市政橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工分析探討

郝付東

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，橋梁技術(shù)在不斷的發(fā)展和更新，然而在橋梁施工建設(shè)過程中，橋梁樁基礎(chǔ)是整個(gè)橋梁的關(guān)鍵組成部分，穩(wěn)定夯實(shí)的橋梁樁基礎(chǔ)對整座橋梁起到了十分重要的支撐作用，橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量好壞對整座橋梁的工程質(zhì)量具有十分密切的影響。為此，本文從橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁的施工準(zhǔn)備、鉆進(jìn)成孔、清孔、灌注水下砼等幾個(gè)方面詳細(xì)分析了橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工的相關(guān)技術(shù)，以供廣大同仁參考借鑒。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；樁基礎(chǔ)；施工技術(shù)

引 言：

樁基礎(chǔ)是一種歷史悠久而應(yīng)用廣泛的深基礎(chǔ)形式。近年來，隨著工程建設(shè)和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，樁的類型和成樁工藝、樁的承載力與樁基礎(chǔ)的應(yīng)用更加廣泛，更具有生命力。尤其在橋梁工程中，由于樁基礎(chǔ)具有較好的適應(yīng)性，被廣泛應(yīng)用。

1、鉆孔灌注樁及適用條件

鉆孔灌注樁是用鉆孔機(jī)械在土中鉆進(jìn)，邊破碎土體邊出土渣而成孔，然后在孔內(nèi)放入鋼筋骨架，灌注混凝土而形成的樁。鉆孔灌注樁的特點(diǎn)是施工設(shè)備簡單、操作方便，適應(yīng)于各種砂性土、粘性土，也適用于碎、卵石類土層和巖層。但對淤泥以及可能發(fā)生流沙或承壓水的地基，施工較困難，施工前應(yīng)做試樁并取得經(jīng)驗(yàn)?？傊?，灌注樁具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.1施工過程沒有大的噪聲和震動(dòng)；

1.2可以根據(jù)土層分布情況任意變化樁長；

1.3可以穿過各種軟、硬夾層，將樁端置于堅(jiān)硬的土層和嵌入基巖；

1.4樁身鋼筋可根據(jù)荷載及荷載沿深度的傳遞特征，以及土層的變化配置。

2、橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工的前期準(zhǔn)備工作

2.1場地及機(jī)具選擇

選擇一塊平整開闊的施工場地，對鉆孔灌注樁來說顯得十分重要，以便安裝鉆機(jī)。若橋位1到4#墩位于水中，且水深常年在4到6m左右，需要利用土袋圍堰筑島，隨后用砂性土修筑一條E形島，（長約80m，頂寬約9m）努力壓實(shí)。平臺(tái)要高于長年最高水位1.5m，在外部按1：1.5的比例放坡填土并用編織袋裝砂性土進(jìn)行填筑，以免砂土被沖刷，然后在1#臺(tái)和2#臺(tái)之間留一條5m寬的泄水渠道。目前，施工常用的鉆孔器具主要有旋轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆、沖抓鉆三種。

2.2安裝鉆機(jī)

安裝鉆機(jī)是施工準(zhǔn)備工作的最關(guān)鍵的一步，鉆機(jī)成孔中心應(yīng)對準(zhǔn)樁位中心，保持鉆機(jī)平穩(wěn)，在鉆機(jī)安裝后，需要仔細(xì)測量放樣，且鉆機(jī)底座應(yīng)用枕木墊實(shí)塞進(jìn)。

2.3埋置護(hù)筒

埋置護(hù)筒是施工準(zhǔn)備工作的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，要切實(shí)采用鋼板制作的護(hù)筒，該護(hù)筒要耐用、堅(jiān)固、不變形不漏水，裝卸方便并且能重復(fù)使用，這樣才能滿足施工要求。在埋置護(hù)筒時(shí)應(yīng)使護(hù)筒直徑為1.5m，每節(jié)護(hù)筒長度不超過2.5m，護(hù)筒平面位置埋設(shè)要相當(dāng)準(zhǔn)確，偏差保持在50mm以內(nèi)，護(hù)筒頂部標(biāo)高至少要高出地下水位和施工水位1.6～2.5m，護(hù)筒頂要高出地面0.2～0.5m，護(hù)筒埋置深度至少要超過3m。

2.4制備泥漿

修建泥漿池是橋樁基鉆孔灌注樁施工中的必要步驟，最好要使用優(yōu)質(zhì)純粘土或膨潤土，以保證泥漿的優(yōu)良性能。倘若橋樁基處于卵石及巖層中，可以考慮使用比重在1.1—1.4之間的泥漿，該泥漿粘度在22—30Pa/S之間，含砂率要小4%。在具體的鉆孔過程中，泥漿能夠在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力，能有效防止塌孔，加之泥漿不斷向孔外土層滲透，使得孔壁表面形成一層膠泥。因此，具有良好的護(hù)壁作用，泥漿又及時(shí)阻斷孔外水流，最終起到穩(wěn)定孔內(nèi)水位的作用。

3、鉆孔

目前，我國多采用旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔法，利用鉆具旋轉(zhuǎn)切削土體鉆進(jìn)，并同時(shí)采用循環(huán)泥漿的方法護(hù)壁排渣。

3.1正循環(huán)，即在鉆進(jìn)的同時(shí)，泥漿泵將泥漿壓進(jìn)泥漿籠頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護(hù)筒頂部排漿孔排出至沉淀池，鉆渣沉積到沉淀池而泥漿仍進(jìn)入泥漿池循環(huán)使用。正循環(huán)成孔設(shè)備簡單，操作方便，工藝成熟，但是當(dāng)樁徑較大時(shí)，鉆桿與孔壁間的環(huán)形斷面較大，泥漿循環(huán)時(shí)反流速度低，排渣能力弱。

3.2反循環(huán)，泥漿從鉆孔與孔壁間的環(huán)狀間隙流入孔內(nèi)，來冷卻鉆頭并攜帶沉渣由鉆桿內(nèi)腔返回地面的一種鉆進(jìn)工藝。反循環(huán)成孔效率高，但是排除較大鉆渣的能力較弱。

4、清孔

清孔目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿，以保證灌注的鋼筋混凝土質(zhì)量，確保樁的承載力。清孔的方法有：抽漿清孔、掏渣清孔、換漿清孔等。

4.1抽漿清孔，用空氣吸泥機(jī)吸出含鉆渣的泥漿而達(dá)到清孔的目的，這種方法適用于孔壁不易坍塌，各種鉆孔方法的端承樁和摩擦樁。

4.2掏渣清孔，用掏渣筒掏清孔內(nèi)粗粒鉆渣，適用于沖抓、沖擊成孔的摩擦樁。

4.3換漿成孔，正反循環(huán)鉆機(jī)可在鉆孔完成后不停鉆、不進(jìn)尺，繼續(xù)循環(huán)換漿清渣，直至達(dá)到清理泥漿的要求。它適用于各類土層的摩擦樁。

5、灌注水下混凝土

目前我國多采用直升導(dǎo)管法灌注水下混凝土。將導(dǎo)管居中插入到離孔0.30-0.40m（不能插入孔底沉積的泥漿中），導(dǎo)管上口接漏斗，在接口處設(shè)隔水栓，以隔絕混凝土與導(dǎo)管內(nèi)的水的接觸。在漏斗中存?zhèn)渥銐驍?shù)量的混凝土后，放開隔水栓使漏斗中存?zhèn)涞幕炷吝B通隔水栓向孔底猛落，將導(dǎo)管內(nèi)水?dāng)D出，混凝土沿導(dǎo)管下落至孔底堆積，并使導(dǎo)管埋在混凝土內(nèi)，此后向?qū)Ч苓B續(xù)灌注混凝土。導(dǎo)管下口埋入孔內(nèi)混凝土1-1.5.m深，以保證鉆孔內(nèi)的水不可能重新流入導(dǎo)管。隨著混凝土不斷由漏斗、導(dǎo)管灌入孔內(nèi)，鉆孔內(nèi)灌注的混凝土及其上面的水或泥漿不斷被頂托升高，相應(yīng)的不斷提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管，直至灌注混凝土完畢。

最后一節(jié)漏斗頂端應(yīng)比樁頂（樁頂在水面以下時(shí)應(yīng)比水面）高出至少3m，以保證在灌注最后部分混凝土?xí)r，管內(nèi)混凝土能滿足頂托管外混凝土及其上面的水或泥漿重力的需要。

6、鉆孔過程中容易發(fā)生質(zhì)量問題和處理方法

在鉆孔過程中應(yīng)防止塌孔、孔形扭歪或孔偏斜，甚至把鉆頭掉進(jìn)孔內(nèi)等。

6.1塌孔，在成孔過程或成孔后，有時(shí)在排除的泥漿中不斷產(chǎn)生氣泡，有時(shí)護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降，這是塌孔的跡象。如發(fā)生塌孔，應(yīng)探明塌孔位置，將砂和粘土的混合物回填到塌孔位置1-2m，如塌孔嚴(yán)重，應(yīng)全部回填，等回填物沉積密實(shí)后再重新鉆孔。

6.2縮孔，縮孔是孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑的現(xiàn)象，是由于塑性土膨脹造成的，處理時(shí)可反復(fù)掃孔，以擴(kuò)大孔徑。

6.3斜孔，樁孔成孔后發(fā)現(xiàn)較大垂直偏差，是由于護(hù)筒傾斜和位移、鉆孔不垂直、鉆頭導(dǎo)向部分太短、導(dǎo)向性差、土質(zhì)軟硬不一或遇上孤石等原因造成。斜孔會(huì)影響樁基質(zhì)量，并造成施工上的困難。處理時(shí)，可在偏斜處吊放鉆頭，上下反復(fù)掃孔，直至把孔位校直；或者在偏斜處回填砂粘土，待沉積密實(shí)后再鉆。

7、灌注水下混凝土注意事項(xiàng)

灌注水下混凝土是鉆孔灌注樁施工最后一道關(guān)鍵性的工序，施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）混凝土拌合必須均勻，防止混凝土離析而發(fā)生卡管事故；

（2）灌注混凝土必須連續(xù)作業(yè)，一氣呵成，避免任何原因的中斷；

（3）在灌注過程中，要隨時(shí)測量和記錄孔內(nèi)混凝土灌注高程和導(dǎo)管入孔長度，提升導(dǎo)管時(shí)控制和保證導(dǎo)管埋入混凝土面內(nèi)有3～5m深度；

（4）灌注的樁頂高程應(yīng)比設(shè)計(jì)值超灌一定高度，此范圍的浮漿和混凝土應(yīng)鑿除，以確保樁頂混凝土質(zhì)量。超灌高度一般為0.5-1.0m，深樁應(yīng)酌量增加。

8、結(jié)語

總之，我們要充分利用鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，切實(shí)加強(qiáng)對施工過程的質(zhì)量控制，以此提高橋梁樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，保證橋梁工程建設(shè)的順利完成。

參考文獻(xiàn)：

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