橋梁樁基鉆孔灌注樁施工工藝與質(zhì)量檢驗

張?zhí)烨?/p>

（寧夏天路源建設(shè)工程有限公司，寧夏 銀川 750000）

橋梁工程的樁基施工中，表層的淤泥和黏土由于承載力差，無法保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。通過鉆孔灌注樁施工，利用樁體穿過淤泥層、黏土層，到達深部的持力層，形成的樁群可以滿足荷載要求，從而確保橋梁基礎(chǔ)穩(wěn)定。由于橋梁工程的鉆孔灌注樁施工是在水下進行，對施工技術(shù)和現(xiàn)場管理提出了嚴格要求。以往的施工經(jīng)驗表明，如果方案設(shè)計不合理、施工管控不到位，很容易出現(xiàn)斷樁、樁體傾斜、樁身夾泥等質(zhì)量問題，如果未能及時處理，后期隨著橋梁上部結(jié)構(gòu)施工，樁基出現(xiàn)不均勻沉降，嚴重影響橋梁質(zhì)量。因此，現(xiàn)場施工人員必須要在施工質(zhì)量控制和成樁質(zhì)量檢驗兩個方面加強管理，才能保質(zhì)保量地完成橋梁基礎(chǔ)施工任務。

1 工程概況

某橋梁工程全長366.7m，橋?qū)?2m，橋面分左右兩幅設(shè)置，單幅橋梁寬度16m。布置形式從左至右依次為：人行道及欄桿（4.0m）+ 車行道（10.8m）+ 分隔帶（1.2m）+ 車行道（10.8m）+人行道及欄桿（4.0m）=32m。橋梁的上部結(jié)構(gòu)為鋼混組合梁，橋墩及承臺部分使用C40 混凝土，樁基使用C30混凝土。在橋梁樁基加固處理中，選用了鉆孔灌注樁施工工藝，基本流程如圖1 所示。

圖1 鉆孔灌注施工流程

2 鉆孔灌注樁施工工藝

2.1 施工準備

根據(jù)施工方案，本次橋梁樁基工程中共用樁基92 根，樁徑統(tǒng)一設(shè)置為1150mm。本次工程中使用到的主要設(shè)備如表1 所示。按照設(shè)備清單逐一核對名稱、型號、數(shù)量，確認無誤后還要啟動檢查運行工況，防止設(shè)備帶病作業(yè)。材料方面，對于施工所用的鋼材、膨潤土等材料進行質(zhì)量檢查，確保符合施工需要。

表1 工程施工主要設(shè)備

在進行人、機、料準備與檢查期間，還要根據(jù)現(xiàn)場情況做好施工場地的平整處理，按照設(shè)計圖紙進行測量放線，使用全站儀測量出各個樁位，并使用石灰做標記。所有樁位標記完成后，再進行一遍復核，確保樁位坐標精確。

2.2 埋設(shè)護筒

本次工程中所用鋼護筒的內(nèi)徑為1350mm、高度為800mm、厚度為5mm。埋設(shè)鋼護筒前，現(xiàn)場施工人員應進行質(zhì)量檢查，上下端口處無明顯毛刺、缺裂情況，不存在銹跡和明顯劃痕。經(jīng)檢查合格后，使用挖掘機在樁位點上開挖出一個比鉆頭直徑大15mm 的護筒坑，然后將準備好的鋼護筒放入坑內(nèi)。要求護筒頂部超出地面50mm，或者高于地下水位1.2m。

2.3 泥漿護壁

本次工程中設(shè)計樁孔的最大深度為26.3m，需要穿過中風化巖層。為了減少深層鉆進過程中出現(xiàn)卡鉆、掉鉆以及孔壁坍塌的問題，需要采用泥漿護壁技術(shù)。利用水、膨潤土和外加劑制作泥漿。為了達到理想的護壁效果，對泥漿的性能指標提出了較為嚴格的要求，具體如表2 所示。

表2 泥漿性能指標

在遵循“綠色施工”原則下，現(xiàn)場制備的新鮮泥漿可以在回收以后進行重復使用。當泥漿含砂率＞5%后，應排入廢漿池中，在施工結(jié)束后做統(tǒng)一處理。

2.4 成孔施工

初始鉆孔應堅持“快轉(zhuǎn)慢進”的原則，孔深20cm 左右后，稍提鉆桿，在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)造漿，啟動泥漿泵注入準備好的泥漿。觀察到孔內(nèi)泥漿均勻后，調(diào)整機器參數(shù)為低檔、慢速進行造孔。在孔壁成型1.5-2.0m 后，調(diào)整鉆機參數(shù)為正常速度。在本次工程中，每進尺2m，即選擇渣樣進行分析，判斷當前鉆頭所處土層的類型。如果處于粘土層，則旋挖鉆機的鉆進模式設(shè)定為“中等轉(zhuǎn)速，大泵量，稀泥漿”；如果處于粉砂層，則設(shè)定模式為“低檔慢速，大泵量，稠泥漿”。成孔之后，選擇泵吸反循環(huán)方法清孔，基本流程如圖2 所示。

圖2 泵吸反循環(huán)清孔示意圖

清孔完畢以后，借助于水準儀等測量儀器，分別對鉆孔中心位置、鉆孔直徑等指標進行測量。將實測值與標準值進行對照，判斷兩者之間的差異。實際差值控制在允許偏差以內(nèi)，即為合格。鉆孔各項檢查指標及判斷標準如表3 所示。

表3 鉆孔成孔的質(zhì)量標準

2.5 制作和吊放鋼筋籠

本次工程中使用到的鋼筋籠采用加強箍成型法現(xiàn)場制作。在主筋內(nèi)側(cè)設(shè)置加強箍，主筋用雙面焊形式進行焊接加固，要求焊接長度不少于10d。焊接完畢后，安排技術(shù)人員對制作完成的鋼筋籠進行復核，確定焊接牢固，以及間距、長度、直徑等各項參數(shù)符合施工要求。鋼筋籠的質(zhì)量檢查內(nèi)容和允許偏差如表4 所示。

表4 鋼筋籠骨架制作質(zhì)量要求

用汽車吊進行鋼筋籠的安裝。吊鉤固定在鋼筋籠的吊環(huán)上，采用“雙點法”緩慢吊起并移動至樁孔的正上方，對準孔位緩慢放下鋼筋籠。首節(jié)鋼筋籠放入鉆孔底部后，應使用地鎖將其固定，從而防止后期灌注混凝土時出現(xiàn)鋼筋籠歪斜與上浮的問題。

2.6 水下混凝土澆筑

本次工程所用混凝土，均由附近的一處拌合站提前制作完成，完后由砼車運輸至施工現(xiàn)場。使用C30 混凝土，砼車卸料前應安排技術(shù)人員檢查有無離析、泌水等質(zhì)量問題，坍落度控制在180-200mm 之間，禁止使用質(zhì)量不達標的混凝土。本次工程中使用導管法灌注混凝土，現(xiàn)場施工管理要重點關(guān)注以下內(nèi)容：

（1）合理確定導管的基本參數(shù)，如直徑、長度等；

（2）多節(jié)導管連接時，應做好導管接口處的密封處理。并且在導管連接完畢后，通入清水檢驗其密封效果，確定密封效果良好；

（3）水下澆筑混凝土必須要保證連續(xù)作業(yè)，單樁混凝土澆筑必須一次性完成，原則上不允許中斷，以保證樁體的完整性。

3 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量檢驗

3.1 檢測方法

樁體澆筑完畢后進行養(yǎng)護，養(yǎng)護周期為28d，在樁體實際強度達到設(shè)計強度的90%以上后，撤去鋼護筒，并進行樁體的完整性檢驗。隨機選出10 根樁，以樁心為基準，對稱布置3-4 個測點，測點距離樁心2/3 處。布置方式如圖3 所示。

圖3 低應變成樁檢測布置圖

使用樁基動測儀進行樁體質(zhì)量檢測，使用小錘從樁頭敲擊，連續(xù)敲擊15-20 次?？梢酝ㄟ^以下公式計算出阻抗變壓位置（X）：

式（1）中，C 為應力比在混凝土中的傳播速度，單位為m/s；Δt 為初始激勵時間與樁身阻抗變化時間的差值，單位為s。將所得結(jié)果繪制成速度曲線，可以判斷樁身阻抗變化強度，進而推測出樁體的完整性。

3.2 檢測結(jié)果

在樁體完整性檢測試驗中，所測10 根樁的質(zhì)量檢驗結(jié)果如表5 所示。

表5 樁身完整性檢測結(jié)果

結(jié)合表5 數(shù)據(jù)可知，此次質(zhì)量檢測中波速為3600m/s，實際檢測到的曲線波形平穩(wěn)，未出現(xiàn)明顯突變情況，表明10 根樁的樁體無明顯缺陷。另外，10 根樁中有8 根屬于I 級，有2根屬于II 級，完整性滿足要求，說明本次橋梁工程的樁基鉆孔灌注樁施工質(zhì)量達標。

4 結(jié)論

在鉆孔灌注樁施工時，施工單位除了要掌握埋設(shè)護筒、泥漿護壁、旋挖成孔、放置鋼筋籠等各個施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點，還必須樹立精細化的質(zhì)量管控措施，從源頭上杜絕質(zhì)量隱患。在施工完畢后，開展成樁質(zhì)量檢驗，判斷樁體的強度、整體性等是否滿足施工要求。對于不符合要求的做相應處理，才能保證橋梁樁基穩(wěn)定，切實保障工程質(zhì)量安全。