橋梁工程中沖擊鉆成孔灌注樁的施工技術(shù)

謝時(shí)會(huì)

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

橋梁工程中沖擊鉆成孔灌注樁的施工技術(shù)

謝時(shí)會(huì)

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

以實(shí)際工程為例，結(jié)合鉆孔灌注樁的實(shí)際特征，從施工前的準(zhǔn)備工作、鉆孔施工、鋼筋籠施工、混凝土澆筑施工等幾個(gè)方面對鉆孔灌注樁的施工措施進(jìn)行了探討，取得了良好的施工效果。

橋梁工程；沖卷機(jī)鉆成孔；灌注樁；施工技術(shù)

1 工程概況

某橋梁工程主橋使用預(yù)應(yīng)力混凝土變界面連續(xù)箱梁，公路設(shè)計(jì)等級為一級，設(shè)計(jì)橋面寬度為24.6 m，上幅和下幅分開，單幅橋梁的寬度為12 m。大橋使用整體式基礎(chǔ)作為大橋主墩，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)長度為35 m,直徑為1.6 m,過渡墩使用分離式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，使用混凝土鉆孔灌注樁進(jìn)行施工。

2 灌注樁施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備階段

(1)樁位的有效測定。施工初期施工團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人應(yīng)針對建設(shè)單位所提供的基準(zhǔn)點(diǎn)相關(guān)情況，借助一定的儀器進(jìn)行樁位的有效測定并將測量結(jié)果進(jìn)行匯總，上報(bào)監(jiān)理部門進(jìn)行審核。

(2)埋設(shè)護(hù)筒。按照設(shè)計(jì)圖紙的基本要求，為了避免在鉆孔時(shí)發(fā)生坍孔等不良現(xiàn)象，影響施工的順利實(shí)施，可采用挖埋法對旱地中的樁基護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)處理，對于深水區(qū)來說樁基護(hù)筒打入法效果更為顯著。

(3)泥漿的制備環(huán)節(jié)與凈化循環(huán)階段。在泥漿的制備中材料的選擇很關(guān)鍵，直接關(guān)系著泥漿的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，因此應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的粘土并在其中加入一定量外加劑，提高泥漿的性能。施工人員事先需將循環(huán)分離中所使用的器械像攪拌機(jī)、分離器等裝置準(zhǔn)確到位，以備不時(shí)之需。泥漿循環(huán)系統(tǒng)平面布置如圖1。

圖1 泥漿循環(huán)系統(tǒng)平面布置圖

2.2 鉆孔階段

2.2.1 反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔

(1)為了避免鉆頭發(fā)生堵塞現(xiàn)象，施工人員可在鉆孔前對鉆頭進(jìn)行預(yù)處理，首先將鉆頭提高到距孔底合適的距離后，使用真空泵對其內(nèi)部進(jìn)行注水處理，待完成后通過控制閥與放水閥裝置使管路處于封閉狀態(tài)；其次啟動(dòng)真空泵，將管路內(nèi)存在的氣體進(jìn)行徹底抽出，保持管路內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，從而將水引入到泥石泵中，等到泥石泵中注滿水后即可關(guān)閉真空泵，使泥石泵處于正常工作狀態(tài)。

(2)針對不同土層的實(shí)際情況采取行之有效的鉆進(jìn)方法。

(3)為了確保鉆進(jìn)速率的恒定，泥石泵的流量應(yīng)滿足一定的要求。

2.2.2 反循環(huán)沖擊鉆孔

(1)在進(jìn)行開鉆處理時(shí)需在孔內(nèi)灌注一定量的泥漿，若孔中有水可直接加入一定劑量的粘土，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。特別是對于護(hù)筒底部的土層區(qū)域由于地質(zhì)條件的制約，施工人員應(yīng)引起足夠的重視。開孔后待鉆機(jī)進(jìn)入一定距離后再進(jìn)行抽渣處理可有效避免不良現(xiàn)象的發(fā)生。

(2)針對不同土層的實(shí)際情況采取切實(shí)可行的鉆進(jìn)方法進(jìn)行施工。

(3)鉆孔工作不能間斷，需持續(xù)不斷進(jìn)行，若遇突發(fā)狀況不得已而中止鉆孔作業(yè)，施工人員必須在第一時(shí)間將鉆頭提起到一定的高度，以避免坍孔等現(xiàn)象對施工造成一定的影響。鉆進(jìn)過程中應(yīng)時(shí)刻關(guān)注土層的變化狀況，若發(fā)現(xiàn)存在異常應(yīng)及時(shí)上報(bào)主管部門，經(jīng)深入研究采取有效實(shí)施方案后方可進(jìn)行后續(xù)施工。

(4)鉆進(jìn)中不僅要確保孔內(nèi)水位高于地下水位一定距離，而且還要使水位低于護(hù)筒頂面合適的范圍，避免溢出現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.3 成孔作業(yè)的有效檢查

(1)樁孔成孔工作完成后對孔徑進(jìn)行有效檢查很關(guān)鍵，在檢查中應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，孔徑滿足施工要求后方可進(jìn)行后續(xù)階段的施工。

(2)采用標(biāo)準(zhǔn)錘檢測法對孔深部位進(jìn)行檢測。標(biāo)準(zhǔn)錘通常選擇的是錐型錘，不管是在直徑、質(zhì)量方面，亦或是高度方面都做出了明文規(guī)定，初次測量完成后對其進(jìn)行復(fù)查也是必不可少的環(huán)節(jié)。

2.3 首次清孔工作

(1)當(dāng)鉆孔高度滿足施工需求后施工人員要及時(shí)做好清孔工作的有效處理。

(2)采取抽漿換漿法進(jìn)行清孔處理。首先應(yīng)將鉆頭置于孔底一定距離，根據(jù)需求采取合適的速率鉆動(dòng)鉆頭，在鉆動(dòng)中一方面通過泥石泵的作用將多余的漿液排出孔外，另一方面向孔內(nèi)補(bǔ)充已凈化的泥漿，直至孔底雜物被徹底清理后方可停止。

(3)在進(jìn)行清孔工作中需滿足以下條件：①所排出的泥漿顆粒大小應(yīng)控制在合適范圍內(nèi)，而且含砂率也要有效控制；②孔底沉碴厚度不同部位的要求也要參照施工具體要求進(jìn)行比對；③清孔工作的開展應(yīng)有效化。

2.4 鋼筋籠制作安裝階段

(1)鋼筋籠的制作是根據(jù)工程所需分節(jié)完成的。為了避免螺旋筋綁扎遇到阻礙，可將加勁筋置于主筋內(nèi)側(cè)。

(2)因?yàn)殇摻罟羌鼙戎卮螅虼嗽谑┕ぶ锌蛇x擇分節(jié)制作與安裝的方法。在實(shí)施過程中為了確保鋼筋籠質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求，施工人員應(yīng)重視各個(gè)階段的施工，防止變形等不良現(xiàn)象的發(fā)生。

(3)當(dāng)首節(jié)骨架置于加勁筋位置時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程所需穿進(jìn)工字鋼，并將鋼筋支撐在工字鋼部位，使首節(jié)骨架與第二節(jié)骨架進(jìn)行有效連接。待骨架達(dá)到實(shí)際標(biāo)高時(shí)將其定位于孔中心，繼而完成鋼筋籠的安裝工作。

2.5 第二次清孔

在安放鋼筋籠與導(dǎo)管工作開始前會(huì)有一個(gè)短暫的空閑時(shí)間，在此期間孔底會(huì)產(chǎn)生一定量的新碴，這時(shí)施工人員應(yīng)采取有效的措施對其進(jìn)行處理，等到鋼筋籠與導(dǎo)管準(zhǔn)備就緒后，再借助導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔工作。清孔方法列舉如下：首先可在導(dǎo)管頂部設(shè)置一個(gè)易于彎曲的皮籠，便于將泥漿注入導(dǎo)管內(nèi)；其次從孔底順著導(dǎo)管方向?qū)⒊敛赀M(jìn)行有效處理；最后等所有的指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)相關(guān)需求清孔工作即可完成。第二次清孔過程中，風(fēng)壓力P根據(jù)下述公式進(jìn)行計(jì)算

P=rs·h0/1000+ΔP

在公式中，rs指的是泥漿的比重，kN/m3，取1.2；ΔP指的是供氣管道壓力損失，取0.06～0.1 MPa,m；h0指的是混合器沉沒深度，m。

2.6 灌注水下混凝土

在進(jìn)行水下混凝土灌注中直升導(dǎo)管法的應(yīng)用大大增強(qiáng)了施工成效性。在該方法中導(dǎo)管主要采用的是厚度一定、直徑適合的鋼管組成的，管端部位借助法蘭螺栓等構(gòu)件進(jìn)行加固處理，接頭部位使用密封性能優(yōu)良的橡膠圈。導(dǎo)管使用前對其進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)很重要。為了確保首批混凝土可以成功封底，結(jié)合孔深、樁徑、泥漿比重、導(dǎo)管顳部直徑等對首批灌注混凝土方量進(jìn)行計(jì)算，并按照計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)行首灌大料斗的制作，并使用自制的圓形泡沫板放到導(dǎo)管口。導(dǎo)管埋設(shè)深度控制在2～6 m,導(dǎo)管口和孔底保持0.3～0.5 m。第一批澆灌的混凝土?xí)r，導(dǎo)管的深度要達(dá)到1 m以上，并按照下述公式計(jì)算第一批澆筑的混凝土數(shù)量

V=H1×πd2/4+Hc×πD2/4

在上述公式中，d指的是導(dǎo)管的直徑大小，D指的是鉆孔樁的直徑大小，HC指的是第一批需要澆筑的混凝土面和孔低高度=導(dǎo)管底至孔低高度+導(dǎo)管埋設(shè)深度(1 m)，H1指的是混凝土距離水平的高度。澆筑混凝土之前，要準(zhǔn)確對混凝土方量進(jìn)行計(jì)算，然后制作相應(yīng)的漏洞，保證封底施工順利完成。封底達(dá)到要求后，即可進(jìn)行灌注施工，進(jìn)行灌注時(shí)，要根據(jù)規(guī)范要求開展，隨時(shí)對導(dǎo)管埋設(shè)深度和混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測， 為了避免溢漿現(xiàn)象的發(fā)生，可增加泥漿含量使其處于凝固狀態(tài)。采用測量錘對混凝土標(biāo)高進(jìn)行有效測量。

3 鉆孔灌注樁的常見問題及應(yīng)對策略

3.1 坍孔現(xiàn)象的處理

若在施工中遇到孔口塌方現(xiàn)象時(shí)，施工人員應(yīng)在第一時(shí)間將護(hù)筒進(jìn)行有效拆除并回填鉆孔，對護(hù)筒按照常規(guī)埋設(shè)方式進(jìn)行重新處理后方可進(jìn)行正常鉆孔。若遇到孔內(nèi)坍塌現(xiàn)象，施工人員首要的一步是明確塌方的具體位置，使用粘土等負(fù)荷坍孔部位進(jìn)行回填處理，直到回填物沉積到符合施工要求后方可進(jìn)行鉆進(jìn)處理。

3.2 斜孔問題的應(yīng)對措施

為了有效避免斜孔情況的發(fā)生，施工人員在進(jìn)行鉆機(jī)安裝中要確保轉(zhuǎn)盤、鉆桿的卡孔以及護(hù)筒中心處于豎直線上，在施工中若發(fā)現(xiàn)存在偏差應(yīng)立即進(jìn)行更正。對一些軟土層區(qū)域施工中要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速率，使用一定強(qiáng)度的混凝土或者其他材料進(jìn)行填充處理后在進(jìn)行鉆進(jìn)效果更佳。

3.3 漏漿鉆孔的有效解決策略

施工中造成漏漿現(xiàn)象的原因是多方面的，像護(hù)筒埋置不科學(xué)、護(hù)筒接縫部位處理不當(dāng)?shù)取＝鉀Q的主要方法是投放大量的小片石置于護(hù)筒內(nèi)，從而增強(qiáng)泥漿的實(shí)際濃度，繼而將小片石通過相互作用擠入護(hù)筒中存在縫隙部位，提高其密實(shí)度。

[1] 朱福．鉆孔灌注樁砼環(huán)蝕分析及其防治措施的探討[J]．山西交通科技，2012,(4):47-49．

[2] 劉玉忠，程建強(qiáng)，劉玉祥．淺談鉆孔灌注樁的施工監(jiān)理[J].西部探礦工程，2011,(4):52.

2016-04-28

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