陳賢濤
(廣東如一建設科技有限公司)
市政橋梁工程是城市基礎設施建設的重要組成部分,在橋梁工程的建設中,基礎部分的施工對于工程項目質(zhì)量具有關(guān)鍵影響。在市政橋梁工程基礎施工過程中,鉆孔灌注樁施工技術(shù)屬于一種應用較為廣泛的技術(shù)類型,在其應用過程中,需要充分把握其中的關(guān)鍵技術(shù)要點。
鉆孔灌注樁施工技術(shù)是指在施工過程中,在基坑內(nèi)部通過鉆孔并放置鋼筋籠、澆筑混凝土等方法制樁,增加結(jié)構(gòu)強度的施工方式,在路橋工程施工等方面應用較為廣泛,其中灌注樁可以根據(jù)成孔方法的區(qū)別分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁以及挖孔灌注樁等類型[1]。此種施工技術(shù)的主要優(yōu)勢在于成本較低、適用性強、抗震性能與承載能力高,能夠適用于多數(shù)橋梁工程的施工。鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應用要點在于保持基坑平整,而對土質(zhì)與氣候條件的要求相對較低,因此可以應用于河道、海床位置的橋梁工程。應用此技術(shù)前,需要事先對施工現(xiàn)場土質(zhì)條件與周邊環(huán)境等因素作出詳細考察,同時保證施工現(xiàn)場基層的平整度,確保灌注管樁與基坑保持垂直。并根據(jù)實際施工要求設置鉆孔深度。鉆孔灌注樁施工流程如下:
場地準備→樁位放樣→埋設護筒→制備泥漿→鉆架與鉆機就位→鉆孔→終孔并第一次清孔→安放鋼筋籠并下導管→第二次清孔→混凝土澆筑→成樁
市政橋梁工程基礎施工中應用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時,需要對其中的技術(shù)要點進行充分把握,以便提升工程質(zhì)量。根據(jù)不同的施工步驟,主要包含以下技術(shù)要點。
市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工開始前,應事先做好前期準備工作。在前期考察階段應充分掌握施工現(xiàn)場工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料,充分了解地下管線布局等信息。對施工過程中所需鋼筋、水泥、砂、碎石、泥漿等材料與機械設備進行質(zhì)量檢查。施工開始前,需確保相關(guān)技術(shù)文件與施工方案編制全部完成并通過審核,施工技術(shù)人員及操作人員全部到位,并進行技術(shù)交底,還要對工程質(zhì)量、安全、工期與環(huán)保等要求作出充分明確。施工場地準備過程中,應確保施工場地平整,施工場地坡度應小于6%,同時要保證樁基所在位置的整潔度,對場地內(nèi)雜物進行清理,開展鉆孔樁樁位放樣,可以采用全站儀坐標法對樁位坐標加以明確,并作出相應的標記。
護筒在鉆孔灌注樁施工過程中的作用主要包括固定樁孔位置、保護孔口、隔離地面水、防止塌孔與提高孔內(nèi)水壓力等,成孔過程中能夠?qū)︺@頭方向進行有效引導。護筒的制作材料一般包括鋼材與鋼筋混凝土材料兩種,應根據(jù)工程具體需求作出合理選擇,通常情況下鋼制護筒厚度為4mm~8mm,鋼筋混凝土護筒厚度為8cm~10cm,在護筒上部應設置1~2 個溢漿孔。護筒內(nèi)徑應確保大于鉆孔樁設計直徑200mm 以上,其中在采用回轉(zhuǎn)鉆機鉆孔時應加大200mm~300mm;采用沖擊鉆與沖抓鉆進行鉆孔時應加大300mm~400mm。護筒的埋設過程中,埋設深度一般在2m~4m,深度的設置上還應充分考慮橋梁設計要求以及樁位的水文地質(zhì)條件。為了防止孔口周圍受到水浸導致塌孔,護筒頂面應超過地面0.2m~0.5m,高度上應滿足孔內(nèi)泥漿面高度要求。埋設護筒時可以采用挖埋、錘擊、振動、加壓等埋設方法,埋設過程中應避免孔口的開裂與傾斜問題,埋設結(jié)束后要對孔口周圍進行分層填壓夯實。
鉆孔灌注樁施工過程中,采取泥漿護壁對于提升樁基施工質(zhì)量具有顯著效果。進行泥漿制備時,需要對泥漿的組成成分加以準確控制。泥漿的制備原料主要包括水、粘土與添加劑。其中制備用水的PH 值應在7~8 之間,并控制好雜質(zhì)含量。粘土或膨潤土的塑性指數(shù)應大于25;粒徑在0.005mm 以內(nèi);顆粒含量應大于總量的50%;相對密度在1.1~1.5 范圍內(nèi)。添加劑可以選擇純堿、丹寧、拷膠液等,能夠起到促進顆粒分散、防止凝聚下沉、降低粘度等作用。制備過程中水土比例通常在l:l 左右。泥漿制備完成后應做好比重、粘度與含砂量的檢測,確保符合工程要求。粘度上一般地層應在16~20s,松散地層為18~28s;新制泥漿含砂率在4%以下[2]。
2.4.1 鉆孔
在鉆孔施工開始前,應事先安裝好鉆架與鉆機。鉆架確保能夠承受鉆具及其他輔助設備的重量,并保證鉆孔過程中成孔中心能夠?qū)蕵段恢行?,同時保持鉆架的穩(wěn)定性,避免施工過程中出現(xiàn)沉降或位移。鉆架安裝就位后,應將底座用枕木塞實,頂部采用纜風繩進行固定。鉆孔施工技術(shù)可以根據(jù)施工工藝分為沖擊鉆機鉆孔、全套管沖抓成孔、正循環(huán)鉆孔、反循環(huán)鉆孔、旋挖鉆機鉆孔等技術(shù)類型。具體施工過程中應根據(jù)土質(zhì)條件對成孔方式與所用設備作出合理選擇。成孔方式與適用土質(zhì)條件如表1 所示。
鉆孔施工過程應根據(jù)施工工藝的差別選用不同的質(zhì)量控制方法。例如在應用沖擊鉆成孔技術(shù)時,需要采用低錘密擊施工方法,確保保持孔內(nèi)泥漿面穩(wěn)定,并采用必要措施防止發(fā)生擾動孔壁、塌孔、擴孔、卡鉆、泥漿流失等事故。每鉆進4m~5m 應進行一次驗孔,同時在更換鉆頭前以及容易發(fā)生縮孔位置也應進行驗孔并記錄。沖孔時如果出現(xiàn)斜孔、梅花孔與塌孔等情況,應在處理完成后才能繼續(xù)進行施工。而在應用正、反循環(huán)鉆孔時,應根據(jù)泥漿補給情況控制鉆進速度,保持鉆機穩(wěn)定。在鉆孔達到設計深度后,應保證孔底沉渣厚度符合設計要求,設計未作要求的情況下,端承型樁沉渣厚度應在100mm 以內(nèi);摩擦型樁沉渣厚度應在300mm 以內(nèi)。
表1 成孔方式與適用土質(zhì)條件
2.4.2 驗孔與清孔
開展驗孔工作時,需要事先將測量繩捆綁于栓孔器頂部,并利用鋼絲將栓孔器向井底下方,在栓孔器到達井底后通過米尺對樁基中心與鋼絲強間距離進行測量,而后除以測繩讀數(shù)求出孔斜率[3]。其中,要利用鋼尺對樁基平面位置作出確定,確保孔中心平面位置不超過50mm;傾斜度<1%同時不超過50cm;孔徑應大于設計樁徑,孔深超過設計深度50mm 以上。在驗孔合格后可以采用換漿法進行清孔工作,向孔內(nèi)壓入比重為1.03~1.10 的泥漿,對原有泥漿進行置換,并保證置換后泥漿粘度在17~20s,膠體率>98%。置換過程一般需要3~5h,最后應對比重進行檢測,確保含砂率<2%。清孔完成后需要立即開展鋼筋籠下放施工。
進行鋼筋籠的制作時,需要充分重視鋼筋接頭施工,施工過程應確保符合JGJ 107-2016《鋼筋機械連接通用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。接頭鋼筋截面的面積應小于總截面面積1/2,同時在進行連接時,混凝土保護層厚度也應確保符合規(guī)定,連接間距不應小于鋼筋直徑。鋼筋籠制作完成后,應采用兩點吊裝方式進行吊裝,其中第一吊點應位于骨架下部,第二吊點位于骨架中部。起吊時按照先起吊第一吊點,后起吊第二吊點的順序進行。在吊放鋼筋籠入孔時,應避免與孔壁發(fā)生碰撞,就位后應采取加固措施對鋼筋籠進行固定。導管安裝時應選用直徑20cm~30cm、節(jié)長2m 的導管,確保導管內(nèi)壁光滑、接口密封性良好。導管軸線偏差應在孔深的0.5%以內(nèi),同時不超過10cm。安裝前應對導管性能進行測試,確保不存在漏水現(xiàn)象。在鋼筋籠下放結(jié)束后對導管進行連接并下放,深度在導管口底部距離孔底0.3cm~0.5m位置。吊放應盡可能保證導管垂直,并且位于孔中間位置。
混凝土施工主要包括混凝土的配比與灌注兩部分。其中應用于灌注樁的水下灌注混凝土應選用預拌混凝土,骨料粒徑應在40mm 以內(nèi),坍落度在180mm~220mm范圍內(nèi)。在進行灌注前,應事先進行二次清孔,對樁底部沉渣進行清理。開始灌注混凝土時導管底部至孔底距離應在300mm~500mm;導管首次埋入混凝土灌注面以下不應小于1m,并且導管埋入混凝土深度應處于2m~6m范圍內(nèi)。在灌注水下混凝土過程中,需要保證連續(xù)施工,對提拔導管速度進行控制,應注意避免將導管提出混凝土灌注面以外。樁頂混凝土澆筑完成后應高出設計標高0.5m~1m,確保樁頭浮漿層鑿除后樁基面混凝土達到設計強度。此外,混凝土澆筑后應對溫度進行合理控制,在氣溫低于0℃時應采取保溫措施,而在氣溫超過30℃時應適當采取緩凝措施。
市政橋梁工程建設是基礎設施建設的重要部分,在其基礎施工過程中,鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有良好的應用效果。具體應根據(jù)工程的設計要求,采用合理的施工技術(shù),從而最大程度提高工程質(zhì)量。