大直徑鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

曹木凌

(中交二公局第二工程有限公司)

1 引 言

從橋梁樁基礎(chǔ)的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，較早的樁基礎(chǔ)是通過(guò)外力打入的方法進(jìn)行施工，其施工深度和施工質(zhì)量難以得到有效的保證，隨著樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是灌注樁施工技術(shù)的出現(xiàn)，在多種不同的地質(zhì)條件下灌注樁都可以得到廣泛的應(yīng)用，最近幾年在公路、鐵路、房建等領(lǐng)域鉆孔灌裝樁得到了廣泛的應(yīng)用，一些超長(zhǎng)樁基礎(chǔ)和大直徑樁開(kāi)始被采用，針對(duì)鉆孔灌注樁的施工，也積累了大量的理論基礎(chǔ)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)和部位還需要進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)大直徑鉆孔灌注樁施工的認(rèn)識(shí)，從而更好的保證樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

2 大直徑鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.1 沖孔施工

在灌裝樁鉆進(jìn)之初要遵循輕壓慢轉(zhuǎn)的原則，避免發(fā)生樁孔傾斜，根據(jù)土質(zhì)的變化清理適時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)的速度。另外孔徑的大小也直接關(guān)系到了所選用鉆頭的直徑，特別是在大直徑鉆孔灌注樁施工過(guò)程中要選用同心度較好的鉆頭，在沖孔施工的過(guò)程中要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、環(huán)境、水文、氣象等條件來(lái)做好沖孔施工現(xiàn)場(chǎng)處理。對(duì)于沖孔施工的現(xiàn)場(chǎng)處理主要分為兩種情況，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地為旱地時(shí)要做好清表工作，場(chǎng)地要整潔、平整，去除地表的雜土，對(duì)局部土體不穩(wěn)區(qū)域進(jìn)行夯實(shí)處理，要盡量避免樁基施工位置直接作用于軟土之上。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件較為復(fù)雜時(shí)要盡量做好土地平整，要將操作平臺(tái)架穩(wěn)、立牢。在樁基施工的現(xiàn)場(chǎng)要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況適當(dāng)布置4 個(gè)以上的控制點(diǎn)，以便于及時(shí)對(duì)樁基的平面位置進(jìn)行復(fù)核。

2.2 鋼護(hù)筒沉放

護(hù)筒保證了成孔的周?chē)馏w的穩(wěn)定，護(hù)筒的材料性質(zhì)可以選擇混凝土構(gòu)件，也可以采用鋼制材料進(jìn)行卷制，無(wú)論采用何種材料，都要保證鋼護(hù)筒具有足夠的強(qiáng)度，鋼制護(hù)筒一般選擇厚度為6 mm 的鋼板進(jìn)行制備，在鋼板的外側(cè)再焊接加強(qiáng)筋，一節(jié)護(hù)筒的長(zhǎng)度一般為2 m，為保證成孔的樁基礎(chǔ)的質(zhì)量，不至于產(chǎn)生偏心受力，要嚴(yán)格控制護(hù)筒的直徑精度，一般直徑的誤差控制在20 mm 左右，護(hù)筒在接長(zhǎng)時(shí)需要在接縫位置處設(shè)置橡膠墊圈進(jìn)行封閉，避免漏水、漏漿現(xiàn)象的出現(xiàn)，通常護(hù)筒的直徑要比樁直徑大20～30 cm 左右。

要根據(jù)樁基施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和地下水位狀況來(lái)綜合確定護(hù)筒的埋置深度，一般在粘性土壤中護(hù)筒的埋設(shè)深度要不小于1 m，對(duì)于砂性地質(zhì)條件的樁孔，護(hù)筒的埋置深度要不小于1.5 m，護(hù)筒內(nèi)的泥漿的高度要高出地下水位。在河流湖泊中進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工時(shí)，受到水流變化的影響，要嚴(yán)格控制護(hù)筒內(nèi)外的水位高差，在護(hù)筒的頂部位置處可以適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始1～2 個(gè)溢漿孔，埋置護(hù)筒過(guò)程中，護(hù)筒的頂面位置需要高出地面30 cm 左右，或者是采用地下水位標(biāo)高進(jìn)行控制，一般護(hù)筒頂面高出地下水位1.5 m 左右。在護(hù)筒刃腳處容易發(fā)生坍塌和滲漏現(xiàn)象，為避免護(hù)筒施工中質(zhì)量事故的發(fā)生，可以在護(hù)筒底部換填50 cm 左右的粘性土進(jìn)行夯實(shí)處理，再進(jìn)行護(hù)筒的安放。

2.3 泥漿制備

通過(guò)泥漿在護(hù)筒內(nèi)部形成一定的水頭高度，能夠形成一定施加于孔壁靜水壓力，保證成孔的質(zhì)量。另外隨著泥漿的不斷循環(huán)，在泥漿的流動(dòng)過(guò)程中可以將成孔過(guò)程中破擊碎石形成的石渣帶出孔外進(jìn)入沉淀池。泥漿的制備采用的原材料一般為膨潤(rùn)土，膨潤(rùn)土制備的泥漿能夠有效的降低沖孔過(guò)程中的阻力，在不采用膨潤(rùn)土的情況下，可以選用造漿能力強(qiáng)和粘度較大的粘性土。粘性土的相關(guān)性指標(biāo)應(yīng)該符合施工的要求，制漿土的指標(biāo)要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行來(lái)進(jìn)行調(diào)整，保證泥漿的性能，在配置泥漿的過(guò)程中易采用拌和機(jī)進(jìn)行攪拌，先加入一定量的水，再加入土進(jìn)行拌和。

2.4 清孔處理

沖孔達(dá)到要求之后，要及時(shí)進(jìn)行清理工作，主要目的是清除孔內(nèi)沖擊過(guò)程中形成的石渣等沉淀物，同時(shí)也能夠有效的降低孔底的沉淀層厚度，在一定程度上能夠有效的提高樁底部的承載能力，在成孔完成之后要及時(shí)的對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查完成之后立即進(jìn)行清孔，防止出現(xiàn)孔壁坍塌。一次清孔效果不理想的清孔下要跟進(jìn)進(jìn)行二次清孔，從而有效的保證橋梁樁基礎(chǔ)水泥混凝土的灌注質(zhì)量。第一次清孔時(shí)可以采用粘度較高泥漿進(jìn)行清孔，在清孔的過(guò)程中要加大泥漿的循環(huán)速度，保證底部的沙礫能夠隨泥漿沖出孔外，在清孔即將完成之后可以采用人工檢測(cè)泥漿中粗顆粒感程度的強(qiáng)弱來(lái)判斷橋梁樁基礎(chǔ)清孔的程度。一般樁孔需要進(jìn)行二次清孔，二次清孔是在下好鋼筋籠和插入導(dǎo)管后，利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，二次清孔的主要目的是清除下放鋼筋籠過(guò)程中帶入的碎石等雜物，整個(gè)沖孔的過(guò)程中都要保證孔內(nèi)的水頭壓力，避免出現(xiàn)塌孔事故出現(xiàn)。

2.5 鋼筋籠制作

公路橋梁樁基礎(chǔ)施工中鋼筋籠制作之前首先要檢測(cè)鋼筋的質(zhì)量，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的鋼筋要進(jìn)行抽樣檢查，檢查的主要指標(biāo)是鋼筋的抗拉能力和抗彎能力。鋼筋籠的制作要嚴(yán)格按照施工圖的要求進(jìn)行制作，所采用的相關(guān)鋼筋的直徑、數(shù)量和位置都要符合要求，制作完成之后要保證鋼筋籠整體不變形。制作好的鋼筋骨架要放在平整干燥的環(huán)境中，鋼筋骨架跟地面接觸部分要放置等高木條，每節(jié)鋼筋骨架都要標(biāo)識(shí)好樁號(hào)、節(jié)號(hào)和長(zhǎng)度等。吊裝鋼筋骨架過(guò)程中，要用兩根120工字鋼穿過(guò)上一節(jié)加筋的下方，要保證上下兩節(jié)鋼筋骨架處在同一豎直線上。

2.6 混凝土澆筑

做好樁基礎(chǔ)的混凝土澆筑質(zhì)量關(guān)鍵是做好混凝土的原材料控制和控制好澆筑過(guò)程中各道施工工序，及時(shí)檢查灌注混凝土的質(zhì)量，水泥要需要性能良好的硅酸鹽水泥，主要是檢查混凝土的水灰比是否符合要求，配合比是否得當(dāng)，檢查混凝土強(qiáng)度能夠符合施工圖中的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)保證混凝土的坍落度等相關(guān)指標(biāo)，符合樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的要求，灌注混凝土的運(yùn)輸距離不宜過(guò)長(zhǎng)，保證到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)之后混凝土不產(chǎn)生明顯的離析和泌水現(xiàn)象，橋梁樁基礎(chǔ)施工中澆筑混凝土要保證連續(xù)性，盡最大可能保證混凝土灌注時(shí)間，如果中間出現(xiàn)混凝土澆筑間斷，要做好新老接觸面的處理，避免造成樁強(qiáng)度的不均勻。樁基礎(chǔ)混凝土的澆筑大多是采用泵送施工，泵送混凝土要具有足夠的流動(dòng)性和良好的施工和易性，避免因?yàn)榛炷林泄橇系牧竭^(guò)大導(dǎo)致堵管事故，避免混凝土質(zhì)量的偏差和泵送壓力不夠在樁基礎(chǔ)混凝土內(nèi)部出現(xiàn)蜂窩和空洞現(xiàn)象?；炷翝仓皆O(shè)計(jì)標(biāo)高之后可一次性提出灌注導(dǎo)管，鑿除混凝土樁頂部的浮漿，澆筑的混凝土樁其樁頂標(biāo)高要嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求，成孔的直徑、長(zhǎng)度和強(qiáng)度都要滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)鉆孔灌注樁的荷載傳遞過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，樁身質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到了其承載能力的強(qiáng)弱，所以做好成孔之后樁身完整性、樁底沉渣檢查等工作就顯得尤為重要，目前在樁身質(zhì)量檢測(cè)中長(zhǎng)采用的是低應(yīng)變應(yīng)力波檢測(cè)，該種檢測(cè)方法能夠準(zhǔn)確的對(duì)樁身的缺陷類(lèi)型進(jìn)行定位，對(duì)樁底的沉渣厚度等做成評(píng)定，另外也可以采用鉆芯取樣方法來(lái)對(duì)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)做出評(píng)價(jià)。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著大型橋梁工程的不斷增多，鉆孔灌裝樁得到了廣泛的應(yīng)用，為了更好的適應(yīng)于承載能力的要求，樁徑也在不斷增大，針對(duì)大直徑鉆孔灌裝樁的施工技術(shù)展開(kāi)探討，明確了其施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，以其為大直徑鉆孔灌裝樁的不斷發(fā)展提供積極參考。

［1］張鴻，劉先鵬.特大型橋梁深水高樁承臺(tái)基礎(chǔ)施工技術(shù)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

［2］《橋梁》雜志編輯部，山東高速集團(tuán)有限公司.青島海灣大橋國(guó)際橋梁論壇論文集［D］.北京:人民交通出版社.

［3］張星宇.大直徑超長(zhǎng)樁在高層建筑中的應(yīng)用［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2001，31(10):21－23.