橋梁鉆孔灌注樁施工工藝探討

劉建軍

(河北滄州路橋工程公司)

1 工程簡介

某大橋工程，橋墩基礎(chǔ)均采用鉆孔樁基礎(chǔ)，簡支梁跨一般采用φ1.25m的樁，每墩按8～10根布置，大跨度連續(xù)梁采用1.5m的樁，每墩按12～22根布置，平均樁長約50m，最長72m。承臺(tái)采用矩形，一般厚度為2.0m，局部埋深較大時(shí)，采用加臺(tái)處理，加高厚度0.5～1.0m。鉆孔樁基礎(chǔ)采用以旋挖鉆機(jī)為主，回旋鉆機(jī)為輔。淺水及陸地采用陸上作業(yè)法旋挖鉆機(jī)施工，深水區(qū)采用便橋搭設(shè)水上平臺(tái)進(jìn)行水上回旋鉆機(jī)施工。

2 鉆孔灌注樁施工工藝及方法

2.1 測量放線

依據(jù)測量控制樁點(diǎn)及設(shè)計(jì)圖紙定出樁孔平面位置，采用導(dǎo)線與三角測量相結(jié)合，建立控制網(wǎng)精確定位，同時(shí)以樁中心為交點(diǎn)縱向、橫向埋設(shè)護(hù)樁，經(jīng)監(jiān)理工程師核驗(yàn)無誤后方可進(jìn)行施工。鉆孔時(shí)，樁位中心用“十字交叉法”引至四周并用短鋼筋作好標(biāo)記，測量孔深的基準(zhǔn)點(diǎn)可用水準(zhǔn)儀將高程引至護(hù)筒口上或四周的鋼筋上并做紅漆標(biāo)記。施工過程中要經(jīng)常進(jìn)行復(fù)測，測量控制樁點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)必須特殊加以保護(hù)，一旦樁點(diǎn)被破壞應(yīng)根據(jù)護(hù)樁及時(shí)恢復(fù)。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒加工采用10mm厚鋼板，直徑比設(shè)計(jì)樁徑大200mm，根據(jù)土層實(shí)際情況埋深不小于2m。護(hù)筒采用挖埋方式沉入，挖坑直徑比護(hù)筒大0.2～0.4m，坑底深度與護(hù)筒底同高且平整。護(hù)筒上設(shè)1～2個(gè)溢流口，護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，筒的中心與樁中心重合，其偏差不得大于50mm，并嚴(yán)格保持護(hù)筒的垂直度在1％以內(nèi)，同時(shí)其頂部應(yīng)高出地面0.3m。護(hù)筒位置正確固定后，四周均勻回填最佳含水量的粘土，并分層夯實(shí)，以保證其垂直度及防止泥漿流失。

2.3 泥漿制備與管理

泥漿池與沉淀池布置在鉆機(jī)邊側(cè)，采用泥漿泵輸送泥漿至孔中，再回泥漿沉淀池，沉淀后的泥漿回流至泥漿池形成泥漿循環(huán)，調(diào)制泥漿采用的土塑性指數(shù)大于25，護(hù)壁原理及制備要求如下。

泥漿由高塑性粘土加水拌合而成的混合物，在鉆孔時(shí)，泥漿的密度大于水的密度，攪拌時(shí)具有一定的流動(dòng)性，泥漿中的膠質(zhì)顆粒分子，在泥漿壓力作用下滲入孔壁表面的孔隙中，形成一層泥皮，使孔壁膠凝，達(dá)到防止孔壁坍塌、保護(hù)孔壁的作用。在泥漿循環(huán)排渣時(shí)，可以攜帶泥渣、潤滑和冷卻鉆頭，減少鉆頭鉆進(jìn)阻力。

泥漿的稠度大，護(hù)壁作用大，在淤泥、易坍孔的砂土和較厚的夾砂層成孔時(shí)，護(hù)壁泥漿的比重宜為1.1～1.3，并要設(shè)置循環(huán)泥漿池和泥漿泵;在粘土和亞粘土層成孔時(shí)，可用水泵噴射清水，使清水和孔中切削的土顆粒混合而成為泥漿護(hù)壁(即原土造漿護(hù)壁);排渣所用泥漿比重宜控制在1.1～1.2。在鉆孔過程中，隨時(shí)測量泥漿的比重。

2.3.1 成孔與清孔

采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)正循環(huán)施工法，邊鉆進(jìn)邊注入泥漿護(hù)壁，鉆進(jìn)過程中隨時(shí)檢測鉆機(jī)鉆桿垂直度，并隨時(shí)調(diào)整。鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高即成孔。成孔后泥漿比重應(yīng)控制在1.15～1.20，成孔時(shí)應(yīng)做好記錄。

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行清孔。鉆機(jī)停止鉆進(jìn)，稍提鉆具離孔底10～20cm，保持泥漿正常循環(huán)，定時(shí)空轉(zhuǎn)鉆盤，以便把孔底殘余泥塊磨成泥漿排出，清孔時(shí)間約為30min。

2.3.2 鋼筋籠加工

鋼筋籠采用現(xiàn)場加工制作，加工尺寸嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求。鋼筋籠主筋與主筋采用焊接，焊條、焊接長度符合規(guī)范要求。單面焊縫長度大于10d，雙面焊縫長度大于5d，焊縫寬度不小于 0.7d，厚度不小于 0.3d，主筋接頭應(yīng)間隔錯(cuò)開且間距≥1 000mm，同一截面上鋼筋接頭面積不得超過鋼筋總面積的50％。加強(qiáng)環(huán)箍必須電焊為封閉箍，必須與主筋焊接。

2.3.3 鋼筋籠吊放

(1)采用25t汽車吊下放鋼筋籠，起吊過程中不得使鋼筋籠產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形。鋼筋籠分兩節(jié)吊放，現(xiàn)場焊接接頭，當(dāng)孔深小于20m時(shí)，則鋼筋籠一次吊放;

(2)起吊鋼筋籠采用扁擔(dān)起吊法，起吊點(diǎn)在鋼筋籠上部箍筋與主筋連接處，設(shè)置2～4個(gè)吊點(diǎn)且吊點(diǎn)對(duì)稱;

(3)起吊前檢查鋼筋骨架編號(hào)、尺寸，對(duì)號(hào)入座。下籠時(shí)由人工輔助對(duì)準(zhǔn)孔位，保持垂直、輕放、慢放，一般采用正、反旋轉(zhuǎn)慢慢地逐步下沉，避免碰撞孔壁。就位后使鋼筋籠軸線與樁軸線吻合，并保證樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求;

(4)上下節(jié)鋼筋籠對(duì)接施焊時(shí)，應(yīng)保持鋼筋籠垂直，對(duì)接鋼筋籠時(shí)應(yīng)兩邊對(duì)稱施焊。孔口對(duì)接鋼筋籠完畢后，需進(jìn)行中間驗(yàn)收，合格后方可繼續(xù)進(jìn)行下一節(jié)鋼筋籠安裝;

(5)下放過程中若遇到阻礙應(yīng)立即停止，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高提猛放和強(qiáng)制下放入孔;

(6)下混凝土放鋼筋籠時(shí)，技術(shù)人員在場嚴(yán)格控制籠頂標(biāo)高，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后固定吊桿，防止下沉或灌注混凝土?xí)r上浮。

2.3.4 灌注混凝土

灌注混凝土采用汽車泵送，導(dǎo)管內(nèi)先放進(jìn)一個(gè)壓板，用鋼絲繩吊住，導(dǎo)管在孔口與集料斗相連。

首批混凝土灌注正常后，應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)行灌注，嚴(yán)禁中途停工。在灌注過程中要防止混凝土拌合物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)，使測深不準(zhǔn)確。及時(shí)測量孔內(nèi)混凝土高度，保持導(dǎo)管的合理埋深。測量孔內(nèi)混凝土面高度的次數(shù)一般不宜少于所用的導(dǎo)管節(jié)數(shù)，并在每次起升導(dǎo)管前，探測一次管內(nèi)、外混凝土面高度，同時(shí)，觀察孔口返水情況，以正確地分析和判斷孔內(nèi)情況，并作好記錄。導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升，如果導(dǎo)管法蘭卡掛鋼筋籠，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，使其脫開鋼筋籠后，移到鉆孔中心，隨著孔內(nèi)混凝土的上升，需逐節(jié)(或兩節(jié))拆除導(dǎo)管。拆除導(dǎo)管的動(dòng)作要快，時(shí)間不宜超過15min，拆下的導(dǎo)管立即沖洗干凈。為保證設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下的混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性，鉆孔灌注樁實(shí)際灌注高度應(yīng)比設(shè)計(jì)樁頂高出不小于1.0m。

混凝土采用泵送混凝土，所以混凝土澆注前要安排好現(xiàn)場汽車泵的位置。料斗在每次使用前要將料斗內(nèi)凝結(jié)的混凝土渣清理干凈，同時(shí)在澆注前要加水濕潤，混凝土澆注后要及時(shí)清洗干凈泵車、泵管和料斗。

[1] 蔣建平.大直徑灌注樁豎向承載力[M].上海:上海交通大學(xué)出版社，2007.

[2] 杜強(qiáng).超長鉆孔樁施工中主要指標(biāo)控制[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009，(13):73-75.