芻議橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)工程施工技術(shù)
摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建設(shè)業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)樁基礎(chǔ)施工的要求也越來(lái)越高，筆者給合工程概況，對(duì)橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工的基本過(guò)程和施工技術(shù)，對(duì)成孔、清孔、泵送混凝土的配制和灌注以及灌注中常見(jiàn)問(wèn)題的處理等施工進(jìn)闡述;
關(guān)鍵詞：橋梁,鉆孔灌注樁,基礎(chǔ)工程
1 鉆孔灌注樁施工概況
鉆空灌注樁為設(shè)計(jì)長(zhǎng)度26m 的摩擦樁。1# 墩和4# 墩位于河灘漫坡上，樁頂標(biāo)高為19.24m 和17.965m ;2# 墩和3# 墩位于主河道水中，樁頂標(biāo)高分別為14.235m 和14.21m 。
水中的2#、3# 墩樁采取圍堰筑島的方法施工，因本工程地質(zhì)中有7m ～8m 厚的細(xì)砂層，鉆孔后易造成坍孔。施工中在增大泥漿比重的同時(shí)加大護(hù)筒內(nèi)外的水位差，如此筑島頂面至施工樁頂(系梁底)的高差就達(dá)到了4m 左右。為保證鑿除樁頭和系梁澆筑施工中筑島的穩(wěn)定性，在和駐地監(jiān)理協(xié)商后，申請(qǐng)了抬高樁頂高程1.5m ，并相應(yīng)縮短樁長(zhǎng)1.5m 的變更，得到了業(yè)主和設(shè)計(jì)部門的批準(zhǔn)。變更后的2# 墩和3# 墩樁頂標(biāo)高分別為15.735m 和15.71m ，這樣在保證工程質(zhì)量的前提下減小了施工難度。
混凝土運(yùn)輸采用混凝土輸送泵泵送，備用方案為吊斗吊運(yùn)。
2 施工要素及采取的主要措施
2.1 主要機(jī)械設(shè)備
2# 墩和3# 墩為一側(cè)利用河岸的圍堰筑島，圍堰長(zhǎng)度分別為40m 和35m ，島上埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒直徑1.5m ，壁厚10m m ，長(zhǎng)度3m ，利用挖埋法埋置到位。
根據(jù)本工程地質(zhì)和樁長(zhǎng)、樁徑等具體情況選用ZJ150-1 型鉆機(jī)1 臺(tái)�？紤]到地質(zhì)中含有砂漿、礫石，鉆頭選取了三翼梳齒刮刀鉆頭，刀口為合金鋼。
選用H B50 型高壓混凝土輸送泵，保證了混凝土澆筑的快速和連續(xù)性，并消除了經(jīng)便橋跨河遠(yuǎn)距離作業(yè)對(duì)混凝土運(yùn)輸?shù)挠绊�。主要拌和設(shè)備為1 臺(tái)J-1000 型雙臥軸強(qiáng)制拌和機(jī)，備用1 臺(tái)為500 型雙臥軸強(qiáng)制拌和機(jī)。
2.2 成孔
2.2.1 測(cè)量放樣
首先利用經(jīng)復(fù)測(cè)閉合的導(dǎo)線點(diǎn)用全站儀在筑島或經(jīng)平整的作業(yè)面上初步放出灌注樁樁位，并對(duì)每個(gè)樁設(shè)置護(hù)樁后埋設(shè)鋼護(hù)筒。鉆機(jī)就位調(diào)平后再用全站儀進(jìn)一步校核鉆頭中心位置，控制其允許偏差在5m m 范圍內(nèi)。
2.2.2 泥漿調(diào)控
根據(jù)橋位地質(zhì)情況，1# 墩和4# 墩處上段的7m ～8m 地層、2# 墩和3# 墩上段的3m ～4m 地層為粘土層，利用鉆進(jìn)過(guò)程自然制漿即可得到性能良好的泥漿。針對(duì)樁位地層中有較厚的細(xì)砂層，為了增強(qiáng)泥漿護(hù)壁能力，泥漿稠度控制在1.13～1.35 之間( 表1)。
在進(jìn)行4# 墩a 樁的施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)此處砂層比其他樁位要厚5m ～6m ，鉆機(jī)移掉后測(cè)得其上層泥漿比重為1.14，含砂率為3%( 此時(shí)離提鉆有2h)。鋼筋籠下到最后1m 再也放不下去，此時(shí)測(cè)得沉淀層厚度為1.1m( 離停鉆已有5h)，可見(jiàn)泥漿中大量未清凈的砂因泥漿比重減小而迅速沉入孔底，只有采用果斷措施及時(shí)下導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，控制導(dǎo)管口沉淀層為10cm 左右，同時(shí)用水泥調(diào)大泥漿比重至1.25。在二次清孔過(guò)程中跟蹤測(cè)量泥漿含砂率，直至鋼筋籠落到設(shè)計(jì)高程且含砂率降至2% 才稀釋泥漿比重到1.13。二次清孔結(jié)束測(cè)得沉淀層厚度為0.2m 。
2.2.3 鉆進(jìn)控制技術(shù)
開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí)速度較慢，等到鉆頭入土2m 以后再提高鉆速。由于細(xì)砂層和粘土層多層交錯(cuò)，施工中隨時(shí)撈取沉渣，掌握地層的變化，在不同地層的交界處放慢鉆速以免鉆頭受力不均導(dǎo)致偏孔。鉆孔過(guò)程中始終保持護(hù)筒內(nèi)外水位差大于1m ，保證泥漿對(duì)孔壁的壓力。
在2# 墩、3# 墩圍堰筑島上鉆孔時(shí)，要經(jīng)常檢查鉆機(jī)有無(wú)因振動(dòng)而跟隨筑島一起發(fā)生移位，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除偏孔的隱患。
2.3 灌注水下混凝土
2.3.1 水下混凝土的配合比
采用泵送水下C25 混凝土，綜合考慮泵送混凝土性能指標(biāo)要求和水下混凝土性能指標(biāo)要求，水混凝土采用42.5 級(jí)水泥摻高效減水劑的連續(xù)級(jí)配混凝土。經(jīng)試配符合設(shè)計(jì)要求的混凝土配合比為W ：C：S：G ：外加劑=0.51：1：1.99：2.87：0.008。坍落度為21cm ，砂率為0.41，1m 3 混凝土水泥用量362kg。
2.3.2 混凝土的拌和與泵送
水下混凝土主要采用1000 型的雙臥軸強(qiáng)制式水泥混凝土拌和機(jī)。此種拌和設(shè)備生產(chǎn)能力大、拌和效果好，對(duì)混凝土的供應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量都有較高的保證。與拌和機(jī)配套的是一臺(tái)電腦自動(dòng)計(jì)量配料站，配料站使用之前經(jīng)過(guò)計(jì)量部門的嚴(yán)格校準(zhǔn)標(biāo)定，誤差控制在2kg 范圍之內(nèi)。人工向料斗內(nèi)加入的水泥和減水劑夾在集料中間，以免流失。拌和過(guò)程中隨時(shí)掌握混凝土的坍落度，并控制在設(shè)計(jì)要求的范圍之內(nèi)。強(qiáng)制性要求每盤混凝土拌和時(shí)間不得小于90s。
灌注水下混凝土采用高壓混凝土輸送泵運(yùn)送，這種泵輸出壓力大，操作簡(jiǎn)便，一人便可操控。工作前在干燥的泵管內(nèi)灌入水，且在首批混凝土前打入0.3m 3 稀砂漿。工作時(shí)只要控制好混凝土的坍落度和剔除個(gè)別超出輸送泵管徑1/3 的石子，即可順利泵送。如輸送泵料斗內(nèi)不慎進(jìn)水，混凝土發(fā)生離析，要及時(shí)停止泵送清除離析的混凝土，否則將導(dǎo)致堵管。
2.3.3 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土之前的檢查：①孔底泥漿沉淀厚度不得大于設(shè)計(jì)要求值;②混凝土的坍落度是否符合要求，不然廢棄重拌;③導(dǎo)管口距孔底控制在20cm ～40cm 。另外，根據(jù)孔徑、導(dǎo)管直徑、泥漿比重等計(jì)算首批混凝土的數(shù)量，以保證首批混凝土灌入后導(dǎo)管埋深不小于1m 。
首批混凝土灌入后及時(shí)測(cè)量導(dǎo)管的埋深。在灌注過(guò)程中每次提、拆導(dǎo)管都應(yīng)測(cè)量導(dǎo)管埋深并做詳細(xì)記錄，始終保持導(dǎo)管埋深在2m ～6m 。當(dāng)混凝土面接近鋼筋籠底端時(shí)，一方面加大導(dǎo)管埋深，另一方面放慢混凝土的灌注速度，待混凝土進(jìn)入鋼筋籠2m 后再提升導(dǎo)管使管口高于鋼筋籠底。
在進(jìn)行第1 根樁1#—C 樁的灌注時(shí)，因泥漿比重沒(méi)有控制好便匆忙灌注，加上混凝土坍落度偏小，中途導(dǎo)致混凝土不能順利灌入。在這種情況下，一方面提升導(dǎo)管減少埋深，另一方面在保證有足夠埋深的情況下利用起重設(shè)備向下往復(fù)沖擊，增大混凝土下落慣性。這種做法效果很好，使該樁得以順利完成澆注。
在灌注將要結(jié)束時(shí)，計(jì)算好所需混凝土數(shù)量和泵中混凝土數(shù)量，一是確保泵管中混凝土能最大限度地被利用，減少浪費(fèi);二是預(yù)留出0.8m 左右的加高樁頭。
結(jié)語(yǔ)
大橋全部12 根鉆孔灌注樁經(jīng)檢測(cè)部門檢測(cè)全部達(dá)到A 類樁，其中有3 根施工中存有疑問(wèn)的灌注樁經(jīng)整樁鉆芯檢測(cè)后認(rèn)定整樁完整性和樁身混凝土密實(shí)度都滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。該工程樁基的施工方案比較適合河床水位小于3m 的大中橋施工。控制好泥漿比重和混凝土的坍落度與和易性是保證順利灌注混凝土的重要因素。
