市政工程樁基施工技術(shù)

黃應(yīng)華 許俊平

(中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司 430074)

1 工程概況

武咸公路改造工程一標(biāo)全長(zhǎng)約3公里，總體方案以主線快速高架+地面輔道方式為主，主線高架為雙向六車道高架，橋梁標(biāo)準(zhǔn)段寬26米，地面輔道一般為雙向六車道。全。樁基概況表如下：樁號(hào)K0+000-K3+000，摩擦樁：1）樁徑1.6米，樁長(zhǎng)55-92米，338根；2）樁徑1.2米，樁長(zhǎng)55-92米，116根。

2 樁基成孔技術(shù)

2.1 樁基成孔方法的選擇

根據(jù)巖土勘察資料及設(shè)計(jì)要求，本工程樁設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁。根據(jù)地勘報(bào)告，灰?guī)r區(qū)樁基持力層為灰?guī)r與泥灰?guī)r，樁基施工宜采用沖擊鉆成孔、泥漿護(hù)壁的成樁工藝。

2.2 工藝流程

其工藝流程簡(jiǎn)化如下：樁位放樣-護(hù)筒埋設(shè)-護(hù)筒復(fù)核-鉆機(jī)就位-泥漿的制備和使用技術(shù)要求-鉆機(jī)開(kāi)孔-鉆孔截面控制-成孔垂直度控制-確定終孔。

3 樁基鋼筋制作與安裝技術(shù)

3.1 鋼筋籠制作

1、鋼筋籠尺寸要求：鋼筋籠的外徑一般比孔徑小6～10cm(具體見(jiàn)設(shè)計(jì)要求)，內(nèi)徑比導(dǎo)管接頭大10cm以上；為便于吊運(yùn)，鋼筋籠采取分段制作的方式，每節(jié)長(zhǎng)度5～8m。

2、鋼筋主筋連接全部采用直螺紋進(jìn)行連接，鋼筋接頭按照規(guī)范要求主筋接頭錯(cuò)開(kāi)至少50cm，保證同一截面鋼筋接頭的主筋數(shù)目不大于總數(shù)的50%。要求每隔1.5m設(shè)一道直徑為18mm的加強(qiáng)箍筋。鋼筋籠內(nèi)部設(shè)置鋼筋支撐骨架，鋼筋骨架為Φ18鋼筋制作的“十”字形內(nèi)襯，加強(qiáng)筋與支撐骨架和主筋焊接牢固組成骨架。

3.2 聲測(cè)管安裝

1、聲測(cè)管布置原則

直徑1.2m、1.5m的樁基每根布設(shè)3根Φ54×1.5的聲測(cè)管，直徑1.6m、1.8m的樁基，樁長(zhǎng)在90m以上，每根布設(shè)4根Φ54×1.8的聲測(cè)管，樁長(zhǎng)90m以內(nèi)，每根布設(shè)4根Φ54×1.5的聲測(cè)管。

2、聲測(cè)管安裝方法

聲測(cè)管在鋼筋籠制作場(chǎng)地預(yù)先安裝在已成型的鋼筋籠上，聲測(cè)管要下端封閉，上端加蓋，管內(nèi)無(wú)異物，聲測(cè)管采用綁扎的方式固定哎鋼筋籠上，預(yù)防連接處斷裂或堵管現(xiàn)象；連接處要光滑過(guò)渡、不漏水，連接處要高出樁頂100mm以上且各聲測(cè)管管口高度要一致，成型后的聲測(cè)管要垂直、相互平行，防止堵塞現(xiàn)象。

聲測(cè)管隨鋼筋籠分段安裝，每段之間的聲測(cè)管用液壓式連接。

3.3 鋼筋籠的安裝

1、鋼筋籠吊裝

鋼筋籠安裝前，用鋼筋探籠進(jìn)行試探，將鋼筋探籠放至樁底，查看成孔樁孔徑是否符合設(shè)計(jì)要求。探籠直徑比樁直徑小2-5cm，長(zhǎng)度為6m。

起吊前，應(yīng)根據(jù)樁孔鋼筋籠總長(zhǎng)配好每節(jié)鋼筋籠的長(zhǎng)度，并編好入孔順序。為保證鋼筋籠不變形，宜采用兩點(diǎn)起吊法。第一吊點(diǎn)設(shè)在籠的上部，第二吊點(diǎn)設(shè)在籠的上部到上中部之間。

2、鋼筋籠的連接

鋼筋籠連接采用直螺紋進(jìn)行連接，鋼筋接頭按照規(guī)范要求主筋接頭錯(cuò)開(kāi)至少50cm，保證同一截面鋼筋接頭的主筋數(shù)目不大于總數(shù)的50%。采用直螺紋連的方式，大大加快了施工進(jìn)度。

4 樁基清孔施工技術(shù)

4.1 清孔的標(biāo)準(zhǔn)

1、清孔的標(biāo)準(zhǔn)

清孔標(biāo)準(zhǔn)：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無(wú)2～3mm顆粒，泥漿比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s；澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于規(guī)范要求（設(shè)計(jì)圖紙為50mm）。

2、清孔的方法

施工中采用二次清孔法：第一次清孔是在鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)孔深以后，利用空壓機(jī)氣舉抽漿清孔，用泥漿泵抽新低濃度泥漿或清水補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿;第二次清孔是在鋼筋籠下設(shè)完畢以后，用空壓機(jī)通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)行再次氣舉清孔。同樣用泥漿泵抽取低濃度泥漿或清水補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿，直至合格。二次清孔可以有效控制沉淀層厚度，保證鉆孔樁的成樁質(zhì)量。并再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度是否符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，含砂率＜4%，相對(duì)密度1.05～1.2，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求后方可灌注混凝土。

5 樁基水下混凝土澆筑技術(shù)

5.1 導(dǎo)管安放

1、導(dǎo)管試驗(yàn)

水下混凝土灌注采用導(dǎo)管法。

下導(dǎo)管之前先將導(dǎo)管全部接上做氣密性實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)導(dǎo)管接頭處的緊密性，試驗(yàn)合格后下導(dǎo)管。采用鉆機(jī)或吊車分節(jié)下導(dǎo)管（單節(jié)長(zhǎng)度為2m），導(dǎo)管的接頭處用導(dǎo)管專用環(huán)卡卡緊，防止漏氣。下完導(dǎo)管后蓋上沖風(fēng)蓋進(jìn)行清孔，清孔完后拆除沖風(fēng)蓋。

樁基檢測(cè)用檢測(cè)管線按檢測(cè)要求安裝于鋼筋內(nèi)側(cè)，在長(zhǎng)度方向每米設(shè)一道加勁架，且符合規(guī)范要求。

導(dǎo)管在使用前應(yīng)試拼、試壓，試壓的壓力為孔底清水壓力的1.3～1.5倍。

灌注水下砼導(dǎo)管在使用前，先進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，備有充足的頂絲及膠圈，必須密封絕不能漏水，導(dǎo)管底口距孔底距離控制在0.4m左右，水下灌注砼，孔深底面得到監(jiān)理工程師認(rèn)可和導(dǎo)管下好后立即澆筑砼，連續(xù)作業(yè)不中斷。

2、導(dǎo)管長(zhǎng)度量測(cè)

以92m長(zhǎng)鉆孔樁為例，導(dǎo)管長(zhǎng)度需46×2m＋1m=93m，，按每個(gè)接頭連接時(shí)有3mm的長(zhǎng)度誤差(一般是正值)，則導(dǎo)管連接完畢將較理論值長(zhǎng)47×3mm=141mm，在灌注砼前導(dǎo)管提升時(shí)一定要考慮此值，否則容易誤估導(dǎo)管底至孔底的距離，而該距離過(guò)小會(huì)造成首灌堵管的事故發(fā)生。

3、導(dǎo)管埋設(shè)要求

導(dǎo)管軸線偏差不易超過(guò)孔深度的0.5%，且不大于10cm。在澆筑過(guò)程中導(dǎo)管的埋設(shè)深度控制在2～6m之間。

3、導(dǎo)管埋設(shè)要求

導(dǎo)管軸線偏差不易超過(guò)孔深度的0.5%，且不大于10cm。在澆筑過(guò)程中導(dǎo)管的埋設(shè)深度控制在2～6m之間。

5.2 水下混凝土的制備

水泥的強(qiáng)度等級(jí)為P.0 42.5，所以砂為中粗卵石河砂，摻合料為Ⅱ級(jí)粉煤灰，外加劑為FDN高效減水劑，混凝土和易性良好，初凝時(shí)間2.5h，能夠滿足樁基混凝土澆筑的要求。

5.3 混凝土灌注

1、混凝土灌注前準(zhǔn)備

本地交通條件復(fù)雜，交通流量大，為保證混凝土連續(xù)供應(yīng)以及泥漿車順暢運(yùn)輸，澆筑工作宜在夜間進(jìn)行?；炷凉?yīng)保證連續(xù)24小時(shí)供應(yīng)，考慮運(yùn)輸條件，將配置25臺(tái)罐車連續(xù)供應(yīng)。同時(shí)配備3臺(tái)泥漿車。

混凝土灌注前，測(cè)定孔底標(biāo)高，確定回淤量，如回淤量超過(guò)設(shè)計(jì)要求，要進(jìn)行二次清孔。灌注方法為導(dǎo)管法，導(dǎo)管接好后，要保證下管口距孔底0.4m左右。隔水栓采用球膽?；炷翝仓皯?yīng)向孔底射水以翻動(dòng)沉淀物。

2、首批混凝土灌注

樁基施工中，水下混凝土的灌注是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其中，首批混凝土能否達(dá)到要求，決定了成樁質(zhì)量、是否會(huì)出現(xiàn)斷樁。首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度(≥1.0m)和填充導(dǎo)管底部的需要。

3、樁身混凝土灌注

混凝土灌注要連續(xù)，中間停頓時(shí)間不得大于30min。正常澆筑時(shí)埋入2～6m?？刂茖?dǎo)管提升速度?；炷翝仓咏敳繒r(shí)，隨時(shí)測(cè)量樁頂標(biāo)高，避免造成混凝土浪費(fèi)。樁孔內(nèi)砼面位置的探測(cè)，采用錘重不小于4kg的錐形探測(cè)錘探測(cè)，砼灌注至樁上部5m以內(nèi)時(shí)，不再提升導(dǎo)管，待灌注至規(guī)定標(biāo)高一次提出導(dǎo)管，拔管采用慢提及反插，灌注的樁頂標(biāo)高預(yù)加0.5～1.0m。灌注完成后及時(shí)清洗灌注工具及清除部分表面泥漿層，待終凝后再鑿除樁頭到砼新鮮面（不小于1d）?；炷凉嘧⑦^(guò)程中，每澆注50m3必須留置1組試塊，小于50m3的樁，每根樁必須留置1組試塊。同組試塊應(yīng)取自同車或同盤(pán)砼。

5.4 樁的養(yǎng)護(hù)及維護(hù)

1、剛澆完混凝土的灌注樁，不宜立即在其附近沖擊相鄰樁孔，宜采取間隔施工，防止因振動(dòng)或土體側(cè)向擠壓而造成樁變形或斷裂。

2、樁頭預(yù)留的主筋插筋，應(yīng)妥善保護(hù)，不得任意彎折或壓斷。

3、已完樁的軟土基坑開(kāi)挖，應(yīng)制定合理的施工順序和技術(shù)措施，防止造成樁位移和傾斜，并檢查每根樁的縱橫水平偏差，采取糾正措施。

4、樁頭部分挖土?xí)r采用人工剝土，防止機(jī)械開(kāi)挖破壞樁頭。

5、破樁頭過(guò)程中，樁頭鑿除采用機(jī)械結(jié)合人工自上而下進(jìn)行鑿除。保證樁頭頂平整，標(biāo)高滿足要求。

6 樁基檢測(cè)技術(shù)

6.1 檢測(cè)方法及選定原則

樁基檢測(cè)方法包括低應(yīng)變反射波法、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、超聲波法（包括投射法和折射法）。

樁的檢測(cè)數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：

1、公路工程基樁應(yīng)進(jìn)行 100%的完整性檢測(cè)，各種方法的選定應(yīng)具有代表性和滿足工程檢測(cè)的特定要求；

2、重要工程的鉆孔灌注樁應(yīng)埋設(shè)聲測(cè)管，檢測(cè)的樁數(shù)不應(yīng)少于50%；

3、高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的抽檢率可由工程設(shè)計(jì)或監(jiān)理單位酌情決定，但不宜少于相近條件下總樁數(shù)的5%且不少于5根。

根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，本分段工程擬選用超聲波法和高應(yīng)變檢測(cè)法進(jìn)行樁基完整性檢測(cè)，樁基100%進(jìn)行超聲波法檢測(cè)，高應(yīng)變檢測(cè)法抽檢率為5%。

6.2 超聲波檢測(cè)法

1、檢測(cè)前準(zhǔn)備工作

(1）被檢樁的混凝土齡期應(yīng)大于14d。

(2）聲測(cè)管內(nèi)應(yīng)灌滿清水，且保證暢通。

(3）準(zhǔn)確量測(cè)聲測(cè)管的內(nèi)、外徑和兩相鄰聲測(cè)管外壁間的距離，量測(cè)精度為±1mm。取芯孔的垂直度誤差不應(yīng)大于0.5%，檢測(cè)前應(yīng)進(jìn)行孔內(nèi)清洗。

(4）聲測(cè)管的布置以路線前進(jìn)方向的頂點(diǎn)為起始點(diǎn)，按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行編號(hào)和分組，每?jī)筛帪橐唤M。

2、樁身完整性類判定原則

(1）Ⅰ類樁：各聲測(cè)剖面每個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲速、波幅均大于臨界值，波形正常。

(2）Ⅱ類樁：某一聲測(cè)剖面?zhèn)€別測(cè)點(diǎn)的聲速、波幅略小于于臨界值，但波形基本正常。

(3）Ⅲ類樁：某一聲測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)或某一深度樁截面處的聲速、波幅值小于臨界值，PSD值變大，波形畸變。

(4）Ⅳ類樁：某一聲測(cè)剖面連續(xù)多個(gè)測(cè)點(diǎn)或某一深度樁截面處的聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD值突變，波形嚴(yán)重畸變。

7、結(jié)論

本文結(jié)合武咸公路改造工程中所采用的樁基施工技術(shù)為例,提出對(duì)市政工程樁基施工技術(shù)要點(diǎn)，以及所采取的施工質(zhì)量控制技術(shù)，對(duì)于解決施工難題，提高施工效率，有效地降低施工成本，旨在能為類似工程提供參考借鑒。

[1] 洪連慶. 市政橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)淺析.工程師，2012，（4），1-10

[2] 于秀飛. 市政工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用.工程師，2012，（4），1-8

[3] 武偉云. 市政工程橋梁樁基施工方法.工程師，2011，（5），1-8

[4] 李效凱. 試論市政工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)，工程師，2011，（3），1-5