劉士宏,徐 旭

(1.八五一○農(nóng)場;2.哈爾濱農(nóng)墾交通局)

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便等特點仍將被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其他工程領(lǐng)域。灌注樁屬于隱蔽工程,但由于影響灌注村施工質(zhì)量的因素很多,對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求,對各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮,若稍有不慎或措施不嚴(yán),就會造成重大損失、直至影響工期并對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

1 工程概況

某高速公路主線橋橋臺基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁設(shè)計,設(shè)計樁長 21m,直徑 1.2m,底部 8m深為中砂礫層,鉆孔灌注樁完成后,在進行樁基小應(yīng)變檢測時發(fā)現(xiàn) 0#臺在樁長 175～18.0m處無樁長反應(yīng),根據(jù)小應(yīng)變波形圖判斷,確定該樁為“短”樁或斷樁。

經(jīng)對該樁鉆孔鉆桿的長度以及孔深檢測和灌注混凝土?xí)r埋設(shè)導(dǎo)管長度的原始記錄進行分析后發(fā)現(xiàn),該樁實際施工長度已達(dá)到 21m,不可能為短樁,應(yīng)是斷樁,至于斷層以下樁長無檢測應(yīng)變波的反映,只能是斷層比較嚴(yán)重。根據(jù)該樁所斷位置接近樁底,已經(jīng)超過零彎矩點以下的特點,決定使用壓漿補強法進行處理。

2 補強處理過程

2.1 施工準(zhǔn)備

首先時確現(xiàn)場處理時的各道工序負(fù)責(zé)制,并委派專業(yè)工程師對處理過程進行全過程不間斷的控制,保證處理質(zhì)量。其次準(zhǔn)備好所需鉆孔、壓漿等機具,由于施工現(xiàn)場極不平整,加上灌注樁的樁頭外露鋼筋擋視,須在該樁頭上部搭設(shè)一個懸空工作平臺,以保證鉆孔、壓漿作業(yè)。

2.2 鉆孔取芯近一步檢查驗證

由于斷層較深近樁底,因此鉆機在鉆孔過程中一定要不停地對鉆機主軸進行垂直度校正,防止鉆孔到不了 175～18.0m處就斜到樁壁以外,無法安排下道工序。同時,在鉆機(可選用混凝土取芯機 G-210型)鉆孔取芯過程中,要對每節(jié)混凝土芯樣進行認(rèn)真分析總結(jié),密切關(guān)注芯樣的變化情況?，F(xiàn)場情況表明,該樁取芯到 18m以上都完好無損,且無夾泥,混凝土的強度也較好,而在 18m后無完整的混凝土,芯樣中除蜂窩狀夾帶個別石料且很不成型的砂漿外,幾乎就是中粗砂。這說明了兩點,其一是小應(yīng)變檢測和實際是相吻合的,基本反映了工程的實際情況;其二證實了該樁鉆孔深度達(dá)到了設(shè)計深度 21m,只是在灌注第一盤混凝土?xí)r沒有封住導(dǎo)管,加上沉淀過快,導(dǎo)管在混凝土開盤前已經(jīng)被中粗砂礫淤埋,之后在操作導(dǎo)管時可能過提,沒有被及時發(fā)現(xiàn)或重視,導(dǎo)致該底樁在 3m范圍內(nèi)混凝土沒有成型,發(fā)生斷樁。

2.3 孔底清淤

根據(jù)上述鉆孔取芯結(jié)果,表明樁底淤積了中粗砂,決定采取清空樁底淤積中粗砂后灌注高標(biāo)號水泥進行置換處理。但是采用 7 cm的鉆桿要將樁底約 35m3的中粗砂清空是有很大難度的,尤其在中粗砂地質(zhì)中鉆進很容易發(fā)生埋鉆事故,因此,要加大清孔頻度。在清孔過程中要安排專人對泛砂不停地進行排除清理,根據(jù)清出的中粗砂的總量統(tǒng)計,在清孔 6 h后基本排盡了孔底 35m3的中粗砂,之后孔口周壁泛砂已很少,且從孔中涌出大量呈白色的、和清孔時配制的泥將幾乎一樣的泥漿,這就可以判定孔底基本排盡中粗砂。為了防止孔周壁中粗砂的涌入,在壓漿前不能停止清孔。

2.4 壓漿處理

為了保證壓漿能一次性成功,應(yīng)先計算壓漿所需的525#水泥用量。在配制水泥漿時,盡可能按高標(biāo)號配制,但水泥漿過稠會導(dǎo)致壓注困難,通過多次配制壓注實驗,最后確定水泥漿配制比例為1∶1。剛開始壓注時,將鉆頭埋設(shè)到樁底 205m處,在壓注過程中,特別要注意對孔口壁的封閉,不能讓水泥漿外溢,只能有少許泥漿甚至清水流淌出來,直到無法壓注為止。隨后打開封裝的孔口壁,這時候如孔口壁處突然冒出大量水泥漿,與注入的配制水泥漿基本一致,補注水泥漿即可停止。為防止在 175m處有新的斷層或蜂窩現(xiàn)象產(chǎn)生,應(yīng)將鉆頭定位于 175～18m處進行二次補漿,直到壓注不動為止,然后慢慢提鉆并不斷壓漿到樁頂。經(jīng)過2 h壓注,壓力達(dá)到 2MPa,共用去 2.1m3的水泥漿。

2.5 二次取芯驗證

壓注水泥漿屬地下隱蔽工程,具體效果如何,只能通過再次取芯檢測。為了減少二次取芯的難度和費用,待水泥漿終凝后 12 h即在原孔位取芯驗證。二次取芯驗證的孔位確定要根據(jù)具體情況而定,二次取芯同樣要注意鉆桿的垂直度及 175～18m處的芯樣質(zhì)量。經(jīng)過觀測,從樁頂?shù)綐兜?21m處的芯樣都完好密實。待該樁底壓漿強度成型后,再次安排對該樁進行小應(yīng)變檢測,檢測表明樁長 21.0m,且被判為質(zhì)量較好的 A類樁。

3 其他幾種斷樁處理措施

3.1 原位復(fù)樁

對在施工過程中及時發(fā)現(xiàn)和超聲波檢測出的斷樁,采用徹底清理后,在原位重新澆筑一根新樁,做到較為徹底處理。此種方法效果好、難度大、周期長、費用高,可根據(jù)工程的重要性、地質(zhì)條件、缺陷數(shù)量等因素選擇采用。

3.2 接樁

首先對樁進行聲測確定好混凝土的部位;其次,根據(jù)設(shè)計提供的地質(zhì)資料,確定井點隆水-開挖-素混凝土進行護壁,護壁內(nèi)Ф12的鋼筋箍圈以 20 cm間距進行布置。第三,挖至合格數(shù)處利用人工鑿毛,按挖孔法混凝土施工方法進行混凝土的澆筑。

3.3 樁芯鑿井法

這種方法說起來容易做起來難,即邊降水邊采用風(fēng)鎬在缺陷樁中心鑿一直徑為 80 cm的井,深度至少超過缺陷部位,然后封閉清洗泥沙,放置鋼筋籠,用挖孔混凝土施工方法澆筑膨脹混凝土。此方法日進度 0.6m,如果遇到個別樁水處理不好、降不下去,更是困難重重,導(dǎo)致質(zhì)量、工期和經(jīng)濟的重大損失。

4 鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。部頒《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn) JTJ07198》對鉆孔灌注樁的質(zhì)量作了嚴(yán)格的要求,增加了 6.3.15和 6.3.16條,明確規(guī)定了鉆孔的確認(rèn)。對鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制,在現(xiàn)時代仍應(yīng)強調(diào)以下幾點。

(1)對質(zhì)量控制應(yīng)注重預(yù)防為主,即在施工前做好充分準(zhǔn)備工作,制定相應(yīng)的防范措施,并責(zé)任到人。

(2)嚴(yán)把隊伍進場關(guān)?！耙涣麝犖橥稑?biāo)、二流隊伍進場、三流隊伍干活兒”的現(xiàn)象在建筑市場上仍然存在。只有從嚴(yán)把關(guān),使一流人才、先進的工藝,過硬的設(shè)備進場,就為優(yōu)良工程打下了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(3)嚴(yán)把檢測關(guān)。橋梁鉆孔灌注樁無破損檢測是確保施工質(zhì)量的一個重要技術(shù)檢測手段,具體做法是:對承擔(dān)本工程樁基無破損檢測任務(wù)的單位和個人進行資格審查;逐根樁作超聲波去檢測;對處理后的缺陷樁做二次聲測,若聲測仍有缺陷,則該樁再輔以承載試驗(大應(yīng)變),以確保成樁質(zhì)量及工程的安全性。

5 結(jié) 論

(1)鉆孔灌注樁在施工過程中,發(fā)生斷樁、短樁或其他質(zhì)量缺陷也是正常的,但處理一定要認(rèn)真,盡量將事故消滅在萌芽狀態(tài)。若發(fā)生了這類事故,要對樁底的斷層位置、地質(zhì)、鉆孔成孔狀況及當(dāng)時原始記錄加以認(rèn)真分析,處理后必須要再進行驗證。建議對樁體采用三點壓漿法(三點成等邊三角形,若樁徑 1.2m,邊長可取 60 cm布設(shè))處理,以保證斷層處通過取芯壓漿后能夠充分密實,達(dá)到樁體完好的程度。

(2)為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象,在施工過程中,要控制好灌注工藝和操作,抽動導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要適中,保證有程序的拔管和連續(xù)灌注,升降的幅度不能過大,如大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖帽孔壁,導(dǎo)致孔壁下墜或坍落,樁身夾泥,這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。在灌注過程中必須每灌注 2m3左右測一次混凝土面上升的高度,確定每段樁體的充盈系數(shù),確保樁身混凝土的充盈系數(shù)必須大于 1.0。