高速公路特大橋鉆孔樁灌注樁施工工藝

高速公路特大橋鉆孔樁灌注樁施工工藝

摘要：本文主要介紹高速特大橋下部結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁的施工工藝和流程，以及在施工過程中容易出現(xiàn)的事故和對它的預(yù)防及處理，希望通過本文對鉆孔灌注樁的施工有一個(gè)更系統(tǒng)，更完整的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁、施工工藝

1、概況
青蘭高速邯鄲至涉縣段，全長75.701Km。特大橋全長1200m，上部結(jié)構(gòu)采用40-30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋面凈寬2x14.75m。本文主要簡單論述其鉆孔灌注樁的施工工藝和注意事項(xiàng)，為施工質(zhì)量提供保障。

2、施工工藝及注意事項(xiàng)
（1）鉆機(jī)選型
根據(jù)施工特點(diǎn)，結(jié)合孔位地質(zhì)情況，鉆進(jìn)工藝均采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆施工方法施工，選用鉆機(jī)型號為：回旋鉆：GPS-2000型（正循環(huán)，配牙輪梳齒鉆頭）和GPS-1500型（正循環(huán)，配牙輪梳齒鉆頭）。
（2）鉆孔施工
1、測量放線：根據(jù)設(shè)置的施工基線測定樁位，并做好明確的標(biāo)志，以便在埋設(shè)護(hù)筒后能簡便、準(zhǔn)確地校核樁位。
2、埋設(shè)鋼護(hù)筒：鉆孔樁φ2000mm樁采用φ2200mm鋼護(hù)筒，φ1500mm樁采用φ1700mm鋼護(hù)筒，壁厚δ＝8mm，長度L＝2m。埋設(shè)時(shí)根據(jù)設(shè)置的樁位標(biāo)記準(zhǔn)確就位，同時(shí)護(hù)筒頂端高出地面0.3m以上。

3、泥漿制備
本橋所有樁均采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)，泥漿的性能指標(biāo)必須滿足規(guī)范要求，鉆孔采用挖泥漿池的方法進(jìn)行泥漿儲備，經(jīng)現(xiàn)場觀察，橋位區(qū)表層粘土粘性可進(jìn)行泥漿自備，并在施工中摻入適量外加劑進(jìn)行泥漿調(diào)節(jié)，泥漿性能指標(biāo)見泥漿性能指標(biāo)要求見下表：

4、鉆孔：用30t汽車式起重機(jī)配合鉆機(jī)就位，鉆盤中心對準(zhǔn)樁位中心，調(diào)平鉆盤，準(zhǔn)備開鉆。開鉆時(shí)慢速鉆進(jìn)，并調(diào)整泥漿濃度，再按正常速度鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中要加強(qiáng)垂直度觀測，以防止鉆孔傾斜，并及時(shí)調(diào)整。鉆進(jìn)過程中，隨時(shí)監(jiān)測護(hù)壁泥漿濃度，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。沖擊鉆開 孔時(shí)，應(yīng)采取小沖程，使初成孔壁堅(jiān)實(shí)、垂直、圓順，能起導(dǎo)向作用，并防止孔口坍塌。鉆孔過程中，操作人員必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。
5、清孔驗(yàn)收：終孔后，采用反循環(huán)方法清孔。清孔時(shí)泥漿相對密度控制在1.10～1.20之間，確保良好的護(hù)壁效果。清孔完畢通知監(jiān)理工程師驗(yàn)收，對樁孔的檢測采用自制傘型和雙錐檢孔器檢孔。如發(fā)現(xiàn)成孔不直、孔徑變小、斷面變形并有探頭石等，應(yīng)采取相應(yīng)措施處理。成孔合格后填寫終孔通知單，經(jīng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)，方可進(jìn)行下道工序施工。
（3）鋼筋籠骨架加工和就位
鋼筋籠骨架在鋼筋加工場地分段制作，運(yùn)至現(xiàn)場后吊入孔內(nèi)，現(xiàn)場條件許可時(shí)可在現(xiàn)場加工。鋼筋籠骨架在孔口進(jìn)行接長，為加快施工進(jìn)度和提高工程質(zhì)量，鋼筋接長采用擠壓套筒接頭。鋼筋籠骨架的接頭要錯(cuò)開，必須滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。
根據(jù)現(xiàn)場情況，部分樁基鋼筋籠骨架加工就近進(jìn)行加工和就位。
樁基鋼筋籠加工好和驗(yàn)收之后，用吊車將其吊入樁孔中進(jìn)行就位。在吊車的起吊過程中，要注意起吊點(diǎn)的設(shè)置，不能讓鋼筋籠變形。其鋼筋籠就位時(shí)，先用吊車將第一段鋼筋籠吊入孔內(nèi)，待第一段尾部要進(jìn)入孔內(nèi)時(shí)，將其固定，接第二段鋼筋籠，接好后用吊車將鋼筋籠繼續(xù)往孔內(nèi)放，依次接第三段等，直至全部鋼筋籠就位。最后一段鋼筋籠要預(yù)先設(shè)置掛環(huán)，全部鋼筋籠就位后要將鋼筋籠進(jìn)行固定。鋼筋籠骨架在下放是應(yīng)注意防止碰撞孔壁，如放入困難，應(yīng)查明原因，不得強(qiáng)行插入。鋼筋籠骨架安放后的頂面標(biāo)高和底面標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，其誤差不得大于±5cm。
（4）混凝土灌注
在人工挖孔或鉆機(jī)鉆孔的同時(shí)，進(jìn)行砼攪拌樓、料斗、溜槽和導(dǎo)管的準(zhǔn)備工作。
當(dāng)從孔底及附近孔壁滲入的地下水的上升速度較小（參考值小于6mm/min）時(shí)，可采取在空氣中灌注砼樁的方法。
當(dāng)從孔底滲入的地下水上升的速度較大（參考值大于6mm/min）時(shí)，應(yīng)視為有水樁，按關(guān)注水下砼樁的施工方法進(jìn)行施工。
導(dǎo)管在灌注砼前要進(jìn)行灌水試驗(yàn)，以檢查其密封性。導(dǎo)管采用法蘭西接口的導(dǎo)管，管徑Φ20～25 cm。分節(jié)長度1.0～3.0m，最下端一節(jié)長5.0m。導(dǎo)管還要進(jìn)行承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。
導(dǎo)管在吊入孔內(nèi)時(shí)，其位置應(yīng)居中、軸線順直，穩(wěn)步沉放，防止卡、掛鋼筋骨架和碰撞孔壁。
水下混凝土的坍落度控制在20±2cm，并通過試驗(yàn)確定摻入適量緩凝劑，初凝時(shí)間不小于3.0h。采用拖泵式混凝土泵將攪拌好的混凝土泵入導(dǎo)管進(jìn)行灌注。
灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管下口至孔底的距離控制在25～40cm，且使導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1.0m。剪（拔）球灌注開始后，應(yīng)連續(xù)地盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間。灌注過程中應(yīng)經(jīng)常用測深錘探測孔內(nèi)混凝土面位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管的埋深控制在2.0～4.0m。
當(dāng)砼面接近鋼筋骨架底部時(shí)，為防止鋼筋骨架上浮，采取以下措施：
1、使導(dǎo)管保持較大的埋深，放慢灌注速度，以減小砼的沖擊力；
2、當(dāng)孔內(nèi)砼面進(jìn)入鋼筋骨架1.0～2.0m，后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，減小導(dǎo)管埋置深度。
為確保樁頂砼質(zhì)量，樁頂加灌0.5～0.8m高度。同時(shí)指定專人負(fù)責(zé)填寫水下砼灌注記錄。全部砼灌注完成后，清理施工現(xiàn)場。
3、常見事故的預(yù)防及處理
由于地質(zhì)條件復(fù)雜、設(shè)備故障、操作人員責(zé)任人不強(qiáng)等，鉆進(jìn)時(shí)均易造成漏漿、塌孔、埋鉆、卡鉆、掉鉆、斷鉆桿及成孔傾斜偏位等事故。因此，鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)勤觀察、勤記錄，發(fā)現(xiàn)異常，如鉆桿抖動、孔內(nèi)水位突然變化、長時(shí)間不進(jìn)尺等，應(yīng)及時(shí)分析原因，采取處理措施，否則會導(dǎo)致不良后果，嚴(yán)重時(shí)會報(bào)廢樁孔。
①漏漿、塌孔、埋鉆
產(chǎn)生原因分析：泥漿性能指標(biāo)不合要求、停鉆時(shí)間過長、土體被擾動等。相應(yīng)處理措施：適當(dāng)選用高濃度優(yōu)質(zhì)泥漿，正循環(huán)小沖程（沖擊鉆）或低壓減速（回旋鉆）鉆進(jìn)。
采用降低孔內(nèi)泥漿面，或低比重高濃度的優(yōu)質(zhì)化學(xué)漿防止漏漿。
塌孔嚴(yán)重時(shí)，可采取“護(hù)筒跟進(jìn)”或回填粘土加石灰穩(wěn)定措施，護(hù)筒跟進(jìn)時(shí)需注意控制平面位置及垂直度。
停鉆后應(yīng)及時(shí)提起鉆頭以防埋鉆，埋鉆處理一般采用自身卷揚(yáng)機(jī)提升或用25t吊提升的方法，提升前用空氣吸泥器吸除鉆頭頂部淤積物。
②卡鉆、埋鉆、斷鉆桿產(chǎn)生原因：鉆桿質(zhì)量差、鉆桿連結(jié)螺栓松動和保險(xiǎn)繩未系好造成鉆桿折斷、掉鉆頭等；孔中活塊等掉入孔內(nèi)的雜物造成卡鉆，當(dāng)回旋鉆滾刀被雜物纏住時(shí)亦易卡鉆。出現(xiàn)上述情況后可根據(jù)不同情況制作相應(yīng)的打撈工具（潛水配合拴扣等）撈鉆頭、鉆桿，起重機(jī)配合。應(yīng)預(yù)防為主，特別是巖洞、軟硬不均、傾斜巖層中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)高度重視。
卡鉆處理：反復(fù)提升或用沖桿反復(fù)松動或借助外力提升（起重機(jī)、千斤頂?shù)龋瑵撍�配合）�?br /> ③鉆孔傾斜、偏位產(chǎn)生原因分析：沖擊鉆的單繩提升、回旋鉆的鉆機(jī)底座不平、鉆桿彎曲及接頭不正等均易造成鉆孔傾斜；因巖面傾斜、強(qiáng)弱風(fēng)化層中，從而造成孔位傾斜等事故，傾斜大者，直接影響鋼筋籠的下放。
預(yù)防與處理：提高護(hù)筒安裝精度，嚴(yán)格調(diào)平鉆機(jī)底座，保證起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護(hù)筒中心三者在同一鉛垂線上等是預(yù)防鉆孔傾斜、偏位的有效措施。吊住鉆頭在傾斜處反復(fù)掃孔可使鉆孔垂直。偏位嚴(yán)重者，應(yīng)回填粘土，密實(shí)后再鉆進(jìn)；巖層中偏斜，則采用澆筑低標(biāo)號砼至偏斜點(diǎn)以上2m再鉆進(jìn)�；匦�鉆鉆進(jìn)過程中的堵鉆、鉆桿變形故障，則以預(yù)防為主。

4、小結(jié)
鉆孔灌注樁是目前比較常用的橋梁下部結(jié)構(gòu)，應(yīng)用比較廣泛，其具體的施工工藝和流程還應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)資料和現(xiàn)場情況確定。合理的施工工藝和施工流程可以減小施工過程中發(fā)生事故的幾率，從而避免了材料和工期的浪費(fèi)，確保工程的施工質(zhì)量。