王 磊

(河北省唐山市交通運(yùn)輸局公路工程處)

1 引言

鉆孔灌注樁是公路及城市橋梁建筑中常采用的一種形式，因其獨(dú)特已被廣泛采用。但鉆孔灌注樁屬于水下隱蔽工程，一般施工質(zhì)量效果無(wú)法直接觀察，雖然其施工工藝并不復(fù)雜，但施工中的每個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，會(huì)影響整個(gè)樁的質(zhì)量，一旦出現(xiàn)缺陷樁，處理起來(lái)也麻煩，往往影響工期，增加投資。因此，嚴(yán)格控制好鉆孔灌注樁每個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，是提高樁基質(zhì)量的關(guān)鍵。結(jié)合橋梁鉆孔灌注樁的施工過(guò)程，對(duì)施工中可能出現(xiàn)的事故因素提出了科學(xué)的預(yù)防措施和處理方案。

2 施工準(zhǔn)備和鉆孔過(guò)程中的控制

2.1 準(zhǔn)備場(chǎng)地

施工前應(yīng)將場(chǎng)地平整好，以便安裝鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔。在場(chǎng)地平整好后，放好樁位，在樁位上插入鋼釬后用混凝土澆固之;并在樁周設(shè)置護(hù)樁。

2.2 埋置護(hù)筒

埋設(shè)護(hù)筒的目的除了固定位置外，主要是隔開(kāi)地面水，并在鉆機(jī)內(nèi)造成一定高度的水頭，增加孔內(nèi)靜水壓力，以穩(wěn)定孔壁，并保持鉆孔內(nèi)泥漿表面高程，防止坍孔。在施工現(xiàn)場(chǎng)水位較深時(shí)一般采用鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒直徑大于設(shè)計(jì)樁徑的20～40cm，埋設(shè)入土深度在1.5m以上，高出水面(或地下水位)或施工水位1.5～2.0m，高出地面200mm，護(hù)筒中心應(yīng)與樁位重合，誤差不大于10mm，并經(jīng)監(jiān)理檢查核實(shí)后方可在其周邊填土嵌固。在遇到個(gè)別樁基護(hù)筒為砂層或淤泥層時(shí)，應(yīng)填筑部分粘土，并夯填密實(shí)，以防止回填不密實(shí)而漏水。

2.3 鉆機(jī)的安裝就位

鉆機(jī)安裝就位在操作平臺(tái)上后，應(yīng)檢查鉆機(jī)前后左右的位置是否正確，是否在一水平線上，鉆頭中心是否與鉆孔中心一致，鉆頭的直徑大小是否符合本樁孔的技術(shù)要求。

2.4 鉆孔

泥漿護(hù)壁是鉆孔操作中的關(guān)鍵工藝，對(duì)于有流砂覆蓋層的鉆孔樁更為重要，調(diào)制護(hù)壁泥漿及經(jīng)過(guò)循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況采用不同性能指標(biāo)。在初鉆時(shí)，并非愈快愈好，要經(jīng)常檢查鉆桿的垂直度，以保證鉆孔豎直，并且還在鉆孔過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機(jī)的水平位置狀況，每鉆進(jìn)一定深度要撈取渣樣，根據(jù)撈取的泥渣來(lái)確定地質(zhì)情況是否與設(shè)計(jì)提供的資料相符。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整泥漿的用量及濃度，注意水頭的調(diào)整，鉆孔泥漿應(yīng)始終高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m。鉆孔過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)如實(shí)填寫(xiě)好鉆孔過(guò)程中的原始記錄，應(yīng)盡量減少不必要的停鉆次數(shù)和時(shí)間，被迫停機(jī)時(shí)，要把鉆頭提出孔外，以免沉渣時(shí)間太久，卡死鉆頭而導(dǎo)致各種事故。

2.5 成孔

為了確保鉆孔質(zhì)量，要求成孔的孔位中心偏差不大于10cm，對(duì)孔徑、孔位傾斜度誤差不得大于1%孔深。采用高度為鉆孔直徑的5倍，外徑與鉆頭直徑相同，以鋼筋制成的籠式檢孔器，用片石壓重后進(jìn)行下沉檢查，若不能順利下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，說(shuō)明孔徑、孔深不足或孔位偏斜，可回填重鉆，以確保成孔質(zhì)量。當(dāng)鉆進(jìn)中遇到較大孤石、探頭石、傾斜巖層和粒徑懸殊的砂卵石層時(shí)，鉆頭所受阻力不均，會(huì)出現(xiàn)彎孔，影響鋼筋籠的吊裝和樁的質(zhì)量，應(yīng)回填粘土、砂卵石至彎孔以上1.0m，彎孔以上1.0～1.5m范圍內(nèi)回填片石，待沉積后，用低沖程糾偏，此時(shí)不宜用沖擊鉆頭直接修孔，以免卡鉆、坍孔。在松散粉砂土、流砂淤泥層中，應(yīng)選用相對(duì)密度較大的優(yōu)質(zhì)泥漿或投入塊度較小的片石，用低沖程沖擊使片石擠入孔壁，防止坍孔發(fā)生。鉆頭直徑磨耗達(dá)1.5 cm時(shí)應(yīng)及時(shí)更換修補(bǔ)，防止縮孔。鉆孔應(yīng)一次成孔，不得中途停頓。

2.6 清孔

在確定樁長(zhǎng)、直徑和垂直度無(wú)誤時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行清孔，清孔的主要目的是清除沉渣和沉淀層，盡量減少孔底的沉淀厚度，防止樁底存留過(guò)厚沉淀層而影響樁基承載能力。清孔分兩次進(jìn)行。首次是成孔結(jié)束后，讓鉆桿轉(zhuǎn)而不進(jìn)尺供漿對(duì)孔底進(jìn)行沖洗排渣，盡量使沉渣厚度小于設(shè)計(jì)或規(guī)范要求，且泥漿比重降到1.1～1.2以下;第二次清孔是在下放鋼筋籠和導(dǎo)管后在導(dǎo)管口加悶蓋注入高壓泥漿進(jìn)行清孔，使沉渣厚度小于設(shè)計(jì)或規(guī)范要求為止。清孔后的泥漿性能指標(biāo)為：含砂率小于4%，相對(duì)密度1.05～1.2，粘度為17～20Pas。清孔時(shí)，孔內(nèi)水位應(yīng)保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止鉆孔塌陷。清孔時(shí)要抓緊時(shí)間，防止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而引起沉淀過(guò)厚，或者引起坍孔。

2.7 鋼筋籠骨架的制作及下放

根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作鋼筋籠，施工中應(yīng)除銹、整直，根據(jù)骨架的長(zhǎng)度，主筋盡量用整根鋼筋，如須接頭，應(yīng)采用對(duì)焊。分段后的主筋接頭應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，保證同一截面內(nèi)的接頭數(shù)不多于主筋總根數(shù)的50%，兩個(gè)接頭的間距應(yīng)大于50cm。每節(jié)鋼筋籠搭接好后應(yīng)檢查搭接長(zhǎng)度，電焊長(zhǎng)度、寬度和厚度應(yīng)符合要求。清孔后及時(shí)吊放鋼筋籠，以免隔時(shí)過(guò)久沉渣厚度超過(guò)規(guī)定，鋼筋籠骨架垂直度偏差不大于1%L(L為鋼筋籠長(zhǎng))，宜整體吊放或分段吊放，所有接頭應(yīng)焊接順直，對(duì)準(zhǔn)孔位慢放。若遇阻礙可徐起徐落，正反旋轉(zhuǎn)，防止碰撞孔壁而引起坍塌。為防止鋼筋籠在灌注混凝土過(guò)程中發(fā)生掉籠，應(yīng)在其上端焊接4根與主筋直徑相同的鋼筋(或延長(zhǎng)主筋)，固定焊接在護(hù)筒頂部或施工平臺(tái)上，避免在灌注水下混凝土?xí)r發(fā)生鋼筋籠“上浮”現(xiàn)象。鋼筋籠入孔定位標(biāo)高允許誤差+5cm，灌注完后，樁上部混凝土初凝，應(yīng)撤除鋼筋籠的固定設(shè)施，使鋼筋籠同混凝土一起收縮。鋼筋籠吊裝就位，應(yīng)與孔壁保持設(shè)計(jì)的保護(hù)層距離，可在籠身上每隔2m于同一橫截面處對(duì)稱(chēng)設(shè)置4個(gè)鋼筋耳環(huán)。

3 水下混凝土灌注控制

3.1 混凝土配合比控制

鉆孔灌注樁水下混凝土澆筑是在不加任何振搗情況下，完全靠混凝土自重沿導(dǎo)管流入。因此對(duì)混凝土拌合物的和易性要求更嚴(yán)格。所以選擇水泥品種時(shí)優(yōu)先考慮保水性較好的水泥(普通水泥、硅酸鹽水泥)，細(xì)骨料選中砂(細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4～2.8范圍)，粗骨料宜選擇5～40mm連續(xù)級(jí)配的卵石。坍落度控制在18～22 cm，砂率在40% ～45%之間，水灰比為0.5～0.6。為改善混凝土的和易性，應(yīng)首選木鈣(屬緩凝型減水劑)。對(duì)使用的水泥砂石料，應(yīng)做配合比試驗(yàn)。配制強(qiáng)度應(yīng)較設(shè)計(jì)要求提高15%，認(rèn)真檢查混凝土和易性和抗壓強(qiáng)度及凝結(jié)時(shí)間，外加劑的摻量由試驗(yàn)確定。水泥用量減少不得超過(guò)未摻外加劑水泥用量的10%，且每立方米混凝土的水泥用量不得少于300kg。水泥的初凝時(shí)間為2 h?；炷恋陌韬蜁r(shí)間是一般混凝土的1.5倍。澆筑過(guò)程中，作好灌注記錄，每根樁應(yīng)做試件2組，并做好養(yǎng)護(hù)工作，以備混凝土強(qiáng)度評(píng)定。

3.2 導(dǎo)管的安裝

導(dǎo)管是灌注水下混凝土的主要工具之一，它的安裝型號(hào)大小、位置對(duì)水下混凝土灌注質(zhì)量成功與否起主要作用，因此導(dǎo)管下放前，應(yīng)做封閉壓水實(shí)驗(yàn)，以不漏水為原則。導(dǎo)管應(yīng)放于鋼筋籠中間，導(dǎo)管的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)施工實(shí)際情況來(lái)確定，導(dǎo)管底部到孔底應(yīng)有30～50cm的空間，孔口以上應(yīng)有一節(jié)導(dǎo)管加漏斗的高度，一般不小于4m，以利導(dǎo)管的拆除，并使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土有足夠的壓力。

3.3 首批混凝土澆筑控制

灌注樁施工是在泥漿液面下進(jìn)行的，它的主要要求是不允許泥漿與混凝土摻混，形成泥漿夾層。由于導(dǎo)管的管口埋在首批混凝土的深度要大于1m，導(dǎo)管的孔口離孔底的距離0.3～0.5m，所以首批混凝土儲(chǔ)量必須大于樁底部混凝土一次埋深1.5m所需的體積，宜取1.3的超灌量系數(shù)。

開(kāi)始灌注前，必須把隔水栓先放入導(dǎo)管用鐵絲吊在水面上，然后在其上灌注水泥砂漿和混凝土(加少量砂漿，避免粗骨料卡管)，只有當(dāng)料斗和導(dǎo)管中首批混凝土的儲(chǔ)量滿(mǎn)足上述要求，才能剪斷鐵絲，使首批混凝土一次落入孔底，將導(dǎo)管的孔口淹沒(méi)，形成隔水層。隔水栓被導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓出導(dǎo)管，以保證混凝土在無(wú)水的導(dǎo)管中呈現(xiàn)原狀送到孔底。以后混凝土不斷地通過(guò)導(dǎo)管的出口，進(jìn)入首批混凝土的下面，把首批混凝土及其上面的泥漿頂托上升，逐漸把樁孔用混凝土填滿(mǎn)。

3.4 灌注水下混凝土過(guò)程中間檢查

水下混凝土灌注應(yīng)連續(xù)澆筑，不得中斷，灌注速度要快，不得留施工縫，盡量縮短時(shí)間，保證在混凝土的初凝時(shí)間內(nèi)完成。為了防止導(dǎo)管的機(jī)械故障，對(duì)水下混凝土應(yīng)加入緩凝劑，同時(shí)對(duì)施工過(guò)程中的混凝土進(jìn)行抽樣，做混凝土試塊取樣檢查，經(jīng)常檢查混凝土的坍落度。灌注時(shí)導(dǎo)管埋置深度以2～4m為宜。灌注過(guò)程中，要定時(shí)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)外混凝土上升的高度，合理掌握導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度，切勿拔起過(guò)多，以免發(fā)生斷樁事故。導(dǎo)管中混凝土堵塞的原因，多為粗骨料粒徑偏大和提升導(dǎo)管灌注混凝土間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)所致，這一點(diǎn)要引起足夠的重視，最好是灌注混凝土與提升導(dǎo)管相結(jié)合，利用混凝土的沖擊加速其流動(dòng)?；炷恋陌柚啤⑦\(yùn)輸能力要加強(qiáng)，以縮短混凝土的灌注時(shí)間。要隨時(shí)測(cè)量并控制混凝土樁的頂面標(biāo)高，應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高40～100cm，以免發(fā)生樁頂標(biāo)高不夠的事故。因此，當(dāng)混凝土灌注到接近設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，要嚴(yán)格地控制混凝土的數(shù)量。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在橋梁鉆孔灌注樁的實(shí)際施工過(guò)程中，要認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)施工、驗(yàn)收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)分析歸納，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題制定出切實(shí)有效的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、防范措施及驗(yàn)收實(shí)施方案，每個(gè)工序都要嚴(yán)格按照規(guī)范操作，以便有效地控制施工質(zhì)量。

［1］ 桂業(yè)昆，邱式中.橋梁施工專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：人民交通出版社，2005.

［2］ 公路與橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)［S］.

［3］ 賈德勝.論鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)控制的實(shí)施［J］.西部探礦工程，2007，(4).