劉長(zhǎng)喜

摘要：本文以工民建施工為研究對(duì)象，結(jié)合某鐵路立交特大橋的人工挖空灌注樁施工為背景，論文首先分析了該工程的地質(zhì)情況，進(jìn)而探討了工程質(zhì)量控制的措施，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：灌注樁 挖孔 質(zhì)量 控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（a）-0022-02

橋梁工程中橋梁樁基極為關(guān)鍵，橋梁樁基由于深埋在地表下，再加上多數(shù)施工區(qū)域地下水較高，因而樁基的質(zhì)量安全一直都難以控制，況且樁基質(zhì)量將直接影響橋梁的整體質(zhì)量。在實(shí)際工作中，承包商關(guān)于樁基礎(chǔ)的施工工藝流程，對(duì)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量、安全的控制，關(guān)系到整個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)以某高速公路跨鐵路立交特大橋的人工挖孔灌注樁為例，談?wù)勅斯ね诳坠嘧豆こ藤|(zhì)量控制。

1 工程概述

某高速公路項(xiàng)目路線全長(zhǎng)84.40km，全線設(shè)置6處互通立交、服務(wù)區(qū)1處、停車(chē)區(qū)2處。主線采用四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度100km/h，初步設(shè)計(jì)總概算為37.2億元，建設(shè)工期36個(gè)月。某立交特大橋全長(zhǎng)1087m，采用4×30+5×30+3×40+5×30+5×30+5×30+4×30+5×30橋跨組合，鐵路上跨部分采用40m箱梁方案，其余采用30m預(yù)應(yīng)力連續(xù)T梁。下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，樁基礎(chǔ)。本橋建設(shè)工期為18個(gè)月。

2 工程計(jì)劃與材料控制

跨鐵路立交特大橋是第三合同段的關(guān)鍵工程，它控制著第三合同段施工總工期，關(guān)系到高速公路大隨段主線的貫通，技術(shù)含量與施工難度相對(duì)較大。施工隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)時(shí)間為2009年7月份，根據(jù)合同文件與業(yè)主要求，為確保2010年8月份橋梁上部結(jié)構(gòu)全部完成，年底全線拉通，因此在2010年4月底前跨鐵路立交特大橋樁基施工任務(wù)必須全部完成。據(jù)隨州地區(qū)氣候特點(diǎn)，該地區(qū)12月份氣溫降低幅度較大，最低溫度可達(dá)-10℃，為保證樁基混凝土施工避開(kāi)低溫氣候，要求承包商采取倒排工期，合理安排有限的時(shí)間。原材料的進(jìn)場(chǎng)必須嚴(yán)格經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)程序，杜絕不合格原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

3 施工過(guò)程的質(zhì)量安全控制

3.1地質(zhì)情況

近期新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為明顯，具有震蕩性和掀斜性特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為境內(nèi)白堊～下第三系地層的傾斜和沿陸水河各級(jí)階地的發(fā)育，橋址區(qū)位于地殼相對(duì)穩(wěn)定區(qū)塊。出露基巖為白堊系公安寨組砂巖，巖層產(chǎn)狀121°＜28°。跨鐵路立交特大橋跨越廣水河，平均河床寬120m，夏季暴雨期最大過(guò)洪流量500s/m3左右，冬季枯水期最小流量在0.5s/m3以下。橋址區(qū)地表水、地下水水質(zhì)均較好，對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。鑒于以上地質(zhì)情況，承包商經(jīng)過(guò)分析，并通過(guò)試挖，提出采用人工挖孔，經(jīng)批準(zhǔn)后采用人工挖孔。

挖孔時(shí)，要特別注意施工安全。本合同段內(nèi)跨越河流為廣水河，沿線溝渠、池塘、山間沖溝等地表水系較發(fā)育，挖孔工人必須配有安全帽、安全繩、并搭設(shè)掩體。提取土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷?yè)P(yáng)機(jī)等機(jī)具時(shí)，經(jīng)常檢查。井口圍護(hù)高出地面200～300mm，防止土、石、雜物落入孔內(nèi)傷人。挖孔工作暫停時(shí)，孔口必須罩蓋。挖孔時(shí)，跟蹤監(jiān)測(cè)，如孔內(nèi)的二氧化碳含量超過(guò)0.3%，或孔深超過(guò)10m時(shí)，采用機(jī)械通風(fēng)。挖孔斜樁挖掘時(shí)容易坍孔，采用預(yù)制鋼筋混凝土護(hù)筒分節(jié)下沉護(hù)壁。

孔內(nèi)巖石須爆破時(shí)，采用淺眼爆破法，嚴(yán)格控制炸藥用量，并在炮眼附近加強(qiáng)支撐和護(hù)壁，防止震塌孔壁。當(dāng)樁底進(jìn)入傾斜巖層時(shí)，樁底應(yīng)鑿成水平狀或臺(tái)階形?？變?nèi)經(jīng)爆破后，先通風(fēng)排煙，經(jīng)檢查無(wú)有害氣體后，施工人員方可下井繼續(xù)作業(yè)。挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度以后，再清除孔底松土、沉渣、雜物；如地質(zhì)復(fù)雜，應(yīng)用鋼釬探明孔底以下地質(zhì)情況，并報(bào)經(jīng)監(jiān)理人復(fù)查認(rèn)可后方可灌注混凝土。

3.1.1孔深

先復(fù)查護(hù)筒頂固定位置的標(biāo)高，按設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高反推鉆孔應(yīng)達(dá)到的深度?？咨顧z測(cè)時(shí)，以孔壁邊緣的深度為準(zhǔn)，因鉆機(jī)鉆頭呈錐形，中部比邊緣相差50cm左右。按邊緣不同的位置測(cè)取3點(diǎn)，取平均值。其次，及時(shí)復(fù)核測(cè)繩上的深度標(biāo)志，標(biāo)志在施工過(guò)程中因經(jīng)常檢測(cè)來(lái)回發(fā)生移動(dòng)，檢測(cè)前后用標(biāo)準(zhǔn)鋼尺予以校核，保證實(shí)際孔深不小于設(shè)計(jì)值。

3.1.2孔位

護(hù)筒埋設(shè)位置的準(zhǔn)確是關(guān)鍵，實(shí)際操作時(shí)，要求在埋設(shè)護(hù)筒的同時(shí)，在護(hù)筒周?chē)鷮⒆o(hù)筒分中埋設(shè)護(hù)樁。鉆孔成孔后，通過(guò)護(hù)樁檢測(cè)孔位，偏差允許值控制在平面位置小于5cm，傾斜度小于1%范圍內(nèi)。

3.1.3孔徑

在鉆孔之前，按樁徑要求制作驗(yàn)孔器，驗(yàn)孔器中間長(zhǎng)度為孔徑的4～6倍，兩頭錐體長(zhǎng)度分別為孔徑的0.5倍，通過(guò)觀察驗(yàn)孔器在孔內(nèi)的下沉順利程度，排除孔壁突出孤石或縮孔等現(xiàn)象。

3.2鋼筋籠制作與吊裝質(zhì)量控制

鋼筋在各種試驗(yàn)均符合要求的前提下，才允許批量進(jìn)場(chǎng)，制作的鋼筋籠鋼筋型號(hào)、根數(shù)、長(zhǎng)度必須嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求；鋼筋間距，鋼筋的綁扎與焊接質(zhì)量按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000第10條進(jìn)行檢查，檢查頻率符合《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTJ071-98第6.12條。根據(jù)跨鐵路立交特大橋樁長(zhǎng)較長(zhǎng)的特點(diǎn)，為避免鋼筋籠過(guò)長(zhǎng)在吊裝時(shí)發(fā)生變形，鋼筋籠采取分二節(jié)制作，就地焊接的方法。為避免焊接接口位于樁彎矩最大處，經(jīng)計(jì)算分節(jié)長(zhǎng)度控制為：18.0m樁接頭位于7～9m處；24.0m樁接頭位于10～12m處，同時(shí)不允許接頭處于同一截面，相鄰鋼筋接頭中心間距不小于35d，且不小于50cm。上下兩節(jié)鋼筋籠主筋焊接時(shí)，位置對(duì)準(zhǔn)，鋼筋軸心一致，焊接為雙面焊，焊長(zhǎng)5d控制。鋼筋籠入孔后，按檢測(cè)孔位方法檢測(cè)鋼筋籠的居中，要求鋼筋籠的軸線與樁軸線一致。鋼筋籠吊裝質(zhì)量必須達(dá)到：中心偏位小于5cm，頂面標(biāo)高±10mm，并固定鋼筋籠，防止在混凝土灌注過(guò)程中上浮。

3.3鉆孔灌注樁混凝土工程質(zhì)量控制

由于孔底及孔壁滲入的地下水，其上升速度較大（>6mm/min），所以在本項(xiàng)目采用水下灌注混凝土樁的方法。水下混凝土灌注是人工挖孔灌注樁最后一道關(guān)鍵性的工序，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響樁本身的質(zhì)量，控制灌注混凝土的施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中嚴(yán)把“三關(guān)”（如圖1）。

3.3.1灌注樁混凝土制備關(guān)

原材料必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)檢測(cè)，特別是粗集料的粒徑不能大于40mm。在拌制過(guò)程中，按配合比要求，采用電子計(jì)量，控制混凝土的水灰比（0.55）坍落度（18～20cm），對(duì)坍落度達(dá)不到要求或拌和后出現(xiàn)離析的混凝土，必須重新拌制或作廢料處理，混凝土的輸送嚴(yán)防漏漿。應(yīng)在施工前選擇取料場(chǎng)對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)合格后，分人工挖孔樁和鉆孔樁進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，一般情況下，鉆孔樁水下混凝土的坍落度比人工挖孔樁混凝土坍落度要大，但無(wú)論何種混凝土都應(yīng)滿(mǎn)足施工工藝的具體要求，如混凝土坍落度、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間等，其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。

3.3.2灌注混凝土導(dǎo)管檢查關(guān)

灌注混凝土導(dǎo)管口徑根據(jù)粗集料最大粒徑確定，導(dǎo)管口徑不小于最大粒徑的8倍。導(dǎo)管在使用前，必須嚴(yán)格經(jīng)過(guò)水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，避免由于水密性差，在灌注過(guò)程中產(chǎn)生高壓氣囊或?qū)Ч芙宇^質(zhì)量差，在拉拔過(guò)程產(chǎn)生導(dǎo)管斷裂等現(xiàn)象。導(dǎo)管底排泄端離孔底的距離，采取導(dǎo)管先探底后回拔的方法，控制在高度25～40cm之間。

3.3.3混凝土灌注過(guò)程檢查關(guān)

在混凝土灌注過(guò)程中，首先應(yīng)控制混凝土的初灌數(shù)量，為保證首批混凝土能滿(mǎn)足導(dǎo)管初次埋置深度和填充導(dǎo)管底部間隙的需要，要求承包商經(jīng)計(jì)算確定漏斗的最小容量外，用備用漏斗先準(zhǔn)備一斗混凝土，讓兩斗混凝土同時(shí)灌入，確保首批混凝土數(shù)量。

混凝土的灌注是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，不允許灌注過(guò)程中出現(xiàn)中途停灌現(xiàn)象，承包商必須有專(zhuān)職技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)把關(guān)，經(jīng)常檢測(cè)孔內(nèi)混凝土面的高度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管排泄端與混凝土面的相對(duì)位置，保證導(dǎo)管排泄端充分伸入先前灌注的混凝土中至少2.0m，且不超過(guò)6.0m，按灌注的混凝土數(shù)量和檢測(cè)高度雙重控制，保證灌注的混凝土頂面標(biāo)高高出理論設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不小于80cm，并在灌注過(guò)程中及時(shí)拉拔護(hù)筒，確?；炷凉嘧⑦^(guò)程一氣呵成。

樁基混凝土灌注完成后，在混凝土終凝后應(yīng)對(duì)樁基混凝土進(jìn)行保養(yǎng)。橋梁工程樁基混凝土灌注完保養(yǎng)至齡期后，應(yīng)對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，目前我國(guó)對(duì)于交通工程中橋梁樁基的檢測(cè)方法普遍采用的有兩種，一是超聲波透射法；二是低應(yīng)變法。低應(yīng)變法由于其檢測(cè)結(jié)果精度低，目前主要用在小直徑樁或短樁的檢測(cè)。然而超聲波透射法雖然檢測(cè)成本高于低應(yīng)變法，但其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性較高，所以在本項(xiàng)目全部采用超聲波透射法。由于每個(gè)環(huán)節(jié)控制較好，經(jīng)檢測(cè)，第三合同段跨鐵路立交特大橋的樁基全部為Ⅰ類(lèi)樁。

4 結(jié)語(yǔ)

由于人工挖孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進(jìn)行，施工質(zhì)量安全都較難控制，這就要求我們?cè)谑┕で耙J(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)施工、驗(yàn)收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，對(duì)施工過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的一些問(wèn)題進(jìn)行全面分析，落實(shí)預(yù)防措施，做到科學(xué)組織，精心施工，嚴(yán)格管理，這些施工中常見(jiàn)問(wèn)題是可以避免的。

參考文獻(xiàn)

[1] 李成吉.淺析人工挖孔灌注樁在施工中的應(yīng)用[J].太原科技，2007（2）.

[2] 牛羨平，張林剛.淺談人工挖孔灌注樁施工工藝及安全技術(shù)措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（3）.

[3] 林平，張繼萍，嚴(yán)華.長(zhǎng)豐路橋人工挖孔灌注樁施工技術(shù)[J].安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（1）.

[4] 袁定安.強(qiáng)流砂層人工挖孔灌注樁施工方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2006（3）.

[5] 姜東利.人工挖孔灌注樁在某高速公路工程的應(yīng)用實(shí)踐[J].價(jià)值工程，2010（4）.

[6] 曲展俊.河谷及低山丘陵區(qū)公路橋人工挖孔灌注樁挖孔要點(diǎn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007（12）.