試論市政工程中鉆孔灌注樁施工工藝的要點(diǎn)

袁順財(cái)

(長(zhǎng)沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007)

1 工程概況

本工程為某市繞城高速建設(shè)，施工道路全長(zhǎng)4 485 m，其中一工區(qū)設(shè)計(jì)橋梁工程的鉆孔灌注樁為400根，承臺(tái)110座，橋墩柱117個(gè)。地面道路按照城市主干道進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘查，施工場(chǎng)地包括雜填土、粉土、粉砂、粉質(zhì)黏土。屬于輕微非自重是濕陷性黃土場(chǎng)地，為確保施工安全要對(duì)地基采取相應(yīng)的處理措施。施工場(chǎng)地的整個(gè)地勢(shì)相對(duì)較為平坦，屬于平原區(qū)，地貌結(jié)構(gòu)單一，但是施工場(chǎng)地周圍環(huán)境相對(duì)較為復(fù)雜，不僅有農(nóng)田、村民住戶，還有物流倉(cāng)庫(kù)等。

2 鉆孔灌注樁施工工藝要點(diǎn)

2.1 準(zhǔn)備工作

在正式施工之前，為確保施工順利推進(jìn)需要做好一系列準(zhǔn)備工作。(1)現(xiàn)場(chǎng)勘查，結(jié)合地質(zhì)勘查報(bào)告以及施工方案，合理地安排施工。(2)明確外運(yùn)土石方的運(yùn)輸線路和棄土位置，保留好需要回填的土石方后，將其余土石方全部運(yùn)出場(chǎng)地。(3)結(jié)合本工程的實(shí)際情況，為避免雨季積水等問(wèn)題，影響施工，需要先在施工場(chǎng)地周圍挖掘排水溝渠和集水坑。(4)技術(shù)人員需要充分了解施工方案和圖紙，并做好技術(shù)交底相關(guān)工作。(5)科學(xué)合理計(jì)劃施工時(shí)所需要的設(shè)施、水電以及支護(hù)材料等，確保施工順利進(jìn)行。(6)做好施工設(shè)備、材料的租賃和采購(gòu)工作，確保能夠及時(shí)將其運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，并做好相應(yīng)的驗(yàn)收工作，必須對(duì)施工設(shè)備的出廠合格證以及設(shè)備功能等進(jìn)行檢查，對(duì)于材料合格證、型號(hào)、數(shù)量以及質(zhì)量等進(jìn)行檢驗(yàn)，在確保設(shè)備材料合格之后，才能夠進(jìn)場(chǎng)，并做好設(shè)備的管理維護(hù)以及材料的儲(chǔ)存管理等工作。

2.2 成孔施工

(1)測(cè)量定位放線。樁位放樣測(cè)量采用坐標(biāo)定點(diǎn)方式。首先確定好樁體中心軸線位置，將其設(shè)置為坐標(biāo)基線，通過(guò)坐標(biāo)法和極坐標(biāo)法進(jìn)行中心點(diǎn)的確定。在此過(guò)程中，需要使用全站儀進(jìn)行測(cè)量，在實(shí)際進(jìn)行測(cè)量定位放樣的過(guò)程中，需要確保樁位誤差在50 mm以內(nèi)，高程誤差在±50 mm以內(nèi)。

(2)準(zhǔn)備設(shè)備。在正式施工之前，需要將鉆機(jī)安裝就位，確保設(shè)備穩(wěn)定、可靠，防止在施工過(guò)程中設(shè)備不穩(wěn)出現(xiàn)位移，導(dǎo)致施工質(zhì)量下降，同時(shí)要確保鉆孔中心位置與準(zhǔn)十字線之間準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。

(3)埋設(shè)護(hù)筒。本工程項(xiàng)目中使用的是鋼護(hù)筒，厚度8 mm左右，內(nèi)徑比樁徑大200 mm，長(zhǎng)2～4 m。所有護(hù)筒都是在工廠加工完畢之后送到施工現(xiàn)場(chǎng)的。在埋設(shè)護(hù)筒的過(guò)程中，需要確定好護(hù)筒的中心十字線，使用吊車的時(shí)候，需要確保吊起高度能夠滿足護(hù)筒底標(biāo)高，埋設(shè)深度要在2 m以上，護(hù)筒高出地面0.3 m。除此之外，還需要保障護(hù)筒為垂直埋設(shè)，誤差要控制在1%以內(nèi)，頂面中心偏差在±5 cm以內(nèi)，然后才可進(jìn)行打擊埋設(shè)作業(yè)。

(4)鉆孔工藝。合理控制鉆孔速度，初步時(shí)，低擋慢速，輕壓慢轉(zhuǎn)，泥漿小泵量鉆進(jìn)；鉆至護(hù)筒刃腳下1 m后，寧江大泵量中速鉆進(jìn)，泥漿比重控制在1.2左右；還要注意鉆頭不能直接插到管底，為避免鉆頭排水口堵塞，需要確保鉆頭與孔底之間的距離大于20 cm。在鉆孔的過(guò)程中，需要采集地層變化位置的渣樣，進(jìn)行核對(duì)，若實(shí)際地質(zhì)情況與工程設(shè)計(jì)中存在差異，需要研究相應(yīng)解決對(duì)策，確保施工質(zhì)量和施工安全。

(5)一次清孔。首先，在對(duì)原土造漿進(jìn)行鉆孔的過(guò)程中，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的時(shí)候，需要進(jìn)行空鉆，確保鉆頭始終保持在同一位置，進(jìn)行出漿，一次保障泥漿比重，當(dāng)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)含砂率在2%以下的時(shí)候，則可認(rèn)定一次清孔合格。其次，對(duì)于注入制備泥漿而言，可以使用換漿法進(jìn)行清孔，當(dāng)換出的泥漿比重低于1.1時(shí)，認(rèn)為清孔合格。再次，對(duì)于樁徑在1.5 m以下的灌注樁進(jìn)行清孔時(shí)，沉渣厚度需要小于150 mm。最后，一次清孔完畢的標(biāo)準(zhǔn)包括以下幾個(gè)要點(diǎn)：孔底100 mm內(nèi)的泥漿，其相對(duì)密度需要在1.25以下，含砂率在2%以下，黏度在28%以下。

(6)鉆孔傾斜度檢查。為確保施工質(zhì)量，需要對(duì)鉆孔傾斜度進(jìn)行檢查，確保各項(xiàng)參數(shù)都能夠符合要求，在本工程中鉆孔成孔質(zhì)量允許偏差如表1所示。

表1 鉆孔成孔質(zhì)量允許偏差

2.3 鋼筋籠施工

鋼筋籠施工主要包括制作和安裝兩個(gè)部分。(1)鋼筋籠的制作，在制作鋼筋籠的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙以及相關(guān)要求進(jìn)行，在焊接之前需要將鋼筋表面清理干凈。在焊接過(guò)程中，為加強(qiáng)主筋之間的連接牢固度，通常會(huì)使用點(diǎn)焊的方式進(jìn)行焊接，在點(diǎn)焊過(guò)程中，需要注意避免對(duì)主筋造成傷害，除此之外，為確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及可靠性，需要確保同一個(gè)截面的焊接頭數(shù)量要低于總接頭的50%。本工程中使用的鋼筋籠是在加工廠內(nèi)進(jìn)行加工制作的，通常情況下，鋼筋籠采用分段制作方式，對(duì)于長(zhǎng)度在40 m以下的鋼筋，可將其分成兩段進(jìn)行制作，長(zhǎng)度在40～60 m之間的鋼筋需要分成三段，在每段鋼筋制作完之后，使用搭接焊進(jìn)行連接。(2)鋼筋籠的安裝，當(dāng)鋼筋籠抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，需要先對(duì)其質(zhì)量、數(shù)量、規(guī)格等進(jìn)行檢查，確保其符合施工要求。在進(jìn)行安裝的過(guò)程中，為避免孔壁破損，需要將鋼筋籠垂直同心安裝，在安裝的過(guò)程中，如果出現(xiàn)異常情況，使得鋼筋籠無(wú)法入孔，此時(shí)，不得對(duì)鋼筋外形進(jìn)行調(diào)整或者改變，而是需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)檢查，找出準(zhǔn)確問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和修改，然后再進(jìn)行下孔。

2.4 澆筑導(dǎo)管下設(shè)

本工程中使用的是雙螺紋接頭導(dǎo)管，導(dǎo)管的上部需要與漏斗進(jìn)行連接，然后結(jié)合實(shí)際工程中孔洞的深度，合理設(shè)計(jì)導(dǎo)管的長(zhǎng)度，保障導(dǎo)管與孔的底端之間距離在40 cm左右即可。為進(jìn)一步確保澆筑效果，在導(dǎo)管下設(shè)之前，還需要對(duì)導(dǎo)管的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保導(dǎo)管沒(méi)有漏氣、漏水以及變形等問(wèn)題，確保在下設(shè)的過(guò)程中，接頭牢固。同時(shí)，還需要在水壓為0.7～1.0 MPa的情況下，進(jìn)行水密性檢測(cè)和接頭抗拉試驗(yàn)，確保導(dǎo)管下設(shè)質(zhì)量。

2.5 二次清孔

在導(dǎo)管下設(shè)之后，若沉渣厚度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)就需要進(jìn)行二次清孔，將孔中的沉渣廢物清理干凈，在清孔的過(guò)程中，還需要檢查泥漿是否有起皮的情況。

2.6 混凝土攪拌及灌注

根據(jù)市政工程施工要求，為確保混凝土強(qiáng)度等級(jí)符合工程要求，選用了粒徑1～20 mm的碎石，以及質(zhì)量?jī)?yōu)異的中砂。此外，工程方案設(shè)計(jì)中要求混凝土水灰比需要低于0.6，因此水泥用量需要在370 kg/m3以上，混凝土含砂率控制在40%～50%之間。除上述注意事項(xiàng)之外，在進(jìn)行混凝土灌注之前，需要對(duì)其坍落度進(jìn)行檢驗(yàn)，坍落度需要在18～22 cm之間，若坍落度不符合施工要求，就需要二次拌和，保障混凝土質(zhì)量。

在進(jìn)行混凝土灌注的過(guò)程中，需要對(duì)首灌量進(jìn)行計(jì)算，滿足導(dǎo)管首次埋深和填充導(dǎo)管底部需要。首灌量的計(jì)算公式為

V=(πD2/4)×(H1+H2)+(πd2/4)×h1

式中：V為首批混凝土灌注量，m3；D為樁孔直徑，m；H1為樁孔底到導(dǎo)管底的距離，0.4 m；H2為導(dǎo)管初次埋深，m；d為導(dǎo)管內(nèi)徑，m；h1表示當(dāng)樁孔內(nèi)部混凝土高度達(dá)到H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外或泥漿壓力所需的高度，m。

首批混凝土拌合物下落后，混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2～6 m。為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1 m左右時(shí)，應(yīng)降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土拌合物上升到骨架底口4 m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底部2 m以上，即可恢復(fù)正常灌注速度。

2.7 廢物外運(yùn)

在進(jìn)行鉆孔灌注樁施工的過(guò)程中，清孔或者灌注時(shí)會(huì)有大量泥漿排出，需要將排出的廢棄泥漿的放置到鋼制水箱當(dāng)中，然后使用翻斗車將這些殘?jiān)蛷U物運(yùn)輸?shù)骄嚯x施工場(chǎng)地一定距離的專用棄土場(chǎng)。實(shí)際施工時(shí)，排出的廢棄物需要及時(shí)進(jìn)行清理和外運(yùn)，此外在挖掘泥漿池的過(guò)程中，為避免出現(xiàn)倒塌危險(xiǎn)，還需要做好泥漿池的保護(hù)和加固，同時(shí)還需要安排專門負(fù)責(zé)泥漿池的工作人員，避免出現(xiàn)外漏情況，保障施工安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁施工工藝作為市政工程中的重要技術(shù)，對(duì)于保障施工質(zhì)量以及工程的整體性有著重要意義。因此，在實(shí)際施工之前，需要掌握好每一個(gè)施工環(huán)節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，分析施工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，并采取有效應(yīng)對(duì)措施，全方位保障施工質(zhì)量。相信隨著對(duì)鉆孔灌注樁施工工藝的深入研究，我國(guó)市政工程建設(shè)質(zhì)量將會(huì)得到進(jìn)一步提升。