大直徑長樁樁墩一次成型施工技術

楊 中 委， 周 俊

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 工程概述

紅星路南延線K8+960橋梁工程中的主橋跨徑布置為40 m+60 m+40 m，長140 m。橋梁分三幅布置，橫斷面道路中心線左右對稱。橋梁縱坡通過橋梁墩臺帽起坡，橫坡由箱梁腹板高度變化形成。橋梁下部結構采用重力式橋臺，柱式橋墩。A0橋臺采用樁基礎，樁長15 m、樁徑1.5 m，共21根，橋臺兩側設置側墻；A3橋臺采用擴大基礎，橋臺兩側設置側墻。橋墩采用樁基礎，樁長40 m，樁徑2.2 m，共14根。跨河橋采用兩期開挖方式成型，第一期開挖至墩柱設計高程，采用一樁到頂的方式成孔，第二期河道開挖將挖出14 m的樁基作為橋墩，因此，對樁上部14 m屬于墩柱部分的外觀、質量要求很高。地勘在鉆孔深度范圍內所揭露的地層為第四系全新統(tǒng)人工填土層和白堊系上統(tǒng)灌口組基巖層，樁底持力層為微風化砂質泥巖區(qū)。

2 旋挖鉆孔灌注樁施工工藝

2.1 護筒的制作與埋設

本工程鉆孔灌注樁施工采用旋挖鉆機、孔口護筒方案。鋼護筒采用厚度為10 mm的Q235B鋼板卷制而成，護筒直徑比鉆孔樁直徑大20～40 cm。根據周圍土質及水位，護筒制作長度為2 m。埋設時，高出地面30 cm，埋入地下1.7 m或3.7 m，將平面位置誤差控制在5 cm之內，豎直線傾斜度在1%內，鋼護筒采用全站儀放線定位，鉆機開挖埋設。

2.2 鉆孔施工

本工程采用“一樁到頂”的結構形式，橋墩為后期開挖的樁基部分，因此，對樁基的垂直度有很高的要求。樁基垂直度除采用常規(guī)控制方法外，還應每隔10～15 m增加一根穩(wěn)桿器，以減少鉆桿的擺動，保證樁基的垂直度。鉆孔施工控制要點如下：

(1)鉆機的控制。鉆進時，應視土層情況加壓，開始應輕壓力、慢轉速，逐步轉入正常。一般土層按鉆具自重鋼繩加壓，不超過10 kN；基巖中鉆進為15～25 kN。鉆機轉速：對于合金鉆頭，為180 r/min；鋼粒鉆頭為100 r/min。在松軟土層中鉆進時，應根據泥漿的補給情況控制鉆進速度；在硬土層或巖層中的鉆進速度以鉆機不發(fā)生跳動為準。

(2)垂直度控制：在鉆進過程中，每隔1～2 m檢查一次成孔的垂直度，若地質情況復雜，應0.5～1 m檢查一次；如發(fā)生偏斜，應立刻停止鉆進，采取措施進行糾偏并做好相關施工記錄。

(3)樁基成孔控制:由于P1/P2橋墩樁基在上部結構完成后，再開挖14 m樁基做為橋墩，施工時需注意樁基外觀質量控制。樁基前20 m范圍內慢速鉆進，增加掃孔次數，隨時檢查泥漿稠度，鉆頭出渣時應減速慢提，降低擴孔發(fā)生的幾率。在成孔深度達到設計要求后，應盡快進行鉆機移位、終孔驗收工作。從清孔停止至混凝土開始澆灌，應控制在1.5～3 h，一般不超過4 h，否則應重新清孔。

2.3 鋼筋籠的制作及安裝

鋼筋籠的制作應根據各個樁孔的不同深度并結合鋼筋的實際長度分節(jié)制作，分節(jié)吊裝，現場拼裝。鋼筋接頭采用直螺紋連接。鋼筋籠上下主筋位置應對正，保證鋼筋籠上下軸線一致。

將檢測管固定在鋼筋籠上，用封口膠布將接頭處包裹嚴實，以防止泥漿或水泥漿滲入到檢測管而堵管，并保證檢測管平直，減少檢測誤差。

2.4 C30水下混凝土的灌注

樁基水下混凝土采用導管法澆筑。導管采用φ300×10 mm的無縫鋼管制成，采用螺紋連接，使用前應進行水密性試驗。灌注前，對孔底沉淀層厚度應再進行一次測定。如厚度超過規(guī)定，可把高壓空氣導入導管底部向孔底噴射3～5 min使沉渣懸浮，然后立即灌注首批水下混凝土。水下混凝土坍落度宜控制在18～22 cm范圍內。

成功封底后，混凝土灌注應連續(xù)進行，不得中途停止，否則應分析原因并處理。在整個灌注過程中，將導管埋入混凝土的深度一般控制在2～6 m以內。灌注水下混凝土時，及時檢測所灌注混凝土面的高度，以掌握導管埋深和樁頂標高。同時，應設專人注意觀察導管內混凝土下降和井孔水位上升，及時測量并復核孔內混凝土面的高度及導管埋入混凝土的深度，做好詳細的混凝土施工灌注記錄，正確指揮導管的提升和拆除。

2.5 墩柱外形修飾

根據本工程特點、旋挖鉆機相關技術特點和墩柱外形要求，需對二次開挖基坑露出部分采用打插筋作鋼筋骨架，外掛鋼筋網片，澆筑比樁基直徑大20 cm的同等級混凝土并對墩柱外形與垂直度進行二次修飾，以保證墩柱的外觀質量與垂直度。在修飾后的墩柱外涂刷一道環(huán)氧封閉漆、丙烯酸脂肪族聚氨酯漆兩道，對墩柱外形進行修飾。

3 鉆孔灌注樁施工的質量通病及防治措施

3.1 樁底沉渣量過大

原因：檢查不夠認真，清孔不干凈或沒有進行二次清孔。

防治措施：(1)認真檢查，采用正確的測繩與測錘；(2)一次清孔后，對于不符合要求的要采取以下措施進行清理：如改善泥漿性能，延長清孔時間等進行清孔；(3)在下完鋼筋籠后，再次檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，應進行二次清孔。二次清孔可利用導管進行，準備一個清孔接頭，一頭可接導管，一頭接膠管，在導管下完后，提離孔底0.4 m，在膠管上接泥漿泵直接進行泥漿循環(huán)。

3.2 斷樁與夾泥層

原因：(1)泥漿過稠，增加了灌注混凝土的阻力，發(fā)生導管堵塞、流動不暢等現象，有時甚至灌滿導管還是不行，最后只好提取導管上下振擊。由于導管內儲存了大量混凝土，其一旦流出，其勢甚猛。在混凝土流出導管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層；(2)在灌注混凝土過程中，因導管漏水或導管提漏，造成夾泥層和斷樁；(3)灌注時間過長，上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而泥漿中殘渣不斷沉淀積聚在混凝土表面，造成堵管或導管拔不上來而引發(fā)斷樁事故；(4)導管埋得太深，拔出時底部已接近初凝，導管拔上后混凝土不能及時沖填，造成泥漿填入。

防治方法：(1)認真做好清孔工作，在保證不坍孔的前提下，將泥漿稀釋到1.03～1.1，含砂率<2%；(2)盡可能提高混凝土澆注速度：開始澆混凝土時盡量積累大量混凝土，使其產生極大的沖擊力以克服泥漿阻力。澆注過程中，快速連續(xù)灌注，使混凝土和泥漿一直保持流動狀態(tài)，可防導管堵塞；(3)提升導管要準確可靠，灌注混凝土過程中隨時測量導管埋深，將導管埋深控制在2～6 m；(4)灌注水下混凝土前檢查導管是否存在漏水、彎曲、絲口脫絲等缺陷，發(fā)現問題要及時更換。

4 結 語

通過對本工程35根灌注樁進行檢測，結果為全部合格且均為Ⅰ類樁，將墩柱垂直度控制在0.8%以內，墩柱外形光滑、圓順，均滿足設計及規(guī)范要求，成型質量好。實際情況證明本橋梁施工方案可行，質量通病預防措施到位，對其他類似工程具有借鑒作用。