靳朝煒
(中建路橋集團(tuán)有限公司,河北石家莊 050001)
在橋梁樁基礎(chǔ)施工中,采用傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁時(shí),泥皮的存在可能會(huì)導(dǎo)致樁側(cè)摩擦力降低,清孔時(shí)無(wú)法將所有沉渣清除干凈,容易形成軟墊層,造成樁端阻力無(wú)法全面發(fā)揮。為有效解決這一問(wèn)題,可采用樁端后壓漿技術(shù)。借此就橋梁施工中樁端后壓漿技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)分析探討。
某橋梁工程全長(zhǎng)4.0km,其中主橋的長(zhǎng)度為0.47km,引橋的長(zhǎng)度為3.53km,橋面寬度為33.5m。該橋上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,下部結(jié)構(gòu)為樁基礎(chǔ),樁徑從2 000~2 500mm不等,共計(jì)538根,包括兩種類(lèi)型,一種是端承樁,另一種是摩擦樁。橋址所在區(qū)域的土層特征有淤泥、碎石、淤泥質(zhì)土、黏土、礫砂、粉質(zhì)黏土、中粗砂,地下水為孔隙水和基巖裂隙水,具有微腐蝕性。
2.1.1 設(shè)備配置
(1)本工程中,樁端后壓漿施工采用的是轉(zhuǎn)速在1 000r/min以上的高速制漿機(jī),漿液的制備及存儲(chǔ)能力與壓漿功率相匹配,由此可以保證壓漿施工的連續(xù)性。
(2)對(duì)相應(yīng)的儀器及配套設(shè)備,如壓力表、流量計(jì)、傳感器等準(zhǔn)確標(biāo)定,確保所有儀器及設(shè)備在使用前全部處于完好狀態(tài),如實(shí)填寫(xiě)檢查記錄,當(dāng)使用次數(shù)或是時(shí)間超過(guò)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求后,必須重新標(biāo)定。若是儀器、設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)異常,要及時(shí)查明原因并采取有效的措施消除問(wèn)題。
(3)壓漿泵(閥)的工作壓力控制在6MPa以?xún)?nèi),并為壓漿泵配備卸荷閥,同時(shí)在樁頂壓漿管處設(shè)置相應(yīng)的儀器和設(shè)備,通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè),完成相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集[1]。
2.1.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝
(1)安裝壓漿管前,先用清水沖洗,將管內(nèi)的雜物清除干凈,防止壓漿時(shí)管路堵塞的情況發(fā)生。將壓漿管與制作好的鋼筋籠牢靠固定,一并下入孔內(nèi),安裝時(shí)要避免壓漿管受損。
(2)壓漿管的連接部位要嚴(yán)密,防止?jié){液滲漏,下放鋼筋籠時(shí),要對(duì)每節(jié)壓漿管注水,借此來(lái)檢查密封性,若發(fā)現(xiàn)漏水,可采取相應(yīng)的措施加以處理。
(3)在本工程中,壓漿管均勻布設(shè)在鋼筋籠的內(nèi)側(cè),對(duì)管路編號(hào)并掛好相應(yīng)的標(biāo)牌,按編號(hào)順序與分配器連接[2]。
2.1.3 壓漿材料
(1)水泥選用42.5級(jí)普硅水泥,性能與現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求相符;選用的外加劑性能穩(wěn)定;拌和水的水質(zhì)達(dá)標(biāo),水中氯離子含量控制在350mg/L以?xún)?nèi),且不得存在對(duì)鋼筋、水泥有害的成分[3]。
(2)用于樁端后壓漿施工的水泥漿液,要有良好的流動(dòng)性,漿液的凝結(jié)時(shí)間符合施工要求,可在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)固化,初凝時(shí)間以4~6h為宜,7d強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)達(dá)到10MPa以上,稠度保持在10~14s[4]。
(3)漿液的水灰比控制在0.45~0.55,可按土體的飽和度加以確定,遵循宜小不宜大的原則。針對(duì)地下水流動(dòng)的情況,可加入適量的外加劑,以此來(lái)縮短水泥漿的初凝時(shí)間。
(4)配制漿液時(shí),要按照順序加料,即先放入拌和水,然后摻入外加劑,攪拌均勻后再加入水泥。要對(duì)漿液的配比嚴(yán)格控制,通過(guò)試驗(yàn)確定最佳的配合比例,攪拌時(shí)間不少于120s。拌制好的漿液經(jīng)過(guò)濾處理后,注入儲(chǔ)漿桶內(nèi)。
2.2.1 壓漿控開(kāi)塞
橋梁樁基混凝土灌注24h內(nèi),可對(duì)壓漿孔開(kāi)塞,壓力控制在4.0MPa以?xún)?nèi),具體的開(kāi)塞方法如下:
(1)對(duì)U形管回路高壓注水,出漿口有水流出后,將出漿閥關(guān)閉并繼續(xù)加壓。要對(duì)每個(gè)注漿管路單獨(dú)開(kāi)塞,若管路有多個(gè)出漿口,則要保證瞬時(shí)流量足夠大,從而使所有的出漿口都能被水順利沖開(kāi)[5]。
(2)壓力如果出現(xiàn)突降的情況,則說(shuō)明高壓膠胎已經(jīng)開(kāi)裂,成功完成開(kāi)塞。隨后量閥門(mén)封閉10min左右,使壓力逐步消散。當(dāng)有水向外噴射時(shí),則可繼續(xù)關(guān)閉閥門(mén),每間隔3~5min左右觀察一次,直至壓力完全消散。壓漿作業(yè)前,要仔細(xì)檢查管路,避免堵塞。
2.2.2 壓漿控制
(1)在壓漿施工過(guò)程中,采用雙控原則,即以壓漿量控制為主,壓力控制為輔,按照試樁結(jié)果對(duì)工作壓力合理確定。壓漿控制的主要參數(shù)應(yīng)符合規(guī)定要求,其中樁基底部的壓漿壓力控制在6MPa以?xún)?nèi),漿液流動(dòng)速度控制在75L/min以?xún)?nèi),確保200L漿液的灌注時(shí)間不超過(guò)4min,持續(xù)施加荷載的時(shí)間控制在5min以上[6]。
(2)在樁基底部壓漿時(shí),可根據(jù)分管、等量壓入的原則,并按單管對(duì)壓漿量及壓力加以控制。壓漿施工前,要對(duì)管路細(xì)致檢查,看是否暢通,若發(fā)現(xiàn)堵塞,則需要對(duì)壓漿量重新計(jì)算,以此來(lái)確保壓漿量準(zhǔn)確無(wú)誤。當(dāng)壓漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,持續(xù)施加5min荷載后,便可停止壓漿。
(3)受地層性質(zhì)的影響,壓漿壓力會(huì)出現(xiàn)無(wú)法達(dá)到控制壓力的情況,對(duì)此,可在不計(jì)水頭壓力的前提下,將壓漿控制在最低壓力。當(dāng)壓漿壓力在壓漿量達(dá)標(biāo)時(shí)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,可將壓漿量增加到設(shè)計(jì)壓漿量的120%,然后封壓[7]。
(4)為避免壓力閥的壓力過(guò)大誘發(fā)安全事故,可將壓力控制在6MPa以?xún)?nèi),壓力達(dá)到6MPa,且壓漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)要求80%以上,便可停止壓漿。若壓漿總量未達(dá)到停壓標(biāo)準(zhǔn),則需要找出原因,采取相應(yīng)的措施加以解決處理。
2.2.3 注意事項(xiàng)
(1)為確保樁端后壓漿施工的整體質(zhì)量,必須保證樁基礎(chǔ)的垂直度,鋼筋籠制作與現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求相符,并對(duì)樁底沉淀層的厚度加以嚴(yán)格控制,采用二次清孔,將孔底殘?jiān)宄蓛?,不可以采用加大孔深的方法替代清孔,以確保壓漿U形管能夠順利放置到樁基底部。下放鋼筋籠的過(guò)程中,要確保壓降管路處于密封狀態(tài),避免漿液進(jìn)入管內(nèi)。
(2)壓漿時(shí),若是注漿壓力持續(xù)升高或突然降低,則應(yīng)停止壓漿,找出原因加以消除后,方可恢復(fù)壓漿。由專(zhuān)人負(fù)責(zé)對(duì)壓漿的起止時(shí)間、壓漿量、壓力等準(zhǔn)確記錄,在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師確認(rèn)注漿完畢后,用封壓漿液填充管路。
(3)為避免后壓漿施工對(duì)環(huán)境造成污染,要采取有效的保護(hù)措施,如使用密閉的容器運(yùn)輸漿體,防止運(yùn)輸途中出現(xiàn)泄漏,未用完的漿液不得隨意傾倒,必須妥善處理。
(4)為降低安全事故的發(fā)生概率,無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入壓漿作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),所有作業(yè)人員必須佩戴防護(hù)罩[8]。
2.2.4 技術(shù)措施
(1)在后壓漿施工中,當(dāng)出現(xiàn)注漿中斷的情況后,要及時(shí)找出導(dǎo)致中斷的原因,采取相應(yīng)的措施消除問(wèn)題,爭(zhēng)取在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)壓漿。若是進(jìn)漿量與中斷之前比較接近,則可快速恢復(fù)漿液的稠度,相差較大時(shí),必須逐級(jí)增加濃度;進(jìn)漿量降低的幅度比較大且注漿壓力上升較大時(shí),可在短時(shí)間內(nèi)完成壓漿。
(2)當(dāng)出現(xiàn)壓漿量無(wú)法達(dá)到停壓標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可適當(dāng)降低壓力并降低漿液的流動(dòng)速度,以加快顆粒的沉積速度;在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上降低水灰比,以提升漿液的濃度;向漿液內(nèi)加入適量的速凝劑,縮短凝結(jié)時(shí)間;改用間歇的壓漿方式,促使?jié){液在靜止?fàn)顟B(tài)下的沉積速度加快。
(3)開(kāi)塞時(shí)間要控制在樁基混凝土首次灌注完的24h以?xún)?nèi),樁端壓漿處塌孔時(shí),可以提前開(kāi)塞。
橋梁樁端后壓漿施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作,為確保后壓漿的質(zhì)量達(dá)標(biāo),除了要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作,為壓漿施工提供有利條件外,還要掌握施工技術(shù)要點(diǎn),以此來(lái)控制壓漿施工過(guò)程,為壓漿質(zhì)量提供保障。