對(duì)軟土地基中橋梁深樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的研究

王洪濤

(河北銳馳交通工程咨詢有限公司)

0 引言

橋梁施工過程中的鉆孔灌注樁工藝，因?yàn)檫@一技術(shù)對(duì)各種土質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，不易出現(xiàn)擠土現(xiàn)象，沒有震害，產(chǎn)生的噪音小，橋梁的承載能力高等這些特點(diǎn)，在橋梁的施工過程中獲得了建筑施工單位的青睞。橋梁樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，特別是深樁基礎(chǔ)，做為橋梁施工過程中的最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，稍有不小心，就容易出現(xiàn)建設(shè)質(zhì)量事故，造成施工質(zhì)量收到影響。使得橋梁工程的使用安全、橋梁工程的造價(jià)等會(huì)受到一定程度的威脅。

1 本研究涉及的工程概況

本橋梁建設(shè)位于我國(guó)的南方省某市的快速路上，快速路的總里程為3.6 km，全段有兩座特大橋，總長(zhǎng)度為3.1 km，共有528根樁基礎(chǔ)，其中最深的樁基礎(chǔ)達(dá)80m，最淺的樁基礎(chǔ)為43m，大多數(shù)的樁基礎(chǔ)的深度為65m以上。工程的全標(biāo)段地質(zhì)較差，多位軟土層地區(qū)，其軟土的厚度達(dá)到27m，液化類型的砂土深度為10m，橋梁工程的樁基礎(chǔ)從上到下，依次穿過軟弱土層、黏性土層、中細(xì)砂土層、風(fēng)化的巖石層等。本工程的設(shè)計(jì)樁基的最終孔達(dá)到巖石風(fēng)化層25m的深度。

2 橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝分析

在施工的設(shè)計(jì)中，該標(biāo)段樁基礎(chǔ)的施工特征是：根樁基礎(chǔ)穿越深化軟弱層達(dá)30m的深度，并且大部分的根樁基礎(chǔ)為深樁基礎(chǔ)，最長(zhǎng)的樁基礎(chǔ)達(dá)到80m，工程的施工量大，工期較短。因此這就要求施工公司從機(jī)械的配置，原材料的配備、施工人員和管理人員等各個(gè)方面都要加快工作的效率，嚴(yán)格把好每一道程序。鑒于本橋梁根樁基礎(chǔ)的深度大，如果某一樁基礎(chǔ)出現(xiàn)質(zhì)量問題，則需要更多的反攻時(shí)間來彌補(bǔ)，影響了后期的蓋梁、橋墩、架梁的施工。

2.1 本工程鉆機(jī)類型的選擇

按照本工程施工區(qū)的地質(zhì)狀況，以及之前積累的施工經(jīng)驗(yàn)等，決定在上部的圖層上，使用世界上最先進(jìn)的，旋挖式鉆機(jī)進(jìn)行鉆探和施工，工程到下面的巖石層使用的是目前世界上先進(jìn)的沖擊鉆來進(jìn)行。

(1)使用旋挖式鉆機(jī)的分析

選擇使用旋挖式鉆機(jī)有以下三點(diǎn)理由：首先是該鉆機(jī)能夠放在自行移動(dòng)的履帶式安裝底盤上面，使得根樁之間的移動(dòng)容易，需要很短的幾分鐘時(shí)間就能夠到位，這就節(jié)約了較多的移動(dòng)時(shí)間。其次，該鉆機(jī)的地盤能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮，自動(dòng)調(diào)整等，塔的垂直度、鉆機(jī)的深度等都能夠通過操作板顯示出來。自動(dòng)垂直的鉆機(jī)以及安裝導(dǎo)向桿的鉆桿予以導(dǎo)向，提高了鉆進(jìn)的效果。再次，旋挖式鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度快，形成鉆孔的時(shí)間短，而且可以根據(jù)不同的土層來選擇合適的鉆頭進(jìn)行作業(yè)。

(2)沖擊鉆的使用

當(dāng)旋挖機(jī)鉆進(jìn)至土層和石層的分界處時(shí)候，這時(shí)把旋挖鉆機(jī)移動(dòng)到下一根樁，使用25 t的大型汽車，配合沖擊鉆到指定的位置，因?yàn)樾跈C(jī)沒有沖擊鉆在巖石層的速度，而且依照工程的地質(zhì)狀況，必須要先穿越強(qiáng)的風(fēng)化層，再到較為弱一些的風(fēng)化層，所穿越的巖石層的厚度較大，所以使用一根樁換機(jī)鉆孔的方法，有效的保證施工的安全和進(jìn)度。

2.2 施工場(chǎng)地的平整

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的狀況，場(chǎng)地的平整性是在軟土層地基上施工，使得質(zhì)量得到保證的條件之一。由于鉆機(jī)是坐落在軟土層地基上面的，在工程的施工過程中，鑒于軟土層地基的承載能力不夠強(qiáng)，能夠造成鉆機(jī)偏移甚至下沉等情況，從而使得鉆樁位偏移。在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，樁基的偏位是很嚴(yán)重的，針對(duì)這一類地基，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的采取拔出雜草等，根據(jù)地質(zhì)的現(xiàn)實(shí)情況，換填大于60cm的石頭碎屑進(jìn)行填壓，保證底座和頂端處于平穩(wěn)的狀態(tài)。同時(shí)，施工的管理人員，要及時(shí)的做好排水，防止泄漏等事故的發(fā)生。

2.3 鉆孔的注意事項(xiàng)

在做鉆孔時(shí)候，要注意下面幾點(diǎn)：首先是要保證在中心距離5m之內(nèi)的，每一個(gè)樁的混凝土澆筑完成24 h后進(jìn)行鉆孔，而且，鑒于工程的根樁深度較大，所以樁的鋼絲繩特別要加強(qiáng)，防止斷絲現(xiàn)象。其次，開始鉆孔時(shí)候要控制好進(jìn)入的尺度，軟土層容易出現(xiàn)踏孔的現(xiàn)象，所以要輕輕的往下壓，低檔慢速進(jìn)行。再次，當(dāng)鉆到粘土、沙礫風(fēng)化巖石層的時(shí)候，因?yàn)檫@一階段的土層相比特別硬，可能會(huì)造成鉆頭的跳動(dòng)情況，容易偏離測(cè)好的鉆孔或者損壞鉆頭的現(xiàn)象。因此這個(gè)時(shí)候要選擇低檔慢速以及優(yōu)質(zhì)合格的泥漿。

2.4 超前鉆技術(shù)

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)狀況，有個(gè)別的鉆孔位樁低出現(xiàn)夾層，因此一定要實(shí)施超前鉆，鉆至空位樁徑之下的位置，然后依據(jù)地質(zhì)的狀況來確定根樁的長(zhǎng)度。假如沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)存在的情況，等到檢測(cè)時(shí)候再發(fā)現(xiàn)問題，那么處理的時(shí)候會(huì)變得特別麻煩。

2.5 施工的清孔工作

在成孔工作驗(yàn)收之后，實(shí)施第一次的清孔施工。清孔的時(shí)候要使用換漿法進(jìn)行，就是鉆孔完成以后，提升沖錘離鉆孔底部大約20cm的距離，然后，用相對(duì)密度較為低的泥漿進(jìn)行施壓，逐漸的把鉆孔里面的密度較大的泥漿和一些鉆渣置換出來。在進(jìn)行清孔的時(shí)候，相關(guān)的試驗(yàn)者要及時(shí)正確的反映孔底內(nèi)部的情況，以避免加入過多的置換水，造成大量的泥漿沉淀。由于樁基特別深，清孔工作顯得更為重要。

2.6 深樁鋼筋籠的制造

因?yàn)闃痘A(chǔ)長(zhǎng)度較大，所以在制作鋼筋籠時(shí)候，除了按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行外，要加強(qiáng)鋼筋籠的對(duì)接、焊接工作，對(duì)準(zhǔn)根樁的位置中心，節(jié)與節(jié)之間使用雙面焊接，認(rèn)真檢查，防止漏焊或者焊接不達(dá)標(biāo)的情況，嚴(yán)格控制好焊接的質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)材料的實(shí)際使用效果。

2.7 混凝土的澆灌

本工程的鉆孔樁使用的是C25型的混凝土，澆筑之前應(yīng)使用導(dǎo)管對(duì)鉆孔的底部予以擾動(dòng)，以更好的減少泥漿的沉淀量。在進(jìn)行二次的清孔時(shí)候復(fù)測(cè)孔底的標(biāo)準(zhǔn)高度，檢查好泥漿的沉淀厚度，判斷準(zhǔn)確是否已經(jīng)做到了澆筑的要求。由于是深樁基礎(chǔ)，所以要盡量的減少澆筑的時(shí)間，及時(shí)的澆筑，保證連續(xù)性和一致性。

3 在軟土地基上進(jìn)行深樁基礎(chǔ)施工發(fā)生的事故與預(yù)防

3.1 施工中出現(xiàn)的鉆孔縮孔偏斜

導(dǎo)致鉆孔縮孔偏斜的主要原因有：首先可能是打樁機(jī)的硬化達(dá)不到要求;其次是鉆的過程中碰到了較大的石塊;再次是在存在傾斜度的軟硬土層的交界，造成了鉆頭受力不均;另外可能還有操作不當(dāng)?shù)仍?。預(yù)防此類事故的措施有：硬化好鉆進(jìn)的場(chǎng)地;在傾斜度較大的底層鉆進(jìn)時(shí)候，要采用減壓低速鉆入;檢查好鉆桿街頭等。

3.2 施工中的掉鉆事故

掉鉆事故主要是由于施工的根樁基礎(chǔ)深度大，使用的鋼絲繩不能很好的滿足高強(qiáng)度的工作要求，或者是在鉆進(jìn)的過程中強(qiáng)提硬扭，鉆頭接觸不良等。事故的預(yù)防處理原則是：按照鉆孔的深度做好鋼絲繩的承受能力計(jì)算，選擇材質(zhì)好的鋼絲繩。在鉆孔時(shí)候注意安全的操作，可以使用打撈叉、鉤等器具。

3.3 樁基夾層和斷樁的預(yù)防

針對(duì)深度較大的根樁基礎(chǔ)，由于澆筑的時(shí)間較為長(zhǎng)，如果混凝土沒有實(shí)現(xiàn)及時(shí)的供應(yīng)，或者由于坍落度沒有很好的控制，都能夠造成樁基的混凝土流動(dòng)性減弱，使得灌注時(shí)候翻漿不到位而導(dǎo)致斷樁事故;在實(shí)施軟土層灌注的時(shí)候，假如沒有控制好泥漿的濃度，可能導(dǎo)致軟土層的塌陷事故，使得質(zhì)量得不到保障。預(yù)防事故發(fā)生的原則是：合理的處理好施工的安排，盡量要減少在高溫的環(huán)境下施工，加強(qiáng)攪拌工作，配置充足的運(yùn)輸機(jī)械，做好混凝土的監(jiān)管試驗(yàn)工作。

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