邢利科

中鐵隧道集團四處有限公司

淺談橋梁灌注樁施工控制技術(shù)

邢利科

中鐵隧道集團四處有限公司

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，樁的種類和樁基形式、施工工藝和設(shè)備以及樁基理論和設(shè)計方法，都有了很大的演進。作為橋梁的基礎(chǔ)支撐，合理選擇樁基礎(chǔ)形式比較關(guān)鍵。鉆孔灌注樁具有諸多優(yōu)勢，在路橋建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，值得推廣。本文主要就是針對公路橋梁鉆孔灌注樁的施工及控制技術(shù)來進行分析。

公路橋梁；鉆孔灌注樁；施工控制

工程概況

杭州至瑞麗國家高速公路湖南省臨湘(湘鄂界)至岳陽公路項目土建工程施工第十合同段(簡稱：大岳高速公路第十合同段)，樁號K46+243.5～K50+743.231，線路全長3.3km。主要工程量為胥家橋大橋(左幅368m，右幅338m)，樁基58根；芭蕉湖1#特大橋(左右幅各1055.6m)，樁基133根；主線上跨C匝道橋(左右幅各83m)，樁基23根；互通主線橋(左右幅各500m)，樁基82根； E匝道橋(左右幅各217.6m)，樁基19根；支線上跨橋(橋長50m)，樁基6根。本標段樁基合計321根。

1、樁基礎(chǔ)的形式與特點

樁基礎(chǔ)的常見的成孔方式有人工挖孔、沖擊鉆及旋挖樁三種。

人工挖孔灌注樁做基礎(chǔ)，具有機具設(shè)備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，對周圍建筑物影響小，可全面展開施工，不受場地影響，縮短工期，造價低等優(yōu)點。但隨著人工成本的上漲以及機械設(shè)備技術(shù)的不斷更新，在成本方面人工挖孔樁已不再有優(yōu)勢。并且樁基危險性較大，安全隱患多，一旦出現(xiàn)安全事故，后果不堪設(shè)想。

沖擊鉆也是橋梁樁基施工的常用方法，施工操作方便，安全，高效，但震動干擾較大，一般晚上不允許施工，對于離建筑物很近的樁基不能采用沖擊鉆施工，并且受地下管線限制，泥漿用量非常大，尤其在城市或者城鄉(xiāng)結(jié)合部，泥漿很難找地方存放，處理的費用非常高，不利于環(huán)保、文明施工。

旋挖鉆有著快速、高效、環(huán)保等特點，泥漿用量較少，基本都可循環(huán)使用，不需要外運，但設(shè)備進出場費用高。因此通常在橋梁樁基礎(chǔ)中較少使用，而目前市場上新型的入巖式旋挖機已嶄露頭角，勢必也會逐漸地替代普通的旋挖機成為主流旋挖機。

2、鉆孔灌注樁技術(shù)的具體施工流程

2.1 護筒的埋設(shè)

鉆孔灌注樁施工技術(shù)護筒的埋設(shè)，程序的具體操作方法有以下兩個方面，即一是坐標放樣需要精確的進行，對樁的位置不能出現(xiàn)任何的誤差；二是埋設(shè)護筒，按樁位中心放樣，并用石灰劃出圓的弧線，再人工挖坑或挖掘機挖坑，放入鋼護筒，按測設(shè)的十字樁拉線，使護筒中心點與測量標定的樁位中心點重合，同時用線錘校正護筒的垂直度和水平位置，埋設(shè)護筒時四周要優(yōu)質(zhì)粘土回填，并分層對稱夯實，護筒內(nèi)徑宜比樁徑大2O～4Ocm，一般埋置深度為200～400cm，埋設(shè)護筒時高出自然地面30cm。

2.2 泥漿的制備與護壁

樁灌注所需泥漿的最大作用在于護壁以及懸浮泥渣。在工程的實施中，需要根據(jù)實際情況對泥漿進行科學(xué)合理的調(diào)配，其中需要將施工現(xiàn)場的土質(zhì)情況考慮在內(nèi)，在工程的實施過程中，泥漿的制作首先需要對粘土進行打碎，然后把打碎的粘土移至到護筒內(nèi)，最終用沖擊椎有節(jié)奏地對其進行沖擊作用，最終的效果是實現(xiàn)粘土到泥漿的轉(zhuǎn)變，起到護壁的作用。

2.3 鉆機就位、鉆孔

鉆機就位后應(yīng)確保底部和頂端的平穩(wěn)，保證在鉆進過程中，鉆機不會產(chǎn)生位移或沉陷，然后將鉆頭對中孔位，人工依據(jù)樁位十字線，使鉆頭尖與十字線中心對中，調(diào)整桅桿的豎直度及鉆機機身的水平，校準調(diào)整后便可開始鉆孔。開始時速度不能過快，在確保方向正確、力度均勻后，才能加快鉆進速度。嚴禁發(fā)生傾斜，否則會破會護筒。地表土壤中可能會有些硬質(zhì)卵石，需加大沖程。鉆孔過程中記錄好每一個細節(jié)，包括調(diào)整、處理等，每鉆進3m左右，需檢查鉆機的垂直度，盡量不要傾斜。

2.4 鉆機清孔

鉆孔環(huán)節(jié)是灌注樁的前提工作，孔深、孔徑必須嚴格按照設(shè)計進行，若成孔不符要求，后續(xù)工作難以開展。鉆孔時會產(chǎn)生渣滓，需及時清理，否則易破壞孔的穩(wěn)定，通常在鉆到設(shè)計標高后，用旋挖筒把孔底的沉渣清理干凈，厚度控制在10cm以內(nèi)，清孔工作不得以加深鉆孔的方式代替。

2.5 吊放鋼筋籠

清孔之后，鋼筋籠的性能和吊放工藝十分重要，直接關(guān)系著樁基礎(chǔ)的質(zhì)量，所以在安裝過程中應(yīng)保證鋼筋籠的正放，將傾斜度控制在允許范圍內(nèi)，特別是在分段進行吊裝時，上下段保持順直，在同一條軸線上；鋼筋籠入孔時，動作要輕緩，對準孔中心，緩慢下沉，不得出現(xiàn)松動、擺動等情況，防止碰撞孔壁，造成塌孔將泥土雜物帶入孔中；鋼筋籠入孔后應(yīng)校正軸線位置垂直度，勿使扭轉(zhuǎn)變形，并應(yīng)固牢定位，以免填充混凝土?xí)r發(fā)生掉籠或上浮。

2.6 混凝土澆筑

灌注混凝土前應(yīng)檢查沉淀層厚度，沉淀層厚度控制在5cm以內(nèi)，超過規(guī)定用空壓機吹浮?；炷凉嘧⒉捎脤?dǎo)管法，灌注速度要循序漸進，導(dǎo)管底部以適當(dāng)?shù)纳疃嚷裨诠嗳氲幕炷涟韬衔飪?nèi)，灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為25～40cm，第二次灌注的混凝土應(yīng)將導(dǎo)管埋入的深度不得小于1m，在灌注過程中，應(yīng)及時采用百米繩探測孔內(nèi)混凝土面位置，及時調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深控制在2～6m之間，拆除導(dǎo)管時，控制在每次只拆除一節(jié)。為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時，應(yīng)降低混凝土的灌注速度，當(dāng)混凝土上升到鋼筋骨架底口4m以上時，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢復(fù)正常灌注速度，整個澆筑過程不可間斷，應(yīng)連續(xù)進行。

3、鉆孔灌注樁施工控制分析

3.1 施工控制要點

1)根據(jù)不同地層和地下水埋藏深度分別選擇長度、直徑、壁厚的護筒等；2)施鉆過程中應(yīng)始終注意保持孔內(nèi)泥漿有合理的稠度;3)松散粉砂或流砂中鉆進時加大泥漿稠度;4)保證孔內(nèi)有足夠的水頭壓力(保證泥漿液面不低于護筒口2m);5)控制進尺速度; 6)確保護筒下設(shè)鉛直，護筒內(nèi)施鉆時防止鉆頭撞擊護筒，造成護筒跑偏或變形導(dǎo)致護筒四周土層擾動過大；7)鉆頭經(jīng)過護筒底部時要輕壓慢轉(zhuǎn)，避免進尺太快或停在一處空轉(zhuǎn)時間太長；8)一旦判明發(fā)生了坍孔，當(dāng)孔內(nèi)坍塌不嚴重時，可按1：1投入黏土和小礫石，回填至坍塌位置以上1m～2m(或護筒底腳以上)，稍停后加大泥漿比重繼續(xù)施鉆。

3.2 保證鉆機垂直度

安裝鉆機時，要對導(dǎo)架進行水平和垂直校正，檢修鉆孔設(shè)備，遇軟硬土層應(yīng)控制進尺，低速鉆進;偏斜過大時，添入石子黏土重新鉆進，控制鉆速，慢速上下提升、下降往復(fù)掃孔糾正;如有探頭石或大孤石，宜用鉆機鉆透，把石塊打碎或擠壓進樁間土中。

3.3 孔底沉渣的控制

常檢查鉆斗，發(fā)現(xiàn)鉆頭筒外徑不足設(shè)計孔徑、斗齒磨壞、鉆斗封閉不嚴時應(yīng)馬上修理。成孔結(jié)束后利用氣舉反循環(huán)自流補漿式進行清孔，直至開始澆筑之前停泵。驗孔時測量沉渣厚度，驗孔通過之后，在下設(shè)鋼筋籠之后、澆筑混凝土之前再次測量沉渣厚度，確保沉渣厚度不超過設(shè)計要求。

4、施鉆過程出現(xiàn)問題所采取的措施及對策

4.1 埋鉆

4.1.1 避免埋鉆所采取的措施

1)開鉆前要充分研究地質(zhì)報告，掌握地層情況，同時在施工過程中密切注意地層變化;2)操作手在深層鉆進時要控制進尺;3)必須保證鉆孔內(nèi)泥漿面的高度，及時補充泥漿，避免坍孔;4)制作鉆頭時應(yīng)注意鉆筒尺寸;5)要注意鉆機本身的及時保養(yǎng)和維修，避免因鉆機出現(xiàn)故障而造成長時間停鉆;6)調(diào)整好泥漿的比重和粘度，根據(jù)地層的變化情況，應(yīng)隨時調(diào)整泥漿稠度，砂層中泥漿適當(dāng)調(diào)稠。使孔底能在一定時間內(nèi)無沉渣，以保證設(shè)備偶然出現(xiàn)故障后有充分的時間排除，不致沉渣過多而迅速埋鉆。

先秦時還沒有“中國人民”這個詞，當(dāng)時“中國”和“人民”都是單獨使用，詞義也不同于今天?！爸袊北疽馐侵妇┏牵纭对娊?jīng)·大雅·民勞》云：“惠此中國，以綏四方?！薄睹妭鳌肪陀?xùn)釋為：“中國，京師也?！焙髞恚爸袊币惨曛钢性貐^(qū)、天下之中心等。

4.1.2 埋鉆后采取的對策

1)測量卡鉆深度，分析地層，分析造成埋鉆的原因。

2)主要方法有鉆頭周圍疏通法、護壁開挖法、鉆孔旁打小孔徑副孔等。

3)必要時可采用水下爆破的方式進行撈取鉆具。

4.2 卡鉆

4.2.1 避免出現(xiàn)卡鉆所采取的措施

1)控制鉆速，操作手精力集中避免吊繩放的過快;

2)遇到鉆桿在施鉆工程中偏斜，要立即根據(jù)地勘報告和進尺情況判斷鉆頭所處位置的地層巖性，準確判斷是否遇到探頭石或滑落的孤石，及時采取措施，反轉(zhuǎn)、慢提;

4)經(jīng)常查看鉆機穩(wěn)固情況、校驗鉆桿垂直度，及時采取糾偏措施;

5)提鉆經(jīng)過護筒底沿時控制提升速度，遇到阻力，不要強行提拉，轉(zhuǎn)動鉆桿或反向轉(zhuǎn)動鉆具。

4.2.2 卡鉆后采取的對策

1)卡鉆事故處理過程中要持續(xù)使用新鮮泥漿置換孔內(nèi)泥漿，避免長時間孔內(nèi)操作造成坍孔、埋鉆;

2)判明是卡鉆時，可先用打撈鉤具鉤住鉆頭，同時給吊繩施加橫向力晃動鉆頭，待鉆頭松動后再將其提出;

3)如打撈鉤具不能奏效，則改用小鉆頭直接沖擊原鉆頭，使其松動后吊起;

4)經(jīng)過長時間處理仍不能撈起，可以沖擊障礙物，將其打碎或壓進孔壁;

5)實在不行，可以考慮水下定位爆破，強行將鉆頭部分炸掉，保存價格昂貴的鉆桿，做廢孔處理。

5、結(jié)束語

總之，整個施工過程緊密聯(lián)系，有一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，很有可能會影響到整體建設(shè)質(zhì)量，這就要求在施工過程中嚴格按照要求進行每一步操作，做好每一項工作。