水閘鉆孔灌注樁施工工藝及技術
關鍵詞：鉆孔灌注樁,水閘,軟基處理,水下混凝土澆筑
1、工程概況
普寧市流沙聯(lián)圍第二期加固達標工程以城市防洪為主，結合排澇，本堤圍防洪捍衛(wèi)耕地面積9.62萬畝，捍衛(wèi)人口66.25萬人。工程防洪標準按50年一遇洪水設計，下寨水閘為該工程中一座建筑物，設計級別為3級，基礎為軟基，地基采用φ80cm鉆孔灌注樁單樁靜載單樁承載力設計值1000KN，，樁長25m~35m，共60根；灌注樁采用C25水閘混凝土。
2、鉆孔灌注樁施工流程
2.1施工工藝流程
本水閘工程進行軟基處理時，采取的鉆孔灌注樁施工工藝流程如圖。
鉆孔灌注樁軟基處理施工流程
2.2護筒埋設
本工程所采取的護筒直徑比樁徑大20～30cm左右，埋設深度控制在1.5～2.0m之間，護筒頂高程應高出地面至少0.3m；采取的鋼護筒采用3mm厚鋼板制作，同時為了有效地增加剛度防止變形，在護筒上、下端和中間的外側各焊一道加勁肋。上樁護筒埋設采用型鋼導架定位，震動擊打法使護筒下沉到位，并確保其豎直度。護筒埋設完畢后，再以十字線復測樁位，要求中心偏差不大于5cm。
2.3成孔施工
本水閘樁基采用粘土泥漿護壁正循環(huán)成孔施工，注意維護孔壁穩(wěn)定、防止塌孔。
鉆機施工前采取措施把圍堰內(nèi)積水排干，并在圍堰內(nèi)布設好泥漿系統(tǒng)及排水系統(tǒng)等。造孔采用泥漿固壁法施工。本工程采用潛水鉆機鉆孔，鉆孔過程中，隨時檢查鉆機的垂直度，有效地確保鉆孔斜率不超過2%。當鉆孔達到設計深度后，對孔深、孔位、孔斜進行檢查，當所有檢查項目均滿足設計要求后，采取進行清孔工序。
2.4清孔施工
鉆孔完成后，提升鉆頭距孔底20～10cm，不進尺而繼續(xù)循環(huán)，并以相對比重較低（1.05～1.15）的泥漿注入孔內(nèi)，置換出孔內(nèi)較稠的泥漿，以達到初次清孔的目的。在下好鋼筋籠、導管后，進行第二次清孔，利用導管注入清泥漿，使孔底沉淀物及稠泥漿托出孔外，同時使孔內(nèi)泥漿各項指標均達到規(guī)范標準，確保鋼筋與混凝土的粘結強度。清孔驗收。
2.5鋼筋籠制作安裝
本工程所采用的鋼筋籠骨架是在加工場加工成型，并且運到現(xiàn)場分節(jié)然后再進行組裝，鋼筋表面應潔凈，不平直鋼筋應調(diào)直。鋼筋骨架利用鉆機本身滑輪分節(jié)吊放，節(jié)間連接采用電焊搭接，搭接長度為10d。為縮短焊接時間，配備二臺電焊機同時焊接，盡可能加快鋼筋吊放速度，減少孔底回淤。接頭要焊平，以免卡掛導管。頂面和底面標高應符合設計要求，誤差不大于±5cm。下放鋼筋籠骨架應防止碰撞孔壁，下插過程中要隨時觀察水位變化，當發(fā)現(xiàn)下插困難時應查明原因，而不得強行下插，本工程采取正反旋轉(zhuǎn)、試探性逐步下放。
為確保鋼筋的質(zhì)量，同時便于施工鋼筋籠在現(xiàn)場分段制作，在孔口下放時搭接電焊，分段長度以5m～8m為宜。鋼筋籠的制作采用加勁筋成型法，制作時，按設計尺寸作好加勁筋圈，在其上標出主筋的位置，同時把主筋擺放平整的工作平臺上，標出加勁筋的位置。焊接時注意校正加勁筋與主筋的垂直度。鋼筋籠制作好后，以施工質(zhì)檢人員會同監(jiān)理工程師檢查驗收合格后，利用鉆機卷揚機沉放。鋼筋籠保護層的設置，采用加定位鋼筋環(huán)或綁扎砂漿預制塊的方法，砂漿預制塊沿鉆孔豎向每隔2m設一道，每道沿四周對稱地設置4塊。為了避免鋼筋籠的主筋焊接點卡住導管接頭，主筋焊接沿環(huán)向排列，嚴禁沿徑向排列。鋼筋籠制作符合下列規(guī)定：主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm，鋼筋籠直徑±10mm，鋼筋籠長度：±50mm；
2.6澆筑水下混凝土
灌注水下混凝土是鉆孔灌注樁施工成樁的關鍵工序，在鋼筋籠沉放結束經(jīng)檢查符合要求且清孔并經(jīng)驗收合格后，即進行水下混凝土灌注工作。
1）本工程混凝土灌注采用直升導管法施工，導管在孔位附近先分段組拼，再逐段起吊，在孔口拼裝，沉入鉆孔內(nèi)，導管吊入下沉時，應保持位置居中，防止卡入鋼筋籠碰撞孔壁。
2）混凝土從拌和系統(tǒng)出料后，采用工程車運輸至澆筑樁附近，通過料斗導管直接送入樁孔內(nèi)。
3）水下混凝土灌注的開澆和連續(xù)澆灌均按規(guī)范進行，開澆混凝土量保證一次排清導管內(nèi)的泥漿并封底，澆筑中途不得停頓，灌注過程中注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)泥漿液面的升降情況，及時測量孔內(nèi)混凝土高程，正確指導導管提升和拆除，保證導管埋入混凝土深度不小于2m，不大于6m。
4）為了有效地保證混凝土質(zhì)量，在樁頂設計標高以上加灌不小于0.5m高度的混凝土，在樁承臺混凝土澆筑前鑿除；護筒則采取吊機拔出地面周轉(zhuǎn)使用。
3、施工技術措施
3.1成孔施工技術措施
為了有效確保本灌注樁工程成孔質(zhì)量，本工程采取了以下成孔施工質(zhì)量控制措施。
1）樁位誤差保證措施。鉆機就位時，使用懸錘校準鉆機的鉆頭與孔位中心相吻合，為確保定位準確，選派放樣經(jīng)驗豐富的測量工程師現(xiàn)場配合施工。
2）鉆孔垂直度保證措施。為了有效地保證鉆孔垂直度偏差小于1%，除了鉆機就位必須在同一鉛垂線上，取土器結構還必須根據(jù)地層情況合理設計，精心加工，使切削面受力均衡，保證樁的垂直度在設計要求之內(nèi)。
3）樁徑和樁形保證措施。在鉆孔操作過程中，根據(jù)不同地層的鉆進特點，采用相應的操作技術參數(shù)。
3.2成樁技術措施
鑒于灌注水下混凝土是鉆孔灌注樁施工成樁的關鍵工序，為了確保本工程的成樁質(zhì)量，關鍵對灌注水下混凝土澆筑過程采取控制措施。
1）嚴格對混凝土的原材料進行管理，現(xiàn)場設材料質(zhì)檢員，建立原材料合格證制度，對原材料進行復驗，不合格材料不進場，堅持由試驗室設計混凝土配比，現(xiàn)場砂石、水泥過磅，保證樁身混凝土強度等級。
2）灌注前嚴格檢查拌和系統(tǒng)和起吊機械設備工作狀況，保證混凝土灌注過程中設備運轉(zhuǎn)可靠。
3）對每根樁混凝土灌注速度確保在2h以內(nèi)澆筑完成，砼澆筑過程中嚴格控制提升導管高度，提拆導管，保證拆管后的埋管深度在2m以上。
4）檢查成孔質(zhì)量合格后盡快澆注混凝土，樁身混凝土必須留有試件。
5）為了有效地防止鋼筋籠上浮措施：縮短混凝土灌注時間，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動速度過小。當孔內(nèi)混凝土面接近鋼筋時，控制較大的埋深和放慢灌注速度。當混凝土面進入鋼筋籠1～2m左右，應提升、拆除導管，適當減少導管埋深，增大鋼筋籠在下層混凝土中的埋置深度。
4、基樁檢測
本水閘樁基達到齡期28d后，開始采用人工手工鑿除樁頭多余砼到樁頂設計標高，據(jù)合同及業(yè)主、設計、監(jiān)理、施工四方協(xié)商要求，本次采用低應變進行基樁檢測及單樁豎向靜載試驗。低應變檢測使用了PIT樁基完整性測試儀對9根樁進行樁身結構完整性檢測。
本次檢測考慮了本工程的具體情況，結合國家和省有關規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定，按省《樁基反射波法檢測規(guī)程》DBJ15-27-2000有關規(guī)定進行。根據(jù)所測波形特征，結合樁的砼設計強度等級要求，結果如下：
�、耦悩叮�8根，占88.9%；Ⅱ類樁：1根，占11.1%；Ⅲ類、Ⅳ類樁0根：占0%；檢測結果表明，樁身結構完整性合格，滿足工程使用。單樁豎向靜載試驗，試驗加載到最大荷載1000KN時，總沉降量為8.41mm，設計特征值對應沉降量為3.94mm，最大值對應沉降量為8.41mm，殘余沉降量9.14mm，沉降量不大，綜合分析，該樁的極限承載力為Pu≥1000KN，承載力特征值取500KN，試驗滿足設計要求。
5、結語
通過本工程的實踐應用表明，鉆孔灌注樁應用于水閘基礎施工是一種非常有效的技術。鉆孔灌注樁具有低噪音、施工簡單易操作、小震動、無擠土，適應各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點，尤其樁長和樁徑隨著社會經(jīng)濟發(fā)展的需要不斷加大，單樁承載力也越來越高，在橋梁、房屋建筑、水工建筑物等工程必將會得到更加廣泛的應用。下寨水閘重建工程鉆孔灌注樁通過單樁靜載實驗及低應變檢測，工程質(zhì)量受到業(yè)主好評。
