雷 煒

橋梁基礎(chǔ)施工中，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工工藝發(fā)展較早。隨著橋梁設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的迅猛發(fā)展，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)在公路橋梁中的應(yīng)用越來越普遍。鉆孔灌注樁以其低噪聲、對周圍環(huán)境影響較小、無擠土效應(yīng)等特點(diǎn)，且適應(yīng)各種地質(zhì)條件、施工操作簡單且設(shè)備投入不大而在橋梁的樁基礎(chǔ)中被廣泛應(yīng)用。鉆孔灌注樁的施工大部分是水下進(jìn)行，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收。施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、不良的社會影響。因此，規(guī)范施工流程、做好施工質(zhì)量控制，力爭將隱患消除在成樁之前，成了是否能生產(chǎn)出優(yōu)良灌注樁的重要技術(shù)支持。

1 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒的主要功能是防止孔壁坍塌，具有隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向等作用。制作護(hù)筒的材料有水、鋼、鋼筋混凝土 3種。護(hù)筒要求堅(jiān)固耐用，不漏水，其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大(旋轉(zhuǎn)鉆約大 20 cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大 40 cm)，每節(jié)長度約 2m～3m。一般常用鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒采用 4mm～5mm鋼板制作，直徑大于鉆孔樁徑 20 cm。為便于泥漿循環(huán)，在護(hù)筒頂端設(shè)高 400mm、寬 200mm的出漿口。

護(hù)筒高出地下水位或孔外水位1.5m，當(dāng)護(hù)筒處于旱地時(shí)，其頂端高出地下水 1.0m～2.0m，并高出地面 0.3m。護(hù)筒連接處要求筒內(nèi)無凸出物，應(yīng)耐拉、壓，不漏水。護(hù)筒埋設(shè)采用人工挖孔埋設(shè)的方法，在挖孔深度符合要求后，分層對稱夯填護(hù)筒四周粘土。護(hù)筒中心與樁中心線重合，平面誤差控制在 50 mm，傾斜度控制在 1%以內(nèi)。

2 樁機(jī)定位

安裝樁機(jī)的地基需足夠穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基，可用推土機(jī)推平，再墊上鋼板或枕木加固。對有鉆塔的鉆孔機(jī)，先利用鉆機(jī)的動力與附近的地籠配合，將鉆桿移動大致定位，再用千斤頂將機(jī)架頂起，準(zhǔn)確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護(hù)筒中心在一垂線上，以保證鉆機(jī)的垂直度。鉆機(jī)位置的偏差不大于 2 cm。對準(zhǔn)樁位后，用枕木墊平鉆機(jī)橫梁，并在塔頂對稱于鉆機(jī)軸線上拉上纜風(fēng)繩。

3 制備泥漿

鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應(yīng)視地層變化或操作要求機(jī)動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護(hù)壁效果差;泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進(jìn)速度。一般采用這樣的參數(shù):泥漿粘度 18 s～22 s，含砂率不大于 4%～8%，膠體率不小于90%，塑性指數(shù)(IP)大于 17。制漿前，先把粘土盡量打碎，使其在攪拌中容易成漿，縮短成漿時(shí)間，提高泥漿質(zhì)量。制漿時(shí)，可將打碎的粘土直接投入護(hù)筒內(nèi)，使用沖擊錐沖擊制漿，待粘土已沖攪成泥漿時(shí)，即可進(jìn)行鉆孔。多余的泥漿用管子導(dǎo)入鉆孔外泥漿池貯存，以便隨時(shí)補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿。

4 鉆孔

鉆孔就位后，檢查鉆桿、鉆具是否同樁中心重合，開動電機(jī)，放下鉆頭，用泥漿泵注入泥漿，鉆機(jī)將循循鉆進(jìn)，一節(jié)鉆桿鉆入后及時(shí)停機(jī)，接上第二節(jié)，如此反復(fù)鉆至設(shè)計(jì)深度。

開始作業(yè)后，控制速度和鉆壓，采用“低壓慢進(jìn)”措施，待鉆至護(hù)筒底下 1m后，再以正常速度鉆進(jìn)。在鉆孔過程中，根據(jù)地質(zhì)資料不同情況，選擇合適的鉆頭、鉆壓、鉆速和泥漿指標(biāo)等參數(shù)，在土層變化處撈取磕樣，以判別土層，并記錄在表中，與設(shè)計(jì)地層核對。始終保持孔內(nèi)有 1.5 m～2.0m的水頭高度，隨時(shí)注意護(hù)筒泥面標(biāo)高，及時(shí)補(bǔ)給泥漿，保證孔壁壓力平衡，防止因水頭不夠而發(fā)生塌孔現(xiàn)象。泥漿護(hù)壁成孔時(shí)，發(fā)生斜孔、彎孔、縮孔和塌孔或沿套管周圍冒漿以及地面沉陷等情況，應(yīng)停止鉆進(jìn)。經(jīng)采取有效措施后，方可繼續(xù)施工。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，使用探孔器對成孔的孔徑、孔深和傾斜度等進(jìn)行檢查。必須做到平整，無松渣、污泥及沉淀等軟層。

5 鋼筋籠制作及安放

1)鋼筋籠制作在加工場進(jìn)行，分段綁扎。主筋位置用鋼筋定位支架控制等分距離，原則分段長度不大于 12m，并符合圖紙尺寸要求。鋼筋籠主筋擬采用擠壓套筒連接器接頭，并將接頭錯(cuò)開500mm以上。為使鋼筋籠有足夠的剛度以保證在運(yùn)輸和吊放過程中不產(chǎn)生變形，每隔 2.0m設(shè)置一道加強(qiáng)箍。

2)鋼筋籠安放。鋼筋籠搬運(yùn)和吊裝時(shí)，應(yīng)防止變形。安放前應(yīng)再檢查孔內(nèi)的情況，以確定孔內(nèi)無塌方和沉渣;安放時(shí)要對準(zhǔn)孔位，扶穩(wěn)緩慢、順直，避免碰撞孔壁，嚴(yán)禁墩籠、扭籠。鋼筋籠采用鉆機(jī)起吊，第一段放入孔內(nèi)后用鋼管或型鋼臨時(shí)擱置在護(hù)筒口，再起吊另一段，對正位置采用套管連接逐段放入孔內(nèi)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后將最上面的一段掛環(huán)掛在孔口并臨時(shí)與護(hù)筒焊牢。防止混凝土灌注過程中鋼筋骨架上升。鋼筋籠在下放時(shí)，注意防止碰撞孔壁，如放入困難須查明原因，不得強(qiáng)行插入。鋼筋籠安放后的頂面和底面標(biāo)高須符合設(shè)計(jì)要求。

6 清孔

為保證清孔質(zhì)量，必須做出終孔后清孔一次和灌注樁前清孔一次。第一次清孔在終孔后，把鉆頭提起離孔底 20 cm～30 cm，用泥漿泵把相對密度為 1.05 kg/m3～1.2 kg/m3的泥漿壓入孔底，置換出孔內(nèi)較濃的泥漿與鉆渣，以泥漿性能參數(shù)控制。第二次清孔是在下好鋼筋籠和導(dǎo)管后，以導(dǎo)管把相對密度 1.05 kg/m3～1.2 kg/m3泥漿壓入孔底進(jìn)行清孔。鉆孔成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表 1。

表1 鉆孔成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

7 澆灌水下混凝土

7.1 安放導(dǎo)管

混凝土導(dǎo)管接頭為螺口式，直徑 300mm，壁厚 10mm，分節(jié)長度 1m～2m，最下端一節(jié)長 5m。導(dǎo)管在使用前組裝編號和標(biāo)示尺度，并進(jìn)行水密、承壓接頭抗拉試驗(yàn)。安放導(dǎo)管過程中，應(yīng)保持導(dǎo)管位置居中，軸線順直，穩(wěn)步沉放，防止卡掛鋼筋籠和碰撞孔壁。

7.2 澆灌混凝土

7.2.1 水下混凝土的配制

水泥的初凝時(shí)間不宜早于 2.5 h;水泥的標(biāo)號不宜低于 325號;每立方米混凝土水泥的一般用量不少于 350 kg。粗骨料宜選擇用卵石，若選用碎石，宜適當(dāng)增加含砂率;骨料最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的 1/8～1/6和鋼筋最小間距的 1/4，同時(shí)不應(yīng)大于40mm。細(xì)骨料宜采用級配良好的中砂。為使混凝土有較好的和易性，混凝土的含砂率宜采用 40%～50%，水灰比宜采用 0.5～0.6?；炷涟韬臀锏奶涠葹?18 cm～20 cm。

7.2.2 澆灌水下混凝土

灌注首批混凝土?xí)r，導(dǎo)管下口至孔底距離控制在 250 mm～400mm，且儲料頭有足夠混凝土儲備量，保證拔球后導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于 1m。拔球灌注開始后，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。灌注過程應(yīng)經(jīng)常用測錘探測孔內(nèi)混凝土面的高度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，同時(shí)指定專人填寫水下混凝土灌注記錄。導(dǎo)管埋深控制在 2m～4m，特殊情況下不得小于 1m或大于 6m。當(dāng)混凝土面接近鋼筋籠底部時(shí)，為防止鋼筋籠上浮，應(yīng)放慢灌注速度，以減小混凝土的沖擊力。為確保樁頂質(zhì)量，樁頂加灌 1.0m左右，多余部分應(yīng)在接樁前鑿除，樁頭應(yīng)無松散層。

鉆孔灌注樁是近年來橋梁建設(shè)中采用的基本方法之一，如何掌握好鉆孔灌注樁的施工工藝及病害的處理也是難題之一。因此，加強(qiáng)和提高橋梁鉆孔樁施工中的技術(shù)合理，工藝得當(dāng)，熟悉施工中常見問題的原因及處理方法，層層把關(guān)才能建成高品質(zhì)的工程。在鉆孔灌注樁施工中必須做到每個(gè)工序嚴(yán)格按照規(guī)范操作，水下混凝土灌注統(tǒng)一指揮、緊張而有序，對可能出現(xiàn)的問題制定切實(shí)有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發(fā)生。

[1] 韓劍光.淺談鉆孔樁基礎(chǔ)的施工監(jiān)理[A].海南省公路學(xué)會2003年學(xué)術(shù)交流會論文集[C].2003.

[2] 徐慶元.高速鐵路橋上無縫線路縱向附加力三維有限元靜力與動力分析研究[D].長沙:中南大學(xué)，2005.

[3] 周孟波，荊秀芬.橋梁技術(shù)發(fā)展動態(tài)[J].鐵道建筑技術(shù)，1994(1):97-98.

[4] 何曉鳴.荊州長江公路大橋樁基設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、施工與監(jiān)理[J].國外橋梁，2000(4):9-10.

[5] 袁定安.鉆孔灌注樁低壓力后壓漿的應(yīng)用研究[D].成都:西南交通大學(xué)，2002.

[6] 杜 娟.大直徑鉆孔灌注樁群樁效應(yīng)非線性分析[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué)，2002.

[7] 韓學(xué)偉.超大型鉆孔灌注樁基礎(chǔ)樁底后壓漿機(jī)理及效果的實(shí)測研究[D].南京:河海大學(xué)，2007.

[8] 龍 瓊，張 剛.鉆孔灌注樁樁端壓力注漿施工技術(shù)簡介[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(4):23-24.

[9] 張雄文，董學(xué)武，李 鎮(zhèn).蘇通大橋主塔墩基礎(chǔ)群樁效應(yīng)研究[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006(2):122-123.

[10] 王 靜，韓 冰，張國俠，等.混凝土橋梁施工溫度與裂縫產(chǎn)生原因分析[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007(1):76-77.