喻 剛 劉永華
(崇明縣橫沙海塘管理所,上海 201914)
樹(shù)根樁是一種小型鉆孔灌注樁,它是利用小型鉆機(jī)按設(shè)計(jì)直徑,鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度,然后放入鋼筋籠,同時(shí)放入灌漿管,注入水泥漿或水泥砂漿,結(jié)合碎石骨料成樁。由于它所形成的樁基形狀如“樹(shù)根”而得名。本文結(jié)合崇明縣七港河道整治工程樹(shù)根樁基礎(chǔ)護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式對(duì)樹(shù)根樁的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍、施工工藝、以及使用效果進(jìn)行闡述,以期為類似河道工程施工提供成功經(jīng)驗(yàn)。
(1)河道兩岸建筑物基礎(chǔ)加固,提高地基和基礎(chǔ)承載能力,防止河道工程中護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工導(dǎo)致周邊建筑物的損壞;
(2)河道兩岸道路邊坡圍護(hù),提高土體邊坡穩(wěn)定性,防止鄰近河道處的道路邊坡滑坡以及路基塌陷;
(3)河道兩岸保灘,防止水土流失導(dǎo)致水環(huán)境破壞。
(1)不僅可以承受垂直壓力,也可以承受拉力或拉壓交替荷載;
(2)施工設(shè)備小,所需施工場(chǎng)地較小,凈空較小的地段也能施工;
(3)施工時(shí)噪音小,振動(dòng)小,對(duì)周邊環(huán)境干擾和建筑物基礎(chǔ)擾動(dòng)均較??;
(4)穿透鐵板沙土層能力較強(qiáng),成孔速度快,對(duì)工期緊張的項(xiàng)目十分有利;
(5)壓力灌漿使樹(shù)根樁與地基土結(jié)合緊密,樁和承臺(tái)整體效果突出。
樹(shù)根樁施工工藝流程:樁孔定位→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→拔鉆桿→吊裝鋼筋籠→下注漿管→填碎石→注清水→第一次壓力注漿→第二次壓力注漿→拔注漿管→處理樁頭。
(1)樁孔定位
測(cè)定樁位一般分三次進(jìn)行,在挖埋護(hù)筒前測(cè)量一次,在埋設(shè)護(hù)筒后復(fù)測(cè)一次,使護(hù)筒中心與樁位中心偏差不大于5cm,在樁位中心插上一根長(zhǎng)鋼筋作為樁位標(biāo)志,第三次測(cè)量在鉆機(jī)就位后進(jìn)行,檢查鉆機(jī)是否對(duì)準(zhǔn)樁心標(biāo)志。
(2)成孔
鉆機(jī)就位后,啟動(dòng)鉆機(jī)開(kāi)始鉆孔,通過(guò)調(diào)整鉆機(jī)動(dòng)力輸出的轉(zhuǎn)速變化來(lái)適應(yīng)土層的變化,使鉆進(jìn)過(guò)程中鉆機(jī)平穩(wěn)。鉆進(jìn)過(guò)程中,隨著鉆孔深度增加,相應(yīng)接長(zhǎng)鉆桿,每節(jié)鉆桿長(zhǎng)度為2m;為了防止鉆進(jìn)過(guò)程中塌孔,鉆孔中應(yīng)保持泥漿比重,并根據(jù)地質(zhì)變化與鉆進(jìn)速度及時(shí)調(diào)整泥漿比重,以保證鉆渣的懸浮和孔壁護(hù)壁,最終達(dá)到成孔的目的。
(3)清孔
清孔是樹(shù)根樁施工重要的一道工序,清孔質(zhì)量的好壞直接影響壓力灌漿、樁質(zhì)量與承載力的大小。為了保證清孔質(zhì)量,鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,將鉆桿提起20cm左右,注入清水開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)空鉆進(jìn)行清孔作業(yè),直至孔中流出泥漿比重小于1.2,從而完成置換泥漿清孔的目的。
(4)吊放鋼筋籠
鋼筋籠制作采用加強(qiáng)筋成型法,按設(shè)計(jì)規(guī)格、材料及制作規(guī)范,在場(chǎng)地邊鋼筋加工棚制作,然后搬運(yùn)至孔口,用鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼筋籠吊直,慢慢放入孔內(nèi)。鋼筋籠外側(cè)設(shè)置兩道5cm厚的水泥砂漿保護(hù)層墊,兩道間隔4m,墊塊每道四塊,周圍布置,確保保護(hù)層厚度,并將鋼筋籠固定在孔口。
(5)放注漿管及回填碎石
鋼筋籠吊放完成后,將直徑25mm的鍍鋅鋼管插入至孔底中心以上20cm處,再將清洗好的隨時(shí)計(jì)量填放,投放量不應(yīng)小于樁孔體積的0.9倍。在填灌過(guò)程中應(yīng)始終利用注漿管注清水置換泥漿,并輕搖鋼筋籠促使碎石下沉密實(shí),直至灌滿樁孔。
(6)灌漿成孔
在注漿前,按設(shè)計(jì)配比將水和水泥調(diào)配成漿,一般水灰比為0.4~0.5。注漿時(shí),采用高壓泥漿泵首次以1.5~2.0Mpa的壓力將水泥漿壓入孔內(nèi),直至水泥漿溢出孔外為止;首次注漿穩(wěn)定半小時(shí)后,再進(jìn)行第二次注漿,注漿壓力為2.0~4.0Mpa,注漿過(guò)程中邊注邊將注漿管向外拔直至樁頂。拔管后按質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范要求在頂部取混凝土制成試塊,然后填補(bǔ)樁頂混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
(1)鉆孔垂直度:①鉆機(jī)的基礎(chǔ)必須穩(wěn)固,鉆機(jī)安裝必須水平,天車、轉(zhuǎn)盤中心和樁位三點(diǎn)應(yīng)成一垂線;②根據(jù)地層情況合理選擇鉆頭,使各切削刃受力均勻,鉆進(jìn)時(shí)主動(dòng)鉆桿應(yīng)有導(dǎo)正裝置防斜;③開(kāi)孔和換層鉆進(jìn),采取輕壓慢轉(zhuǎn)措施,且做到經(jīng)常檢查鉆桿,發(fā)現(xiàn)彎曲立即更換。
(2)孔壁坍塌、縮頸預(yù)防措施:①在復(fù)核鉆具長(zhǎng)度時(shí)注意檢查鉆桿是否彎曲,保證鉆進(jìn)使用鉆桿垂直度;②保持鉆孔內(nèi)泥漿面不低于地面或低于地下水位1.5m以上,保證孔內(nèi)有足夠的泥漿壓力平衡地層壓力。如果孔內(nèi)泥漿液面過(guò)低,及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)給優(yōu)質(zhì)泥漿;③根據(jù)不同地層的可鉆性和護(hù)壁特點(diǎn)選擇合理的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)和相應(yīng)的操作技術(shù);④保持泥漿質(zhì)量,采用沉淀或強(qiáng)制除砂等辦法,降低泥漿含砂率,防止孔內(nèi)泥皮過(guò)厚或泥皮質(zhì)量差。
(3)成樁質(zhì)量控制
①成樁所用鋼筋、水泥及粗骨料進(jìn)場(chǎng)均應(yīng)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后方可使用;②嚴(yán)格按方案配比進(jìn)行漿液拌制,在拌漿過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量漿液比重,每孔注漿結(jié)束后要統(tǒng)計(jì)該孔的材料用量。拌制漿液必須連續(xù)均勻,攪拌時(shí)間不小于30S,一次攪拌使用時(shí)間宜控制在2h內(nèi);③注漿鋼管應(yīng)伸至孔底,注漿過(guò)程中嚴(yán)格控制壓力,且連續(xù)不可間斷。
由于受不同的施工條件影響,樹(shù)根樁施工也存在一定的問(wèn)題。為了確保樹(shù)根樁施工質(zhì)量,在施工中須注意以下事項(xiàng):
(1)鉆機(jī)成孔時(shí)出現(xiàn)孔位偏離樁位軸線,應(yīng)及時(shí)采用黏土回填密實(shí),并在原軸線方向重新成孔;
(2)樹(shù)根樁遇到縮頸和塌孔時(shí),宜采用套管將其下放至產(chǎn)生縮頸和塌孔的土層深度以下;
(3)樹(shù)根樁施工時(shí)出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失,且額定注漿量超過(guò)樁身體積計(jì)算的三倍,此時(shí)應(yīng)采用跳孔施工、間歇施工和添加速凝劑等措施來(lái)解決漿液流失問(wèn)題。
[1]徐如秀,樹(shù)根樁在鐵路隧道施工中的應(yīng)用,中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng),2008.
[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院,既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范,北京,2000.
[3]蔣鵬程,樹(shù)根樁應(yīng)用于加固路堤的探討,福建建筑,2006.