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      橋梁樁基施工技術(shù)

      2017-03-01 15:29:48萬(wàn)江勇羅穎峰
      黑龍江交通科技 2017年12期
      關(guān)鍵詞:沉渣護(hù)壁鉆頭

      萬(wàn)江勇,陳 峻,羅穎峰

      (江西省公路橋梁工程有限公司,江西 南昌 330029)

      1 橋梁樁基施工與施工控制

      1.1 參數(shù)選擇及孔徑控制

      該工程地質(zhì)特點(diǎn)為:(1)第一層雜填土,較松散,厚度在1.5~2.0 m范圍內(nèi),此層的鉆進(jìn)速度較快,故應(yīng)采用中等的鉆進(jìn)壓力,加大泵量和轉(zhuǎn)速,護(hù)壁使用密度和粘度都較高的泥漿,以盡可能縮短鉆穿的時(shí)間;(2)第二層粘土,具有可塑性,厚度在2.0~3.0 m范圍內(nèi),此層的鉆進(jìn)速度一般,可沿用中等的鉆進(jìn)壓力,加大泵量和轉(zhuǎn)速,護(hù)壁使用低密度泥漿;(3)第三層淤泥,處于飽和狀態(tài),厚度在10~15 m范圍內(nèi),建議采用籠式鉆頭,加大泵量與轉(zhuǎn)速,并在低密度泥漿護(hù)壁的同時(shí)多次進(jìn)行掃孔;(4)第四層粉質(zhì)粘土,具有中度硬塑性,厚度為3.0~5.0 m,保持中等的鉆進(jìn)壓力不變,加大泵量與轉(zhuǎn)速,采用低密度泥漿進(jìn)行護(hù)壁;(5)第五層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,厚度有較大變化,是樁基主要持力層,鉆進(jìn)建議使用四翼刮刀鉆頭,保持中等鉆進(jìn)壓力不變,加大泵量,減慢轉(zhuǎn)速,采用高品質(zhì)高密度泥漿進(jìn)行護(hù)壁;(6)第六層中風(fēng)化花崗巖,該層為樁基端承力層,嵌入長(zhǎng)度以1.5 m為宜,鉆進(jìn)建議使用金剛牙輪鉆頭,保持中等鉆機(jī)壓力不變,加大泵量,降低轉(zhuǎn)速,采用高品質(zhì)高密度泥漿進(jìn)行護(hù)壁。

      一般情況下,鉆頭直徑?jīng)Q定了孔徑大小,所用鉆頭的直徑必須樁徑的設(shè)計(jì)值小50 mm,同時(shí)為避免由于鉆頭在鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生晃動(dòng)而造成超徑,應(yīng)優(yōu)先考慮具有良好同心度的鉆頭。在鉆進(jìn)過(guò)程中,孔中應(yīng)有充足水頭高度,以及合理的泥漿護(hù)壁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)土層壓力的有效平衡,避免塌孔與縮孔等問(wèn)題的發(fā)生。施工的同時(shí)密切關(guān)注泥漿比重,對(duì)膠體率、粘度與含砂量進(jìn)行定期測(cè)定,根據(jù)測(cè)定結(jié)果及時(shí)作出調(diào)整,若有必要,可以加入一定量外加劑。高品質(zhì)泥漿護(hù)壁能起到保護(hù)作用,而且還能避免泥皮效應(yīng)的產(chǎn)生,也不至于對(duì)樁周摩阻力造成不利影響,所以在條件允許的情況下,應(yīng)優(yōu)先采用高品質(zhì)泥漿護(hù)壁。終孔時(shí)對(duì)孔徑進(jìn)行測(cè)量,可使用探籠器,將其通過(guò)鋼絲繩放入到孔中,若上下提拉順暢,則滿足要求。

      1.2 終孔鑒定與沉渣控制

      在進(jìn)行終孔鑒定時(shí),渣樣是給出判斷結(jié)果的關(guān)鍵依據(jù)。針對(duì)深入到風(fēng)化巖層一定深度中的樁基,根據(jù)所得渣樣實(shí)施巖面分析,明確進(jìn)入巖層的深度,終孔時(shí)對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)定,同時(shí)再次分析渣樣是否能滿足要求。無(wú)論是鉆孔作業(yè)的原始記錄還是鉆渣撈取,都要做到準(zhǔn)確和及時(shí)。針對(duì)將強(qiáng)風(fēng)化巖層作為持力層的樁基,將渣樣作為依據(jù)判斷是否進(jìn)入到巖層,同時(shí)注意殘積土和強(qiáng)風(fēng)化巖之間的差別,通常情況下,強(qiáng)風(fēng)化巖的渣樣都含有一定量次生礦物,輕扳即斷,而殘積土只含有石英一種堅(jiān)硬塊體。

      孔底沉渣是影響嵌入巖層樁基樁端承實(shí)際作用發(fā)揮的關(guān)鍵因素,務(wù)必采取措施嚴(yán)格控制。在分別下入鋼筋籠和導(dǎo)管之后,再次進(jìn)行清孔,并配制高品質(zhì)泥漿,確保其可以減小顆粒的下沉速率;引用新型反循環(huán)式工藝進(jìn)行清孔,在通過(guò)對(duì)沉渣的測(cè)定確認(rèn)滿足要求之后,即刻灌入混凝土,確保完成二次清孔時(shí)到首盤混凝土剪球的時(shí)間在0.5 h以內(nèi),以免土渣發(fā)生回落;盡可能增加初灌量,依靠其沖擊力,沖開(kāi)清孔未清除的殘余沉渣。

      1.3 灌注施工與控制

      灌注是樁基成型最后一道重要工序,同時(shí)也是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié)。以常用的導(dǎo)管法為例進(jìn)行分析。采用剪球工藝灌注首盤混凝土,結(jié)合樁徑確定初灌量,確保初灌的混凝土能埋管2 m以上。施工時(shí),伴隨混凝土液面高度持續(xù)上升緩慢提升導(dǎo)管,在提升的過(guò)程中要注意,導(dǎo)管底端距離液面的高度應(yīng)保持在4~6 m范圍內(nèi),不得從液面下完全提出導(dǎo)管,否則將有可能造成離析與斷樁。

      2 樁基質(zhì)量檢測(cè)

      由大直徑橋梁樁基荷載傳遞基本原理可知,樁基自身質(zhì)量是影響其承載能力的關(guān)鍵因素,所以對(duì)樁基自身完整性及樁底的沉渣進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)是十分必要的。在對(duì)樁基自身完整性進(jìn)行檢測(cè)時(shí),使用低應(yīng)變應(yīng)力波動(dòng)力檢測(cè)方法,除了能找出缺陷所在與類型,還能對(duì)沉渣厚度進(jìn)行定性分析,評(píng)定樁基質(zhì)量水平。該方法的原理為:于樁頂處施加一股脈沖作用力,該作用力的應(yīng)力波會(huì)沿著樁基的縱向不斷向下傳播;此時(shí),如果樁基中有不同的波阻抗,則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反射波,通過(guò)對(duì)這種反射波的接收和放大,以及分析和處理,即可獲取源自樁基的實(shí)時(shí)反射信息,從而判斷缺陷所在、類型及影響程度。因該方法具有廣泛的檢測(cè)面,且準(zhǔn)確度較高,實(shí)際操作簡(jiǎn)便,成本低廉,所以成為大直徑橋梁樁基首選質(zhì)量檢測(cè)方法。

      3 質(zhì)量事故處理

      以壓力注漿法為例進(jìn)行分析,該方法的作用原理為:當(dāng)漿體受到一定壓力時(shí),可依靠擠密、充填或滲透等作用促使樁基中發(fā)生離析的部分形成由碎石與漿液構(gòu)成的固結(jié)體,從而恢復(fù)并提高樁基強(qiáng)度。對(duì)樁底實(shí)施注漿,沉渣受漿液的固結(jié)、置換與擠密作用,可消除對(duì)端承力帶來(lái)的不利影響,同時(shí)對(duì)持力層各項(xiàng)力學(xué)性能進(jìn)行改善,恢復(fù)并提高該層強(qiáng)度。

      4 總 結(jié)

      (1)從大直徑橋梁樁基荷載傳遞規(guī)律可以看出,樁基實(shí)際承載能力不僅和自身強(qiáng)度、長(zhǎng)度、直徑和長(zhǎng)徑比等有關(guān),還會(huì)受到一系列外部因素的影響,包括土層厚度及其力學(xué)性質(zhì)、深入巖層的長(zhǎng)度及其力學(xué)性質(zhì),以及混凝土施工、孔壁泥皮和清孔等。

      (2)采用新方法檢測(cè)樁基自身完整性十分必要,根據(jù)相關(guān)典型曲線,圍繞實(shí)際情況,給出合理、準(zhǔn)確的結(jié)果。

      (3)如果樁基施工過(guò)程中產(chǎn)生質(zhì)量事故,可使用壓力注漿的方法來(lái)進(jìn)行補(bǔ)救,以盡快恢復(fù)或提高樁基實(shí)際承載能力,滿足設(shè)計(jì)要求。

      [1] 劉紅.公路工程中道路橋梁的樁基施工檢測(cè)技術(shù)分析[J].四川水泥,2016,(1):229.

      [2] 任紹軍.對(duì)市政橋梁樁基施工技術(shù)的分析[J].智能城市,2016,(5):111.

      [3] 王孟,何福林.公路橋梁樁基施工技術(shù)分析[J].江西建材,2016,(21):193.

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