淺談橋梁鉆孔灌注樁的施工技術(shù)

郝淑賢

在橋梁結(jié)構(gòu)中，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式，以其適應(yīng)性強(qiáng)，成本適中，施工簡便等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于橋梁及其他領(lǐng)域。但由于影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的因素比較多，所以必須高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，以利于工程的順利進(jìn)展。鉆孔灌注樁多在水下及地下進(jìn)行，影響施工因素較多，很容易出現(xiàn)各種質(zhì)量缺陷，影響樁身的完整性和單樁的承載能力。為避免出現(xiàn)質(zhì)量事故，應(yīng)對(duì)鉆孔灌注樁施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，主要是對(duì)成孔質(zhì)量、鋼筋籠質(zhì)量和砼灌注質(zhì)量的控制，以確保工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。

一、采取隔孔施工程序

鉆孔混凝土灌注樁和打入樁不同，打入樁是將周圍土體擠開，樁身具有很高的強(qiáng)度，土體對(duì)樁產(chǎn)生被動(dòng)土壓力。鉆孔混凝土灌注樁則是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁，周圍土移向樁身土體對(duì)樁產(chǎn)生動(dòng)壓力。尤其是在成樁初始樁身混凝土的強(qiáng)度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，因此，采取較適應(yīng)的樁距對(duì)防止坍孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。

二、配制合適的泥漿

泥漿在成孔過程中主要起維護(hù)孔壁的穩(wěn)定的作用，維持鉆孔——地層間力的平衡，攜帶和懸浮鉆渣以及潤滑和冷卻鉆頭。泥漿的最大特點(diǎn)是循環(huán)過程中在壓差作用下能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁，循環(huán)停止時(shí)泥漿很快又轉(zhuǎn)為溶膠狀而懸浮巖屑，防止巖屑過多沉淀而引起孔內(nèi)事故。但若片面地追求用泥漿保護(hù)孔壁、加大泥漿比重，不但會(huì)使孔壁上的泥皮變厚，而且會(huì)給清孔和灌注砼造成困難；同時(shí)泥漿比重的加大意味著泥漿中固體顆粒含量加大，勢(shì)必加大管材、鉆頭、水泵缸套和葉輪等的磨損，降低其使用壽命，而且拖曳了鉆頭的進(jìn)尺，使得粘土、巖屑顆粒重復(fù)破碎，導(dǎo)致機(jī)械鉆速的下降。

施工中要嚴(yán)格控制泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)，在松散易坍塌地層（砂性土、砂卵石層等）鉆進(jìn)時(shí)泥漿比重為1.2～1.6較適合，在一般地層鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)控制在1.0～1.25。泥漿的含砂率越小越好，含砂率大時(shí)會(huì)降低粘度、增加沉淀、磨損鉆具，停鉆時(shí)易造成埋鉆、卡鉆事故。泥漿中最好加上足量純堿（Na2CO3）和聚乙烯。純堿的作用可使PH值加大，使土顆粒分散，使粘粒表面負(fù)電荷增加，為粘土吸收外界的正離子顆粒提供了條件，增加水化膜厚度，提高泥漿的膠體率和穩(wěn)定性，降低失水量；聚乙烯的作用是提高泥漿的使用性能。用純堿、聚乙烯加少量黃土配制成的泥漿用手抓粘而且有滴的感覺，可以大大提高效果。

三、確保樁身成孔垂直精度

這是灌注樁順利施工的一個(gè)重要條件，否則鋼筋籠和導(dǎo)管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，開始鉆孔之前應(yīng)用水平尺復(fù)核鉆機(jī)平臺(tái)，確保水平，鉆進(jìn)過程中要經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度，成孔后放下鋼筋探籠檢孔器進(jìn)行檢測(cè)、有條件的可用井斜超聲波測(cè)試。確保孔位中心偏差不得大于10cm，傾斜度不得大于1%孔深。

四、確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度

在護(hù)筒定位后及時(shí)復(fù)核護(hù)筒的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過程中自然地坪的標(biāo)高會(huì)發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上留出的長度來校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。

雖然鉆桿到達(dá)的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時(shí)泥漿比重控制不當(dāng)，或在提鉆具時(shí)碰撞了孔壁，就可能會(huì)發(fā)生坍孔、沉渣過厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測(cè)繩復(fù)核成孔深度，如測(cè)繩的測(cè)深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。

五、嚴(yán)格控制清孔質(zhì)量

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動(dòng)被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈，這就是泥漿的排渣和清孔作用。灌注水下砼前容許沉渣厚度為柱樁不大于10cm、摩擦樁不大于30cm；清孔后的泥漿性能指標(biāo)為含砂率4%～8%、比重1.1～1.25。清孔一般分兩次進(jìn)行，第一次在成孔完畢后立即進(jìn)行，以防止沉淀過多并降低孔壁上泥渣的厚度；第二次在下放鋼筋籠和砼導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行。兩次清孔后應(yīng)在30min內(nèi)灌注第一斗砼。

六、鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放

在驗(yàn)收中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上，這是由于鋼筋吊籠放后是暫時(shí)固定在鉆架底梁上的，因此，吊環(huán)長度根據(jù)底梁標(biāo)高的變化而改變，所以應(yīng)根據(jù)底梁標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。要注意鋼筋籠順利下放，沉放時(shí)不能碰撞孔壁；當(dāng)?shù)醴攀茏钑r(shí)，不能加壓強(qiáng)行下放，因?yàn)檫@將會(huì)造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應(yīng)停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒有垂直吊放，應(yīng)提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜，則要求進(jìn)行復(fù)鉆糾偏，并在重新驗(yàn)收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。

常用方法有接樁，補(bǔ)樁，補(bǔ)強(qiáng)，擴(kuò)大承臺(tái)（粱），改變施工方法，修改設(shè)計(jì)方案等。下面結(jié)合事故發(fā)生的原因分別介紹幾種方法的應(yīng)用情況。

（一）接樁法

當(dāng)成樁后樁頂標(biāo)高不足，常采用接樁法處理，方法有以下二種：1.開挖接樁。挖出樁頭，鑿去混凝土浮漿及松散層，并鑿出鋼筋，整理與沖洗干凈后用鋼筋接長，再澆混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。2.嵌入式接樁。當(dāng)成樁中出現(xiàn)混凝土停澆事故后，清除已澆混凝土有困難時(shí)，可采用此法。

（二）補(bǔ)樁法

樁基承臺(tái)（梁）施工前補(bǔ)樁，如鉆孔樁距過大，不能承受上部荷載時(shí)，可在樁與樁之間補(bǔ)樁。

（三）鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法

此法適應(yīng)條件是基身混凝土嚴(yán)重蜂窩，離析，松散，強(qiáng)度不夠及校長不足，樁底沉渣過厚等事故，常用高壓注漿法來處理，但此法一般不宜采用。高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)。樁身混凝土局部有離析，蜂窩時(shí)，可用鉆機(jī)鉆到質(zhì)量缺陷部位下一倍樁徑處，進(jìn)行清洗后高壓注漿。樁長不足時(shí)，采用鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)持力層標(biāo)高；對(duì)樁長不足部分注漿加固。

（四）擴(kuò)大承臺(tái)（梁）法

1.樁位偏差過大，原設(shè)計(jì)的承臺(tái)（梁）斷面寬滿足不了規(guī)范要求，此時(shí)采用擴(kuò)大承臺(tái)（梁）來處理。2.考慮樁上共同作用，當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可用擴(kuò)大承臺(tái)（梁）并考慮樁與天然地基共同分組上部結(jié)構(gòu)荷載的方法。需要注意的是在擴(kuò)大承臺(tái)（梁）斷面寬度的同時(shí)，適當(dāng)加大承臺(tái)（梁）的配筋。

（五）改變施工方法

樁基事故有些是因?yàn)槭┕ろ樞蝈e(cuò)誤或方式不當(dāng)所造成，處理時(shí)一方面對(duì)事故樁采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施；另一方面要改變錯(cuò)誤的施工方法，以防止事故的發(fā)生。常用的方法有以下二種。1.改變成樁施工順序。如樁布置太密不便施工時(shí)，可采用間隔成樁法。2.改變成樁方法。如成孔樁出現(xiàn)較大的地下水時(shí)，采用套管內(nèi)成樁的方法。

綜上所述，鉆孔灌注樁事故處理的方法很多，難度也較大，無論采取什么先進(jìn)的辦法處理都將對(duì)工程的進(jìn)度、質(zhì)量及施工企業(yè)的信譽(yù)帶來不可忽視的影響。因此，在鉆孔灌注樁施工中必須做到每個(gè)工序嚴(yán)格按照規(guī)范操作，水下混凝土灌注統(tǒng)一指揮、緊張而有序，對(duì)可能出現(xiàn)的問題制定切實(shí)有效的防范措施，盡最大努力防止事故的發(fā)生。endprint