橋梁水下灌注樁施工技術及斷樁處理

李希順 吳衛(wèi)星 張曉輝 琚龍昌 袁賓

【摘要】 橋梁混凝土灌注樁樁基的成孔，及混凝土灌注前對成孔的施工處理是保證橋梁樁基符合設計要求的重要環(huán)節(jié)，而斷樁的處理在保證設計指標的同時，為橋梁的安全性、經(jīng)濟性探索了一條路徑。

【關鍵詞】混凝土灌注樁；清孔；斷樁處理

Bridge Pile Construction Underwater Technology and Broken Pile Treatment

Li Xi-shun1，Wu Wei-xing2，Zhang Xiao-hui3，Ju Long-chang2，Yuan Bin2

（1.Weihui Municipal CorporationWeihuiHenan453100；

2.Henan Provincial People's Victory Canal AuthorityXinxiangHenan453003；

3.Henan Branch source of water conservancy construction detection LtdZhengzhouHenan450003）

【Abstract】Hole Bridge concrete pile pile， and before the pouring of concrete into the hole on the construction process is to ensure compliance with the design requirements of Bridge Pile important part of treatment of broken pile and in the same time to ensure that the design specifications for the safety of the bridge， economic explore a path.

【Key words】Concrete pile；Khong；Broken Pile Treatment

1. 灌注樁鉆孔技術要求

橋梁灌注樁鉆孔成型后，應進行清孔，首先要檢測泥漿性能的各項指標是否合格，清孔后泥漿指標范圍應控制在相對密度為1.03～1.10；粘度17～20Pa.s；含砂率≤2%；膠體率≥98%。

1.1清孔方法有換漿，抽漿，掏石渣，空壓機噴射，砂漿置換等，可根據(jù)具體情況選擇使用。在清孔排查時，必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。

1.2不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔。孔徑的檢測標準應控制不小于設計樁徑。孔的中心位置控制誤差，群樁在±100mm，單排樁在±50mm。孔深的控制，摩擦樁、支承樁不小于設計規(guī)定。

1.3泥漿及石渣的沉淀厚度摩擦樁應符合設計要求，當設計無要求時，對于直徑≤1.5m的樁≤300mm；對樁徑>1.5m或樁長>40m或土質(zhì)較差的樁≤500mm；支承樁不大于設計規(guī)定。

2. 鋼筋籠吊裝就位的技術要求

2.1長樁鋼筋籠宜分段制作，分段吊裝。分段長度應根據(jù)吊裝條件確定，應確保不變形，鋼筋接頭應錯開。

2.2在鋼筋籠骨等外側(cè)設置控制保護層厚度的導向鼻定位筋，其間距豎向為2m，橫向圓周不小于4處，鋼筋籠頂端應設置吊環(huán)。

2.3骨架入孔一般用吊車，無吊車時，可采用鉆機鉆架，灌注塔架，起吊應按鋼筋籠長度編號入孔。

2.4鋼筋籠骨架的制作和吊放允許偏差，主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm；骨架外徑±10mm，骨架傾斜度±0.5%；骨架保護層厚度±20mm。骨架中心平面位置20mm；骨架頂端高程±20mm，骨架底面高程±50mm。其次，應對孔深、孔徑和設計標高進行檢測，若各項指標完全符合設計要求后，再進行鋼筋籠吊入。在灌注水下混凝土之前，應再次檢測孔內(nèi)泥漿性能指標和孔底沉淀厚度，如超過規(guī)定，應進行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。

3. 灌注水下混凝土的幾點要求

3.1保證用電，配備應急用電設備。灌注水下混凝土的攪拌機能力，應能滿足樁孔在規(guī)定時間內(nèi)灌注完畢。灌注時間不得長于首批混凝土初凝時間，若灌注時間長于首批混凝土初凝時間，則應摻入緩凝劑。

3.2水下灌注混凝土易采用混凝土攪拌運輸車運送，保證連續(xù)澆筑，要計算運距、澆筑時間合理安排運輸車輛，下料時觀察混凝土的流動性、和易性、砂石料不能有離析等現(xiàn)象。

3.3灌注時，首批混凝土的數(shù)量應滿足導管首次埋置深度（≥1.0m）和填滿導管底部的需要。所需混凝土數(shù)量可參照公式計算：

V≥πD2/4（H1+H2）+πd2/4h1 （1）

式中：V——灌注首批混凝土所需數(shù)量（m3）；

D——樁孔直徑（m）；

H1——樁孔底至導管底端間距，一般為0.4m；

H2——導管初次埋置深度（m）；

d——導管內(nèi)經(jīng)（m）；

h1——樁孔內(nèi)混凝土達到埋置深度H2時，導管內(nèi)混凝土樁平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m）；

即 h1=HWrw/rc 。

HW——井孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）；

rw——井孔內(nèi)水或泥漿的重度（KN/m3）；

rc——混凝土拌合物的重度（取24KN/m3）；

3.4混凝土拌合物運至灌注地點時，應檢查其均勻性和坍落度等，如不符合要求，應進行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求，不得使用。

3.5首批混凝土拌合物下落后，混凝土應連續(xù)灌注。在灌注過程中，應經(jīng)常檢測井孔內(nèi)混凝土面的位置，及時調(diào)整導管埋深。

3.6為防止鋼筋骨架上浮，當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時，應降低混凝土的灌注速度。當混凝土拌合物上升到骨架底4m以上時，提升導管，使其底高于骨架底部2m以上，即可恢復正常灌注進度。

3.7灌注的樁頂標高應比設計高出一定高度，一般為0.5～1.0m。以保證混凝土強度，多余部分接樁前必須鑿除，殘余樁頭應無松散層。

4. 水下灌注樁施工出現(xiàn)阻管斷樁現(xiàn)象的幾種情況

4.1導管內(nèi)徑過細（通常在200～350mm之間）或?qū)Ч苊芊獠粐溃斐勺枞Ч苁褂们皯M行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴禁用壓氣試壓。進行水密試驗的水壓不應小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應小于導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大內(nèi)壓力P的1.3倍，P可按公式計算：

P=rchc-rwHw （2）

式中：P——導管可能受到的最大壓力（KPa）；

hc——導管內(nèi)混凝土樁最大高度（m），以導管全長或預計的最大高度計；

HW、rw、rc 符號意義同公式（1）。

4.2導管分節(jié)過長（通常埋深在2～6m）提不出導管。

4.3混凝土拌和物和易性不好，在運輸過程中，運距過遠，造成離析和泌水現(xiàn)象。灌注時應保持足夠的流動性，其塌落度宜控制在180～220mm之間。

4.4混凝土灌注時間過長，造成導管內(nèi)混凝土初凝阻塞或混凝土拌合物內(nèi)有大塊物質(zhì)阻塞導管等。

5. 橋梁灌注樁的斷樁缺陷處理方法

樁基在水下灌注過程中，無論是什么原因造成導管阻塞，都需要進行處理。

5.1用水泵或泥漿泵將孔內(nèi)的水（泥漿混合物）抽干，在確保無塌孔施工安全的情況下，用吊車或成孔設備，逐節(jié)拔出導管，導管拔不出時，用人工順導管下到孔內(nèi)混凝土灌注層面，用焊機或氣割機，可將導管的最下端割掉，并拔出孔外，然后用人工從鋼筋籠內(nèi)下到斷面處，將斷面處的混凝土向下鑿除30cm左右，并把鑿除的混凝土清除孔外，將新鑿面清掃干凈，用清水沖刷斷面。在斷面處用1：1的水泥砂漿涂抹2～3cm厚，水泥用同廠家、同標號產(chǎn)品，便于上下混凝土拌合物粘接。按程序繼續(xù)灌注混凝土，在灌注時可分層用插棒振搗，振搗高度不低于2米即可。

5.2做好施工記錄，留好影像資料，并做缺陷備案。此方法，簡單易行，便于操作，樁基質(zhì)量有保證，無后遺癥，通過對十幾根斷樁的處理，并經(jīng)河南省交通設計院試驗室對每個經(jīng)過處理后的樁基做大應變承重試驗和超聲波聲測試驗，均符合設計承重數(shù)值和達到聲測Ⅰ類樁標準。從而減少了許多斷樁缺陷處理的復雜程序，節(jié)約了資源，并保障了工程順利進行。

6. 結語

橋梁水下灌注樁施工中，要從施工放線、鉆孔、清孔、放置鋼筋籠、混凝土導管、灌注混凝土等環(huán)節(jié)入手，每一施工步驟都要按施工規(guī)范進行，做好施工記錄，及時發(fā)現(xiàn)阻管斷樁現(xiàn)象，當出現(xiàn)斷樁時，按上述方法進行處理，就能避免廢樁，保證橋梁樁基安全、減少工程浪費，通過對十幾根斷樁的處理，經(jīng)檢測均能達到設計承重數(shù)值和聲測Ⅰ類樁的標準。

參考文獻

[1]《公路橋涵施工技術規(guī)范》﹙JTJ041-2000﹚.

[作者簡介] 李希順（1962-）男，籍貫：河南新鄉(xiāng)市人，職稱：高級工程師，目前從事南水北調(diào)中線工程路橋?qū)I(yè)監(jiān)理工程師。