論非大涌量人工挖孔樁干法澆注技術(shù)

摘要：人工挖孔樁是廣泛使用的一種低成本快速成樁方法，廣泛適用于無水或少水地層，在滲涌量不是很大的情況下，采用水泵隨挖隨排能夠保證樁基有效成孔。為防止出現(xiàn)斷樁或夾層或嚴(yán)重離析等質(zhì)量事故，在超過一定滲涌水量情況下，即使人工挖孔成孔，常常采取水下砼澆注工藝完成樁基澆注。本文以某公路某大橋?yàn)楣こ瘫尘埃鶕?jù)砼配合比設(shè)計(jì)原理，利用摻加水泥凈漿的方法，解決了非大涌量人工挖孔樁干法澆注問題，結(jié)論可供同類工程施工參考。

關(guān)鍵詞：樁基;人工挖孔;滲水;水下砼;砼灌注

引言

人工挖孔樁施工方便、速度較快、不需要大型機(jī)械設(shè)備、造價(jià)較低，在公路、民用建筑中得到廣泛應(yīng)用。人工挖孔樁樁身砼澆筑前要排干孔內(nèi)積水，如果孔內(nèi)水量大確實(shí)無法解決，樁身混凝土常采取水下澆注施工工藝。

1工程概況

某公路大橋，橋長1033m，采用裝配式連續(xù)T梁，基礎(chǔ)為灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為1.6m、1.9m、2.3m、2.8m。橋梁沿橋軸線地形起伏較大，分別跨越兩處沖溝，沖溝兩側(cè)山體較陡，據(jù)勘探資料場地地下水，主要為粉質(zhì)粘土和碎石內(nèi)的空隙潛水和基巖裂隙水，粉質(zhì)粘土透水性差，水量稀少;碎石系溪溝中的沉積物，與溪水貫通;基巖裂隙不太發(fā)育，僅少量裂隙呈張開狀，水量亦稀少。根據(jù)上述情況，項(xiàng)目部選用了人工挖孔樁。在沖溝附近，部分樁基采用了水下砼澆注工藝，部分非大涌量樁基采用了砼干法澆注工藝。

2人工挖孔樁砼澆注方法

樁基混凝土灌注是樁基施工的重要工序，應(yīng)特別注意綜合分析樁周滲水情況，根據(jù)樁基成孔時(shí)確知的分層滲水量，確定砼澆注方法。

2.1干灌法

孔內(nèi)有少量滲水并且可以抽干，符合規(guī)范有關(guān)要求時(shí)可采用干灌法澆筑砼;其施工方法為：先在孔口處用支架固定料斗，自料斗底口逐節(jié)掛好串筒，采用砼運(yùn)輸車直灌或輸送泵輸送，澆筑時(shí)應(yīng)控制層厚，及時(shí)用插入式振搗器充分振搗，保證每層砼密實(shí);

2.2導(dǎo)管水下灌注法

（1）若孔內(nèi)滲水量豐富，新橋規(guī)推薦采用導(dǎo)管水下灌注法，導(dǎo)管常用內(nèi)徑為300mm，常為快速螺旋卡口，在使用前應(yīng)編號(hào)并逐節(jié)登記長度，進(jìn)行水密、承壓、接頭抗拉試驗(yàn);

（2）壓水時(shí)導(dǎo)管底部距孔底宜為40cm，應(yīng)確保首盤砼灌入時(shí)導(dǎo)管有足夠埋深;

（3）導(dǎo)管的吊掛和升降一般利用吊車，利用測繩測算砼面高程;

（4）水下砼灌注應(yīng)緊湊、連續(xù)進(jìn)行，灌注前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)砼生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備維護(hù)，應(yīng)具備多臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備、攪拌設(shè)備，配備功率足夠的發(fā)電裝置，切實(shí)檢修好配料系統(tǒng)，確保不致中途停工造成斷樁;

2.3常見質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)

（1）干法澆注應(yīng)注意砼離析，常見有樁周砼漿體缺失、樁身軟弱夾層、樁頭下4D左右有缺陷等質(zhì)量問題;

（2）導(dǎo)管水下灌注法在壓水成功后應(yīng)保證連續(xù)灌注，各作業(yè)設(shè)備故障、停電、大風(fēng)、樁基平臺(tái)沉陷、導(dǎo)管卡偏、砼卡管脫水，甚至是出現(xiàn)阻工現(xiàn)象，都可能會(huì)引發(fā)樁基砼質(zhì)量問題，風(fēng)險(xiǎn)很高;

（3）常見成樁缺陷有斷樁、樁周泥漿不盡、主筋裹泥、樁身軟弱夾層、樁底缺陷等，處理成本極高，對(duì)工期影響往往很大;

3干灌法與導(dǎo)管水下灌注法經(jīng)濟(jì)性比較

除質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)成本外，就直接施工成本而言，干灌法與導(dǎo)管水下灌注有明顯差距，以單根30米深D190樁為例，對(duì)比分析得出：如果不計(jì)擴(kuò)孔系數(shù)，不計(jì)樁頭超灌差異，每樁砼理論方量為85方，單樁水下砼較普通砼成本高2125元;

3.1工藝直接成本

（1）干灌法澆注現(xiàn)場作業(yè)需2-3人，從事拆裝串筒、砼振搗等，施工準(zhǔn)備時(shí)間約2小時(shí)，正常澆注時(shí)間小于90分鐘;導(dǎo)管水下灌注作業(yè)需配備3-4人專司儲(chǔ)料盤及導(dǎo)管拆裝等作業(yè)，需配備吊車1臺(tái)用于導(dǎo)管及料盤等安拆，施工準(zhǔn)備時(shí)間約4小時(shí)，正常澆注時(shí)間約4小時(shí)。成本分析見以下表1：

（2）見上述表1分析，在不考慮添置水下砼澆注專用設(shè)備如儲(chǔ)料盤等，不考慮樁頭鑿除費(fèi)用增加、樁內(nèi)水體地面排除設(shè)施、后臺(tái)砼生產(chǎn)待工等附加成本，導(dǎo)管水下灌注較干灌法每樁直接成本高約2500元。

4非大涌量千法澆注技術(shù)

樁孔內(nèi)滲水或涌水會(huì)降低樁身局部砼水灰比，引發(fā)局部砼離析情況，造成樁身軟弱夾層、樁身不完整、樁身砼內(nèi)部出現(xiàn)水蝕空洞等質(zhì)量問題，應(yīng)根據(jù)滲涌部位及滲涌水量大小區(qū)別對(duì)待和處理：

4.1平衡補(bǔ)漿方法

孔內(nèi)無法抽排掉的積水和澆注過程中的滲涌水，可根據(jù)存水量大小投放不同量袋裝同標(biāo)號(hào)水泥，攪拌成與砼相同水灰比的水泥凈漿。水下C30砼，173Kg水對(duì)應(yīng)384Kg水泥，水泥/水=2.22，D190樁如積水10cm對(duì)應(yīng)存水量為0.314立方計(jì)314Kg（有擴(kuò)孔，按D200計(jì)算），應(yīng)投放314*2.2=691Kg水泥，每袋水泥重50Kg，需要投放14袋。

4.2滲涌點(diǎn)處理措施

（1）對(duì)滲流量大的滲涌點(diǎn)，可視情況預(yù)先貼合巖石面鋪放薄鋼板，防止?jié)B涌水流直接沖蝕樁身砼，造成砼局部離析甚至形成孔洞?？刹捎娩撫斨苯哟蛉霛B涌點(diǎn)或裂隙，以牢牢固定住薄鋼板;

（2）滲涌點(diǎn)高且樁身混凝土澆筑時(shí)間較長，也可選用一定長度小直徑導(dǎo)管插入滲漏部位，周圍再采用防水材料封閉，先引流至吊掛水桶外排，在砼澆注至同高后將引流導(dǎo)管向上折放，超過一定高度滲壓平衡后封閉導(dǎo)管或直接引出樁頂面;

4.3干法澆注技術(shù)

對(duì)滲涌不斷的樁基，砼澆注前應(yīng)使用水泵抽排，盡可能降低孔內(nèi)存水量，在采取滲涌點(diǎn)處理措施后，根據(jù)孔底存水量進(jìn)行首次平衡補(bǔ)漿;

在砼澆注過程中，應(yīng)加快砼澆注速度，并適當(dāng)保持樁基中心下料點(diǎn)砼面高出積水面，根據(jù)積水量大小不定期及時(shí)補(bǔ)漿，直到砼澆注完成。補(bǔ)漿操作后應(yīng)加強(qiáng)積水深度5～7倍范圍內(nèi)振搗，以保證樁身砼強(qiáng)度均勻;

研究表明，水灰比、砂率和水泥凈漿填充比對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度均有明顯影響，就抗壓強(qiáng)度而言，水泥凈漿填充比存在最佳值;

為防止水泥凈漿太多對(duì)樁身質(zhì)量造成影響，根據(jù)實(shí)際情況可以對(duì)補(bǔ)漿后多余的水泥凈漿進(jìn)行部分清除。以下表2為干法澆筑滲涌水處理方法一覽表

結(jié)論

技術(shù)工作的核心應(yīng)該是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，在充分保證質(zhì)量和安全的前提下，運(yùn)用科學(xué)方法，多快好省地完成現(xiàn)場作業(yè)。本文案例采用干法澆注技術(shù)完成了非大涌量人工挖孔樁砼，完成的樁基經(jīng)檢測均符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，為涉水同類施工提供了可貴的實(shí)踐參考。本文首次提出計(jì)算和判斷方法，能相對(duì)客觀地選用灌注工藝，對(duì)于同類工程具有一定的施工指導(dǎo)意義。

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作者簡介：張?jiān)隽郑?978年2月），男，湖南懷化，路橋工程師，主要研究方向?yàn)楣窐蛄号c隧道質(zhì)量監(jiān)督。

（作者單位：懷化市交通建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督站）