淺析灌注樁基礎(chǔ)在水文基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用

左 超 張國棟 羅 琪

河南黃河水文勘測設(shè)計院

水文渡河測驗設(shè)施，建在河灘時考慮到?jīng)_刷和流速基礎(chǔ)多數(shù)采用樁基礎(chǔ)?？刂脐P(guān)鍵工序的施工是控制樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量的重中之重。

筆者設(shè)計的某水文渡河測驗設(shè)施，建設(shè)地點位于黃河下游的游蕩型河道，為保證設(shè)施正常運(yùn)行，需要將跨度控制在合理的范圍，故鋼架只能落在兩岸的河灘灘地。該處的河灘灘地多為粉細(xì)砂和粉土層。鑒于黃河的游蕩、擺動以及較大的流速，自然演變沖刷和局部沖刷都很大，河灘地面又很平整，大型施工機(jī)械進(jìn)場和施工都比較便利，故本工程采用了灌注樁作為設(shè)施的基礎(chǔ)。

灌注樁系是指在工程現(xiàn)場通過機(jī)械鉆孔、人力挖掘或鋼管擠土等手段在地基土中成孔，而后在孔內(nèi)放置鋼筋籠、澆灌混凝土而做成的樁。

泥漿護(hù)壁施工法的主要施工工序見下圖。

其中施鉆成孔、清孔并檢查成孔質(zhì)量、鋼筋籠制作安裝、灌注水下混凝土又是其關(guān)鍵工序。

1 施鉆成孔

孔位放線時必須定位準(zhǔn)確，鉆孔過程中，經(jīng)常注意檢查鉆機(jī)位置，保持其位置正確和平臺穩(wěn)固。短沖程鉆進(jìn)是比較穩(wěn)妥的方法，要勻速地起、落鉆頭，過猛或驟然變速，都會導(dǎo)致初成孔壁不夠豎直、堅實和圓順，從而會影響后續(xù)的鉆進(jìn)。鉆孔時，需要持續(xù)地觀察泥漿面高度和孔內(nèi)泥漿充盈度、壓力，可以采用向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿、水的方法來解決因鉆進(jìn)過程中停止鉆進(jìn)、取渣后而造成的孔內(nèi)泥漿液面和壓力降低。鉆進(jìn)過程中要尤為注意孔內(nèi)水頭高度、黏度、泥漿比重。

鉆孔作業(yè)應(yīng)盡量保持勻速和不間斷。因某些原因停鉆時，應(yīng)該提出鉆頭，孔口必須加蓋保護(hù)，避免人物的墜落。鉆孔過程中一項重要的事項就是用地勘部門出具的柱狀圖核對實際土層是否有變。施工通常按照對角線的順序依次鉆進(jìn)，需要鄰近灌注樁樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa 后方能在鄰近位置鉆孔，這樣能有效提高混凝土樁體質(zhì)量。

2 清孔并檢查成孔質(zhì)量

清孔是將孔根部沉積物清干凈，避免出現(xiàn)水下灌注混凝土的夾層、斷樁，此工作分為第一次清孔和二次清孔。對于第一次清孔，孔內(nèi)抽、排出的泥漿顆粒粒徑，泥漿比重、含砂率、黏度都有詳細(xì)要求。必須要特別注意的是加深鉆孔深度方法是不能代替清孔工作的。

對鉆孔進(jìn)行階段性的成孔質(zhì)量檢查，能確保后續(xù)工作的開展，其檢查貫穿于鉆孔時、終孔后以及澆筑混凝土前。檢查內(nèi)容主要包括孔徑、孔形檢測和孔深、孔底沉渣檢測以及成孔豎直度檢測?？梢允褂没\式探孔器，將其放入和拉出鉆孔對孔徑和孔形進(jìn)行檢測，如果在孔內(nèi)上下通暢則說明鉆孔的直徑與設(shè)計一致。孔深和孔底沉渣檢測和成孔豎直度檢測主要是通過底部墜以平面直徑大于10cm、質(zhì)量大于5kg 測錘的標(biāo)準(zhǔn)測繩檢測。

3 鋼筋籠制作、安裝

焊好的鋼筋籠不應(yīng)立放和疊置，采用加墊等高的混凝土墊塊將鋼筋籠平放在地面之間。

縱筋接頭以雙面搭接焊或套筒連接為主，縱筋接頭面積百分率不超過50%，接頭的距離要求大于1m。

加強(qiáng)箍筋設(shè)置在樁身縱筋范圍內(nèi)，Ф16 鋼筋間距2m設(shè)置，加強(qiáng)箍筋的設(shè)置提高了鋼筋籠整體剛度，加強(qiáng)箍筋與縱筋間的連接要求全部采用焊接。此外通過設(shè)置定位耳筋的方法可以確保鋼筋籠的混凝土保護(hù)層厚度。

鋼筋籠縱筋的間距的確定不要簡單的用人手扶鋼筋來固定間距，而要將不少于三個的固定架在縱筋內(nèi)側(cè)進(jìn)行定位。

當(dāng)樁基孔深較大時，鋼筋籠應(yīng)分節(jié)制作，分節(jié)長度不能太短，最好大于18m。增加分節(jié)長度、縮減分節(jié)數(shù)量，就可以降低兩段鋼筋籠焊接時的工作量，可以縮短成孔后與水下混凝土澆灌前之間的時間。

骨架入孔前，應(yīng)檢查骨架順直度。應(yīng)勻速、慢速下放骨架入孔，不要擺動、旋轉(zhuǎn)、強(qiáng)制下放，這些措施都是為了減少鋼筋籠與孔壁碰撞，避免孔口坍塌。兩節(jié)骨架的連接應(yīng)在最后一根加強(qiáng)筋未下入孔內(nèi)時，在護(hù)筒口用鋼管臨時支撐骨架，將兩節(jié)骨架直線對位后進(jìn)行單面搭接焊焊接，若采用多臺電焊機(jī)同時進(jìn)行焊接作業(yè)，則可以有效減少工序銜接時間。待所有接頭焊好質(zhì)量檢查合格后，將連接后的骨架沉入鉆好的孔內(nèi)，接著將剩余鋼筋籠節(jié)段焊接就位完畢。鋼筋籠頂與護(hù)筒頂標(biāo)高之間的高差，采用豎向吊筋和水平箍筋形成的籠將樁身鋼筋籠在孔口牢固定位。混凝土澆灌過程中混凝土對鋼筋籠的頂起稱之為浮籠現(xiàn)象，采用這種定位方法可以有效的避免此種現(xiàn)象發(fā)生。

考慮到灌注樁成樁后的檢測，當(dāng)采用超聲檢測方法，需要將聲測管與鋼筋籠同時進(jìn)行綁扎。聲測管可以為超聲波探頭提供通路進(jìn)入樁身內(nèi)部。聲測管要求貫穿樁頂?shù)綐兜祝捎锰坠芙z扣連接分段的聲測管，將聲測管捆扎在鋼筋籠的同一根主筋上，在混凝土灌注前應(yīng)該先對其進(jìn)行試水，試水完畢后管口要軟木塞進(jìn)行封頂口，且聲測管要高出設(shè)計樁頂，這些都是為了避免混凝土灌注時污物進(jìn)入聲測管內(nèi)而影響后續(xù)對樁身的檢測。

4 灌注水下混凝土

安裝導(dǎo)管

澆筑水下混凝土的導(dǎo)管要選用內(nèi)壁順滑、等徑的鋼管，且鋼管之間的連接應(yīng)牢固、密閉。放置完成鋼筋籠后，需要立刻試拼、吊裝導(dǎo)管。吊裝前先試拼，并做水密承壓試驗并按標(biāo)記出每段導(dǎo)管長度，成一直線吊裝，導(dǎo)管吊裝位置要處在鉆孔中間部位，導(dǎo)管不能下到孔底，需要保留一定的空間。

混凝土澆筑前的二次清孔

水下混凝土澆筑前，應(yīng)該檢查沉渣的厚度，如超出規(guī)定數(shù)值，則可以利用導(dǎo)管對鉆孔進(jìn)行二次清孔，可以采用換漿法或者噴射法。換漿法是指將一定重度的純泥漿用泵灌進(jìn)導(dǎo)管，這些泥漿從底部擠托出孔內(nèi)含沉渣的泥漿。噴射法清孔指的是在澆筑樁身混凝土前，通過高壓射風(fēng)或射水，使孔底沉渣飄浮后，立即澆筑水下混凝土。

灌注水下混凝土

第一次澆筑混凝土所需工程量除應(yīng)能使導(dǎo)管在混凝土第一次澆筑后，埋入混凝土的深度不少于1.0m，還需能保證混凝土下跌時具備必須的沖擊動能，這些沖擊力度應(yīng)能將樁底沉渣重開，這是控制樁底沉渣，減少成樁加載后沉降的首要所在。隨后再次測定孔底沉渣層厚度。當(dāng)滿足設(shè)計要求后，則可立刻澆筑樁身混凝土。

灌注開始后，應(yīng)當(dāng)該緊湊不間斷?；炷翗渡頋补鄷r，應(yīng)密切觀測管內(nèi)混凝土下落和孔內(nèi)水位起落情形，用底部墜以重量不小于5kg 圓錐形測錘的測繩實時測量鉆孔內(nèi)混凝土面高度，實時地調(diào)整導(dǎo)管埋深，指揮導(dǎo)管的提升和拆除。在混凝土澆灌時，導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)遵從規(guī)范的規(guī)定。

提升導(dǎo)管應(yīng)保持其位于鉆孔中間和鉛直，漸次均勻提升。當(dāng)導(dǎo)管提升到一定高度，可視具體情況暫停灌注，并拆除一兩節(jié)導(dǎo)管。重新澆筑前，應(yīng)校正好位置，方可繼續(xù)灌注。施工中應(yīng)盡量減少導(dǎo)管的拆除時間。并要避免螺栓、橡膠墊等材料器材等掉入孔中。已拆下的管節(jié)要馬上仔細(xì)洗刷，統(tǒng)一整潔的堆放。

為避免鋼筋籠被混凝土面升到鋼筋籠下端時的上托，除了上述提及的豎向吊筋鋼筋籠的固定，還可采取減少混凝土總的灌注時間、投入緩凝劑加大其流動性、應(yīng)放慢導(dǎo)管底口距鋼筋籠底口之間灌注混凝土的速度、減少導(dǎo)管埋置長度等措施。

為確保樁頂質(zhì)量，灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)該比設(shè)計標(biāo)高高0.5～1.0m，承臺施工前鑿除該超灌浮漿段。為了節(jié)約人工和材料過多的投入到超灌和鑿除樁頭上，需要考慮最后一次拌合和澆灌的混凝土數(shù)量。在拔出導(dǎo)管時也要特別注意其速度要慢，如果速度太快造成拔出后的空心，泥漿會擠入其中形成泥心，從而影響成樁質(zhì)量。

對上述的關(guān)鍵工序的控制是整個樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的重點，只有著重把握這些工序的施工才能保證成樁的質(zhì)量。