)而卡管，導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析等。為了避免卡管的發(fā)生，必須在導(dǎo)管施工過程中，嚴(yán)格檢查導(dǎo)管各個(gè)部位，控制粗骨料的粒徑，對(duì)于不符合要求而且粒徑過大的骨料，直接舍去，同時(shí)控制攪拌時(shí)間，縮短混凝土在導(dǎo)管中的停留時(shí)間。提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注砼過程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。

2.4 坍孔技術(shù)處理措施

坍孔現(xiàn)象又是水利工程鉆孔灌注樁施工中容易出現(xiàn)的問題，坍孔的產(chǎn)生，主要是因?yàn)榭變?nèi)水突然變少，而空口出現(xiàn)密集的水泡，而鉆具也進(jìn)尺相當(dāng)困難，同時(shí)鉆機(jī)的工作符合大幅提高。當(dāng)在探測(cè)孔深時(shí)，如果出現(xiàn)測(cè)量深度與鉆進(jìn)深度不一致，則坍塌現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)生。至于坍孔如何發(fā)生，一般有多種情況。1）當(dāng)泥漿的比例不夠，導(dǎo)致護(hù)臂不牢固，這種情況經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致施工中發(fā)生坍孔。2）孔內(nèi)水位太低，一般情況下，孔內(nèi)水位太低，造成孔內(nèi)靜水壓力的減小，在施工中，也就相對(duì)地減小了鉆孔內(nèi)的水頭，當(dāng)在透水性強(qiáng)的砂層中施工時(shí)，凈水壓力不夠，空內(nèi)壁的土砂會(huì)落入孔內(nèi)，來增大凈水壓力，這樣就形成坍孔。3）護(hù)筒太淺，導(dǎo)致孔口坍塌。對(duì)于坍孔現(xiàn)象，必須嚴(yán)格避免。在施工過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)施工規(guī)范，對(duì)于施工成孔必須測(cè)量其相關(guān)數(shù)據(jù)，滿足預(yù)定要求，并在吊放鋼筋籠前進(jìn)行清空，保證孔傾斜度小于1%。在松散的粉砂土、淤泥層或流砂中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)控制進(jìn)尺，選用較大比重、粘度、膠體率的優(yōu)質(zhì)泥漿，如孔口坍塌，可回填重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆。或下鋼護(hù)筒至未坍處以下至少1米。孔內(nèi)坍塌不嚴(yán)重者，可加大泥漿比重繼續(xù)鉆進(jìn)。較嚴(yán)重者，可回填粘土到坍塌位置以上1-2米，甚至全部回填再鉆。若坍塌埋住鉆頭，應(yīng)先清孔，后提起鉆頭。

3 結(jié)語

毋庸置疑，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在當(dāng)前的橋梁施工中的應(yīng)用日益普及，而鉆孔灌注樁施工技術(shù)難度相當(dāng)大，因此在施工中必須強(qiáng)化工藝的實(shí)施策略，明細(xì)施工中容易出現(xiàn)問題的種種工序，加強(qiáng)工程施工中技術(shù)交底工作，把質(zhì)量問題控制于無形之中，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的質(zhì)量問題，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范，對(duì)問題進(jìn)行相關(guān)處理，經(jīng)過處理后，達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求。相信隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的逐步發(fā)展，鉆孔灌注樁技術(shù)也會(huì)日臻成熟，其技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)更上一層樓。

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