橋梁水下灌注樁施工技術(shù)及斷樁處理

李希順 吳衛(wèi)星 張曉輝 琚龍昌 袁賓

【摘要】 橋梁混凝土灌注樁樁基的成孔，及混凝土灌注前對成孔的施工處理是保證橋梁樁基符合設(shè)計要求的重要環(huán)節(jié)，而斷樁的處理在保證設(shè)計指標(biāo)的同時，為橋梁的安全性、經(jīng)濟(jì)性探索了一條路徑。

【關(guān)鍵詞】混凝土灌注樁；清孔；斷樁處理

Bridge Pile Construction Underwater Technology and Broken Pile Treatment

Li Xi-shun1，Wu Wei-xing2，Zhang Xiao-hui3，Ju Long-chang2，Yuan Bin2

（1.Weihui Municipal CorporationWeihuiHenan453100；

2.Henan Provincial People's Victory Canal AuthorityXinxiangHenan453003；

3.Henan Branch source of water conservancy construction detection LtdZhengzhouHenan450003）

【Abstract】Hole Bridge concrete pile pile， and before the pouring of concrete into the hole on the construction process is to ensure compliance with the design requirements of Bridge Pile important part of treatment of broken pile and in the same time to ensure that the design specifications for the safety of the bridge， economic explore a path.

【Key words】Concrete pile；Khong；Broken Pile Treatment

1. 灌注樁鉆孔技術(shù)要求

橋梁灌注樁鉆孔成型后，應(yīng)進(jìn)行清孔，首先要檢測泥漿性能的各項指標(biāo)是否合格，清孔后泥漿指標(biāo)范圍應(yīng)控制在相對密度為1.03～1.10；粘度17～20Pa.s；含砂率≤2%；膠體率≥98%。

1.1清孔方法有換漿，抽漿，掏石渣，空壓機(jī)噴射，砂漿置換等，可根據(jù)具體情況選擇使用。在清孔排查時，必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。

1.2不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔?？讖降臋z測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)控制不小于設(shè)計樁徑?？椎闹行奈恢每刂普`差，群樁在±100mm，單排樁在±50mm。孔深的控制，摩擦樁、支承樁不小于設(shè)計規(guī)定。

1.3泥漿及石渣的沉淀厚度摩擦樁應(yīng)符合設(shè)計要求，當(dāng)設(shè)計無要求時，對于直徑≤1.5m的樁≤300mm；對樁徑>1.5m或樁長>40m或土質(zhì)較差的樁≤500mm；支承樁不大于設(shè)計規(guī)定。

2. 鋼筋籠吊裝就位的技術(shù)要求

2.1長樁鋼筋籠宜分段制作，分段吊裝。分段長度應(yīng)根據(jù)吊裝條件確定，應(yīng)確保不變形，鋼筋接頭應(yīng)錯開。

2.2在鋼筋籠骨等外側(cè)設(shè)置控制保護(hù)層厚度的導(dǎo)向鼻定位筋，其間距豎向為2m，橫向圓周不小于4處，鋼筋籠頂端應(yīng)設(shè)置吊環(huán)。

2.3骨架入孔一般用吊車，無吊車時，可采用鉆機(jī)鉆架，灌注塔架，起吊應(yīng)按鋼筋籠長度編號入孔。

2.4鋼筋籠骨架的制作和吊放允許偏差，主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm；骨架外徑±10mm，骨架傾斜度±0.5%；骨架保護(hù)層厚度±20mm。骨架中心平面位置20mm；骨架頂端高程±20mm，骨架底面高程±50mm。其次，應(yīng)對孔深、孔徑和設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行檢測，若各項指標(biāo)完全符合設(shè)計要求后，再進(jìn)行鋼筋籠吊入。在灌注水下混凝土之前，應(yīng)再次檢測孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度，如超過規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。

3. 灌注水下混凝土的幾點要求

3.1保證用電，配備應(yīng)急用電設(shè)備。灌注水下混凝土的攪拌機(jī)能力，應(yīng)能滿足樁孔在規(guī)定時間內(nèi)灌注完畢。灌注時間不得長于首批混凝土初凝時間，若灌注時間長于首批混凝土初凝時間，則應(yīng)摻入緩凝劑。

3.2水下灌注混凝土易采用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送，保證連續(xù)澆筑，要計算運(yùn)距、澆筑時間合理安排運(yùn)輸車輛，下料時觀察混凝土的流動性、和易性、砂石料不能有離析等現(xiàn)象。

3.3灌注時，首批混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度（≥1.0m）和填滿導(dǎo)管底部的需要。所需混凝土數(shù)量可參照公式計算：

V≥πD2/4（H1+H2）+πd2/4h1 （1）

式中：V——灌注首批混凝土所需數(shù)量（m3）；

D——樁孔直徑（m）；

H1——樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般為0.4m；

H2——導(dǎo)管初次埋置深度（m）；

d——導(dǎo)管內(nèi)經(jīng)（m）；

h1——樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時，導(dǎo)管內(nèi)混凝土樁平衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m）；

即 h1=HWrw/rc 。

HW——井孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）；

rw——井孔內(nèi)水或泥漿的重度（KN/m3）；

rc——混凝土拌合物的重度（取24KN/m3）；

3.4混凝土拌合物運(yùn)至灌注地點時，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度等，如不符合要求，應(yīng)進(jìn)行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求，不得使用。

3.5首批混凝土拌合物下落后，混凝土應(yīng)連續(xù)灌注。在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常檢測井孔內(nèi)混凝土面的位置，及時調(diào)整導(dǎo)管埋深。

3.6為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時，應(yīng)降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土拌合物上升到骨架底4m以上時，提升導(dǎo)管，使其底高于骨架底部2m以上，即可恢復(fù)正常灌注進(jìn)度。

3.7灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計高出一定高度，一般為0.5～1.0m。以保證混凝土強(qiáng)度，多余部分接樁前必須鑿除，殘余樁頭應(yīng)無松散層。

4. 水下灌注樁施工出現(xiàn)阻管斷樁現(xiàn)象的幾種情況

4.1導(dǎo)管內(nèi)徑過細(xì)（通常在200～350mm之間）或?qū)Ч苊芊獠粐?yán)，造成阻塞。導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴(yán)禁用壓氣試壓。進(jìn)行水密試驗的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力P的1.3倍，P可按公式計算：

P=rchc-rwHw （2）

式中：P——導(dǎo)管可能受到的最大壓力（KPa）；

hc——導(dǎo)管內(nèi)混凝土樁最大高度（m），以導(dǎo)管全長或預(yù)計的最大高度計；

HW、rw、rc 符號意義同公式（1）。

4.2導(dǎo)管分節(jié)過長（通常埋深在2～6m）提不出導(dǎo)管。

4.3混凝土拌和物和易性不好，在運(yùn)輸過程中，運(yùn)距過遠(yuǎn)，造成離析和泌水現(xiàn)象。灌注時應(yīng)保持足夠的流動性，其塌落度宜控制在180～220mm之間。

4.4混凝土灌注時間過長，造成導(dǎo)管內(nèi)混凝土初凝阻塞或混凝土拌合物內(nèi)有大塊物質(zhì)阻塞導(dǎo)管等。

5. 橋梁灌注樁的斷樁缺陷處理方法

樁基在水下灌注過程中，無論是什么原因造成導(dǎo)管阻塞，都需要進(jìn)行處理。

5.1用水泵或泥漿泵將孔內(nèi)的水（泥漿混合物）抽干，在確保無塌孔施工安全的情況下，用吊車或成孔設(shè)備，逐節(jié)拔出導(dǎo)管，導(dǎo)管拔不出時，用人工順導(dǎo)管下到孔內(nèi)混凝土灌注層面，用焊機(jī)或氣割機(jī)，可將導(dǎo)管的最下端割掉，并拔出孔外，然后用人工從鋼筋籠內(nèi)下到斷面處，將斷面處的混凝土向下鑿除30cm左右，并把鑿除的混凝土清除孔外，將新鑿面清掃干凈，用清水沖刷斷面。在斷面處用1：1的水泥砂漿涂抹2～3cm厚，水泥用同廠家、同標(biāo)號產(chǎn)品，便于上下混凝土拌合物粘接。按程序繼續(xù)灌注混凝土，在灌注時可分層用插棒振搗，振搗高度不低于2米即可。

5.2做好施工記錄，留好影像資料，并做缺陷備案。此方法，簡單易行，便于操作，樁基質(zhì)量有保證，無后遺癥，通過對十幾根斷樁的處理，并經(jīng)河南省交通設(shè)計院試驗室對每個經(jīng)過處理后的樁基做大應(yīng)變承重試驗和超聲波聲測試驗，均符合設(shè)計承重數(shù)值和達(dá)到聲測Ⅰ類樁標(biāo)準(zhǔn)。從而減少了許多斷樁缺陷處理的復(fù)雜程序，節(jié)約了資源，并保障了工程順利進(jìn)行。

6. 結(jié)語

橋梁水下灌注樁施工中，要從施工放線、鉆孔、清孔、放置鋼筋籠、混凝土導(dǎo)管、灌注混凝土等環(huán)節(jié)入手，每一施工步驟都要按施工規(guī)范進(jìn)行，做好施工記錄，及時發(fā)現(xiàn)阻管斷樁現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)斷樁時，按上述方法進(jìn)行處理，就能避免廢樁，保證橋梁樁基安全、減少工程浪費，通過對十幾根斷樁的處理，經(jīng)檢測均能達(dá)到設(shè)計承重數(shù)值和聲測Ⅰ類樁的標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》﹙JTJ041-2000﹚.

[作者簡介] 李希順（1962-）男，籍貫：河南新鄉(xiāng)市人，職稱：高級工程師，目前從事南水北調(diào)中線工程路橋?qū)I(yè)監(jiān)理工程師。