淺談橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用

曾慶超

(廣東惠州公路建設(shè)總公司)

淺談橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用

曾慶超

(廣東惠州公路建設(shè)總公司)

摘 要:橋梁水下的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)作為深基礎(chǔ)的一種，由于它具有對(duì)鄰近建筑物影響較小、適應(yīng)性強(qiáng)、抗震性能強(qiáng)、施工所需設(shè)備簡(jiǎn)單以及操作方便、施工安全等優(yōu)點(diǎn)，目前在橋梁工程施工中應(yīng)用的非常廣泛。從橋梁水下的鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備及施工質(zhì)量的控制要點(diǎn)談起，然后對(duì)橋梁水下的鉆孔灌注樁施工工藝流程進(jìn)行說(shuō)明，最后就橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)的質(zhì)量保證措施進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞:橋梁工程;水下;鉆孔;灌注樁;施工技術(shù)

1 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備及施工質(zhì)量的控制要點(diǎn)

1.1 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備

首先，吊裝鋼筋骨架及導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，使鋼筋骨架就位，并予牢固定位，導(dǎo)管吊裝前做好試拼，要求接口嚴(yán)密、牢固，導(dǎo)管應(yīng)位于孔中央，并應(yīng)在砼灌注前進(jìn)行升降試驗(yàn)，整個(gè)吊裝過(guò)程應(yīng)堅(jiān)直下放，防止和孔壁碰撞，造成坍塌;其次，在鋼筋骨架外側(cè)設(shè)置控制保護(hù)層厚度的部件，采取適當(dāng)措施，防止砼灌注過(guò)程中鋼筋骨架上升;最后，灌注砼前，應(yīng)探測(cè)孔底泥漿沉淀厚度，如大于規(guī)定，須再次清孔，但應(yīng)注意孔壁穩(wěn)定，防止塌孔。

1.2 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

(1)樁身混凝土所用的水泥、砂、石、水、外摻劑及混合材料的質(zhì)量和規(guī)格必須符合有關(guān)規(guī)范的要求，按規(guī)定的配合比施工。

(2)要連續(xù)進(jìn)行灌注操作，需要注意的是，在灌注時(shí)要盡可能將導(dǎo)管的拆除時(shí)間控制在最短的范圍內(nèi)，如果灌注完后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿，則應(yīng)當(dāng)采取補(bǔ)漿操作，避免因?qū)Ч軆?nèi)砼不滿而導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)高壓空氣囊。

(3)在灌注的過(guò)程中，要不斷對(duì)井孔內(nèi)砼位置進(jìn)行探測(cè)，從而使導(dǎo)管的埋深得到及時(shí)地調(diào)整，一般而言，導(dǎo)管的埋深應(yīng)控制在2～6 m的范圍內(nèi)。另外，在灌注的過(guò)程中，如果拌合物內(nèi)摻有緩凝劑，而且灌注速度較快時(shí)，可以適當(dāng)?shù)脑黾訉?dǎo)管的埋深。

(4)在灌注時(shí)，當(dāng)混凝土面接近鋼筋管架時(shí)，可以在慢灌注速度的同時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)脑黾訉?dǎo)管的埋深，使混凝土的沖擊力得到削減。直到砼進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后，才可以停止增加導(dǎo)管的埋深。

(5)灌注的樁頂標(biāo)高一般應(yīng)比設(shè)計(jì)高出0.5～1 m要預(yù)加一定的高度，預(yù)加的高度可在基坑開(kāi)挖后鑿除，需要注意的是，在鑿除預(yù)加的高度時(shí)要防止搗毀樁身。

2 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工工藝流程

2.1 泥漿制備

在碎石土、砂類土以及黏土夾層中鉆孔，可以采用膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁。在黏性土中鉆孔，當(dāng)塑性指數(shù)不小于15時(shí)，可利用孔內(nèi)原土造漿護(hù)壁。鉆孔施工時(shí)隨著孔深的增加向孔內(nèi)及時(shí)、連續(xù)地補(bǔ)漿，維持護(hù)筒內(nèi)應(yīng)有的水頭，防止孔壁坍塌。沖擊鉆機(jī)鉆孔，可將黏土加工后投入孔中，利用鉆頭沖擊造漿。樁孔砼灌注時(shí)，孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿池內(nèi)，利用于下一樁基鉆孔護(hù)壁中。

2.2 埋設(shè)護(hù)筒

鉆孔前設(shè)置堅(jiān)固、不漏水的孔口護(hù)筒。護(hù)筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑，沖擊鉆孔灌注樁埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大40 cm，還需滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，護(hù)筒頂面宜高出施工水位或地下水位2 m，還應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，在旱地或筑島時(shí)還高出施工地面0.5 m。

2.3 鉆進(jìn)成孔

當(dāng)前鉆進(jìn)成孔普遍采用的施工方法就是跳樁法施工，采用該方法施工需要注意如下幾點(diǎn):一是在已灌注成樁鄰近樁位鉆孔時(shí)，需要等到已灌注鉆孔樁混凝土強(qiáng)度超過(guò)2.5 MPa時(shí)才能施鉆，避免對(duì)相鄰已施工的鉆孔樁造成破壞;二是在鉆孔前，需要預(yù)先埋置導(dǎo)向護(hù)筒，然后灌入護(hù)壁泥漿。護(hù)筒埋設(shè)要密實(shí)牢固，護(hù)筒采用8 mm鋼板卷制，長(zhǎng)度≥1.5 m，其直徑比樁徑大20 cm，并高出施工水位或地下水位2 m，在陸地上高出地面0.5 m。護(hù)筒頂面中心位置與設(shè)計(jì)樁中心偏差不大于5 cm，傾斜度不大于1%。

2.4 清孔

鉆孔完畢后，對(duì)孔位、孔徑、孔深沉淀層厚度和泥漿的含砂率進(jìn)行終孔檢查，孔位偏差不大于100 mm，孔徑不小于設(shè)計(jì)樁徑，合格立即進(jìn)行清孔作業(yè)，采用換漿法清孔。對(duì)于連續(xù)梁主橋，柱樁沉渣不大于50 mm，摩擦樁沉渣不大于200 mm，含砂率小于2%，泥漿比重不大于1.1。即用新鮮泥漿換除孔內(nèi)含有沉碴的泥漿，不允許以加深的辦法代替清孔。在確認(rèn)各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后，才能灌注樁基混凝土。

2.5 鋼筋籠加工與吊放

鋼筋籠加工采用長(zhǎng)線法施工。鋼筋籠根據(jù)樁深加工制作，較長(zhǎng)樁基采用分節(jié)加工制作，最后一節(jié)為調(diào)整節(jié)。將每根樁的鋼筋籠按設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度分節(jié)排好順序，確保相鄰的節(jié)段可在胎架上對(duì)應(yīng)配對(duì)綁扎。

2.6 灌注水下混凝土

在對(duì)水下混凝土灌注前，需要對(duì)孔底泥漿沉淀厚度進(jìn)行二次檢測(cè)，一般規(guī)定，當(dāng)沉淀厚度不小于20 cm時(shí)，需要對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行二次清孔操作，確?？椎壮敛旰穸确舷嚓P(guān)規(guī)定的要求。

另外，在澆筑過(guò)程中要經(jīng)常對(duì)孔內(nèi)混凝土面的上升高度進(jìn)行及時(shí)的測(cè)量，并在每次起升導(dǎo)管前，探測(cè)一次管內(nèi)混凝土面高度。除此之外，還要注意的是混凝土澆筑要快速連續(xù)，不能中斷。最后澆筑完拔管時(shí)要特別注意提拔及反插，確保樁芯混凝土的密實(shí)度不受此項(xiàng)操作的影響。

3 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)的質(zhì)量保證措施

3.1 鉆孔中防止塌孔措施

首先，做好護(hù)筒底部的密封，確保護(hù)筒的埋設(shè)深度要能夠穿透淤泥質(zhì)的軟土層;其次，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔操作人員要做好含砂率、泥漿比重以及粘度的檢測(cè)，不同地層按要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整;再次，安放鋼筋籠時(shí)，要控制好鋼筋籠安裝的相關(guān)參數(shù)，安裝時(shí)務(wù)必要對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心豎直插入，嚴(yán)禁觸及孔壁;最后，盡量縮短工序間隔，使各道工序能夠緊密銜接，遇到因天氣問(wèn)題無(wú)法施工時(shí)，要將鉆頭提起，調(diào)整泥漿比重，將孔內(nèi)灌滿泥漿。

3.2 清孔的有效措施

對(duì)于那些富含粉砂類土的粉細(xì)砂快速沉淀以及地層終孔后粉砂，容易為降低孔底沉淤帶來(lái)困難，針對(duì)這一問(wèn)題，可以采取以下有效措施:一是嚴(yán)格控制鉆桿接頭的密封性，確保泥漿能全部從孔底返回;二是采取有效措施及時(shí)提高泥漿循環(huán)速度，增大泵量，增強(qiáng)泥漿攜帶鉆碴的能力;三是當(dāng)鉆進(jìn)砂層時(shí)及時(shí)開(kāi)啟泥漿分離器，降低含砂率;四是加快成孔與成樁速度，縮短從成孔到成樁的作業(yè)時(shí)間;五是二次清孔完成后，立即澆筑水下混凝土，避免泥碴再次沉淀。

3.3 鉆進(jìn)中的質(zhì)量保證措施

(1)在鉆進(jìn)中要使泥漿比重得到有效控制，成孔后要采用換漿法及時(shí)清孔。另外，要對(duì)水下混凝土灌注速度以及孔內(nèi)沉碴厚度進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保成樁的質(zhì)量。樁基施工完成后，對(duì)樁基要按相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行逐樁檢測(cè)，做好群樁沉降觀測(cè)工作。

(2)在路堤地段，可以采用幫填邊坡的施工方法，使鉆孔平臺(tái)高度給予適當(dāng)?shù)奶Ц?，這樣就可以有效避免因鉆孔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成邊坡失穩(wěn)的問(wèn)題發(fā)生。另外，在路塹地帶，在開(kāi)挖鉆孔平臺(tái)或基礎(chǔ)時(shí)要采用控制爆破，必要時(shí)可以采用防護(hù)網(wǎng)和鋼管排架進(jìn)行有效的防護(hù)。

(3)為減少鋼筋接頭連接時(shí)間，完成鉆孔樁清孔作業(yè)后，應(yīng)采用絲扣式導(dǎo)管進(jìn)行水下混凝土澆筑，確保樁身混凝土能在規(guī)定的最短時(shí)間內(nèi)能夠澆筑完成。

4 結(jié)語(yǔ)

橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)雖然發(fā)展的已經(jīng)較為成熟，但是由于鉆孔灌注樁是在地下而且在水中成孔、灌注水泥混凝土、加之受地質(zhì)條件、混凝土灌注時(shí)間、施工技術(shù)人員水平等因素的影響，鉆孔灌注樁極易出現(xiàn)各種缺陷，所以在應(yīng)用橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)時(shí)有必要對(duì)鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行深入的研究并提出施工過(guò)程中的質(zhì)量控制措施。

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［1］劉志忠.淺談橋梁鉆孔灌注樁水下混凝土的施工方法［J］.青海交通科技，2009，(18).

［2］楊國(guó).探究水下橋梁鉆孔灌注樁的施工程序及防治措施［J］.城市建設(shè)理論研究，2012，(8).

［3］張奎義.橋梁水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究［J］.施工技術(shù)，2010(13).

［4］劉梅菊.橋梁水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析［J］.科技信息，2011(16).

中圖分類號(hào):U445.7

C

1008－3383(2013)04－0110－01

收稿日期:2013－02－28