王 亮

根據(jù)作者本人在廣東省中山市板芙鎮(zhèn)板芙二橋沖擊成孔大直徑灌注樁基礎(chǔ)施工過程中的經(jīng)驗及參考有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，對沖擊成孔大直徑灌注樁的施工方法和施工過程中易出現(xiàn)的問題及采取的控制措施談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1 工程簡介

板芙鎮(zhèn)板芙二橋位于中山市板芙鎮(zhèn)，主橋為雙獨柱異型塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，總長179m。主墩5號樁基礎(chǔ)中心樁號為K2+ 093.799，為分離式鉆孔灌注樁群樁形式2×(4×φ270 cm)，樁長36.7m，河段水深平均3m，每個鉆孔深近40m，樁基礎(chǔ)均按照嵌巖樁設(shè)計，5號樁基礎(chǔ)D=270 cm(D≥80 cm即為大直徑樁)，要求其樁底沉渣厚度不大于 5 cm，樁底須嵌入巖性較完整的弱風(fēng)化巖石不小于1.5D(D為樁基直徑)。通過以上數(shù)據(jù)資料可見，主墩 5號樁基礎(chǔ)是整個大橋樁基施工中技術(shù)結(jié)構(gòu)最尖端、施工最復(fù)雜、最重要的部分。

2 沖擊成孔大直徑灌注樁的施工方法

2.1 前期施工準(zhǔn)備

根據(jù)地形特點、地質(zhì)水文資料等綜合考慮，主墩 5號樁基礎(chǔ)施工需搭設(shè)水上棧橋和施工平臺以滿足現(xiàn)場施工需要。施工平臺搭設(shè)完畢后，根據(jù)鉆探揭示，5號樁位處基巖風(fēng)化帶較深厚，全風(fēng)化巖層和強風(fēng)化巖層厚度較大?；鶐r各風(fēng)化巖層具有高的承載力，是區(qū)內(nèi)良好地基持力層。因此對于基巖鉆進采用沖擊鉆比較合理，本樁基礎(chǔ)采用兩臺沖擊鉆反循環(huán)成孔。樁機配備鑄鋼沖錘，沖錘D=270 cm，沖錘為“十字形”。泥漿護壁，泥漿泵用22 kW的3PN型泥漿泵。

2.2 實測樁位、下放鋼護筒

鋼平臺施工完畢后，即進行測量定出樁位，完畢后進行鋼護筒的沉放施工，鋼護筒設(shè)計內(nèi)徑為290 cm，比設(shè)計樁徑大20 cm，采用厚度為 10mm的A3鋼板卷制而成。所有焊縫必須連續(xù)，以保證不漏水。鋼護筒在加工廠進行分節(jié)制作，現(xiàn)場焊接接長。由吊車吊起鋼護筒通過導(dǎo)向架緩慢下放直到其刃腳自然下沉到河床面以下4m。在校正其垂直度(小于 1%)和護筒平面位置偏差(小于5 cm)后，采用377 kW振動錘振動下沉，振動錘振動下沉直至護筒底部到達設(shè)計標(biāo)高。開動樁錘下沉護筒，待筒頂距操作平臺面0.8m左右時，停止振沉，解除錘座與頂節(jié)護筒連系，同樣步驟再接長護筒至設(shè)計要求。

2.3 泥漿制備及鉆孔

1)大直徑?jīng)_擊成孔灌注樁對泥漿的要求較高，根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)情況和護筒下沉不到巖石的情況決定使用丙烯胺即PHP泥漿，此泥漿的特點是不分散、低固相、高粘度。泥漿循環(huán)采用正循環(huán)。樁孔中的泥漿指標(biāo)應(yīng)嚴(yán)格控制，好的泥漿不但利于保證孔壁穩(wěn)定，而且有利于懸浮起巖渣加快施工進度。

2)準(zhǔn)備工作完成后，將鉆機就位固定，將鉆頭中心線對準(zhǔn)樁中心線，平面偏差控制在2 cm以內(nèi)。鉆進時詳細(xì)記錄，確保成孔后樁中心線偏差不大于5 cm，傾斜度不大于1%樁長。鉆機開始鉆進時應(yīng)慢速鉆進，以加強泥漿護壁的效果，確保成孔質(zhì)量及施工安全，待導(dǎo)向部位全部鉆進土層后，方可加速鉆進。

2.4 第一次清孔

鉆孔深度達到設(shè)計標(biāo)高后，對孔深、孔徑進行檢查，各項指標(biāo)達到設(shè)計要求后進行第一次清孔。第一次清孔目的是抽換孔底泥漿，清除孔內(nèi)鉆渣及孔內(nèi)沉淀層，防止樁底有過厚的沉淀物，降低樁的承載力。

2.5 鋼筋籠制作及吊裝

1)鋼筋籠分節(jié)在加工場按照設(shè)計規(guī)范要求精確定位加工，鋼筋接頭按規(guī)范要求錯位焊接，接頭錯開 50 cm以上，并按規(guī)定15%樁數(shù)安裝超聲波檢測管，以備對樁基進行聲測。鋼筋骨架的保護層按設(shè)計要求每 2m高一圈設(shè)置 4個對稱定位鋼筋，確保鋼筋骨架的保護層滿足要求。

2)經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，鋼筋籠就位吊裝。

2.6 導(dǎo)管安裝及第二次清孔

1)水下混凝土采取拔球法一次灌注施工，混凝土導(dǎo)管為內(nèi)徑30 cm的快插式導(dǎo)管，壁厚4mm，每節(jié)長5m，配1節(jié)～2節(jié)長2.5m短管。2)在第一次清孔達到要求后，由于要安放鋼筋籠及導(dǎo)管，至澆筑混凝土的時間間隙較長，孔底又會產(chǎn)生沉渣，所以待安放鋼筋籠及導(dǎo)管就緒后，再利用導(dǎo)管進行第二次清孔，復(fù)測沉渣厚度達到設(shè)計要求，此時清孔就算完成，立即灌注水下混凝土。

2.7 澆筑水下混凝土

1)混凝土采用外購商品混凝土，混凝土配合比滿足如下要求:混凝土強度等級符合設(shè)計強度等級，粗骨料最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6，且不大于 40mm，砂用級配良好的中砂，水泥采用P.Ⅱ42.5R的“海螺牌”水泥，其初凝時間不早于2.5 h。混凝土水灰比0.5，水泥用量350 kg/m3，含砂率為0.45，坍落度18 cm～22 cm。2)清孔及吊裝鋼筋籠，下導(dǎo)管完畢后，得到監(jiān)理工程師認(rèn)可，方可開始灌注混凝土?；炷凛斔筒捎没炷翑嚢柽\輸車配滑槽滑至料斗內(nèi)，每車 9m3。3)在灌注過程中要確認(rèn)導(dǎo)管埋深長度，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋設(shè)深度保持連續(xù)性。確保混凝土導(dǎo)管埋深不大于6m，不小于2m。專人測量導(dǎo)管埋置深度及管內(nèi)外混凝土面的高差，及時填寫水下混凝土澆筑記錄。4)樁的灌注標(biāo)高比樁頂設(shè)計標(biāo)高高出至少80 cm，在孔內(nèi)混凝土面測3個點，并在承臺施工前予以鑿除。

3 大直徑灌注樁施工過程中易出現(xiàn)的問題及質(zhì)量控制要點

3.1 鋼筋籠上浮

出現(xiàn)原因:1)封底成功后泵送混凝土的灌注速度太快造成混凝土對鋼筋籠的沖擊力，浮力太大。2)鋼筋籠未采取固定措施或固定不牢。3)混凝土的和易性不好，坍落度偏低。4)清孔不到位，下部泥漿過稠。泥漿的流動性降低對混凝土上升的阻力增大。

控制措施:1)混凝土上升到接近鋼筋籠下端時，應(yīng)放慢澆筑速度，減小混凝土面上升的動能作用，以免鋼筋籠頂被托而上浮。當(dāng)鋼筋籠被埋入混凝土中有一定深度后，再提升導(dǎo)管，減少導(dǎo)管埋入深度，使導(dǎo)管下端高出鋼筋籠下端相當(dāng)距離時再按正常速度澆筑。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時，應(yīng)立即停止?jié)仓?，并?zhǔn)確計算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進行澆筑。2)澆筑混凝土前，應(yīng)將鋼筋籠固定在孔位護筒上，并確保固定牢靠。3)嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，注意坍落度的檢測，不合格混凝土禁止使用。4)注意清孔質(zhì)量問題，確保整體泥漿指標(biāo)符合規(guī)范要求。

3.2 坍孔

出現(xiàn)原因:1)操作不當(dāng)，提升鉆頭過猛，因故停鉆時間過長或放鋼筋籠時碰撞孔壁。2)泥漿稠度過小，起不到護壁作用;泥漿水位高度不夠，對孔壁壓力小。3)向孔內(nèi)加水時流速過大，直接沖刷孔壁。

控制措施:1)提升鉆頭，下放鋼筋籠時保持垂直，盡量不要碰撞孔壁。2)孔內(nèi)保持泥漿稠度適當(dāng)、水位穩(wěn)定，及時加水加粘土，以維持孔內(nèi)水頭差，使用丙烯胺即PHP泥漿嚴(yán)格監(jiān)測其各項性能。3)輕度坍孔，可加大泥漿密度提高水位，使其充分護壁。

3.3 掉鉆卡鉆

出現(xiàn)原因:1)鉆頭澆鑄質(zhì)量差。2)鉆進速度過快，鋼絲繩松繩太長，使鉆錘傾倒卡在孔壁上。3)坍孔時落下的石塊或落下較大的工具將鉆錘卡住。

控制措施:1)鉆頭定期檢查，每鉆3h～4h檢查一次，發(fā)現(xiàn)破損及時修換。2)鉆進速度適中，下鉆時不可太猛，沖程量不宜過大，以防止錘頭傾倒。3)鉆錘補焊時保證尺寸與孔徑配套，卡鉆后不宜強提，可上下左右試著輕提，將鉆錘提起。

3.4 斷樁

出現(xiàn)原因:1)混凝土坍落度太小、骨料太大、運輸距離過長、混凝土和易性差，致使導(dǎo)管堵塞，疏通堵管再澆筑混凝土?xí)r中間就會形成夾泥層。2)灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。3)導(dǎo)管埋深過大，以及灌注時間過長，導(dǎo)致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管，在提升時連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。4)導(dǎo)管漏水、機械故障和停電造成施工不能連續(xù)進行。

控制措施:1)混凝土配合比應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)水下混凝土的規(guī)范配置，并經(jīng)常測試坍落度，防止導(dǎo)管堵塞。2)嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測深錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。3)高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，應(yīng)認(rèn)真對待灌注前的準(zhǔn)備工作，確保灌注順利進行。

4 結(jié)語

中山市板芙二橋沖擊成孔大直徑灌注樁施工過程中，按上述各點合理施工，各條樁基經(jīng)動測及抽芯檢驗被評定為優(yōu)良。事實證明合理的施工方法和必要的質(zhì)量控制手段，可以充分保證大直徑灌注樁施工質(zhì)量。

[1] JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 橋梁工程師手冊[M].北京:中國建筑出版社，2009:106-115.

[3] 劉金波.建筑樁基技術(shù)規(guī)范理解與應(yīng)用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008:134-189.

[4] 袁聚云.基礎(chǔ)工程[M].上海:同濟大學(xué)出版社，2007:233-256.

[5] 陳碧虹.灌注樁若干質(zhì)量問題及防治措施[J].山西建筑，2009，35(4):141-142.