劉紅斌
(勐??h地方公路管理段,云南勐海 666200)
如今,農(nóng)村公路建設正快速進行,橋梁的規(guī)模與數(shù)量都不斷增加。在橋梁建設中,樁基施工是一個重要的基礎環(huán)節(jié),其施工質(zhì)量在很大程度上決定了后續(xù)施工能否順利進行和橋梁使用穩(wěn)定性與安全性。而在樁基施工中,由于受到不同因素的影響,可能會產(chǎn)生一些問題,為保證施工質(zhì)量,需要在明確這些問題的具體產(chǎn)生原因基礎上,探討行之有效的預防和處理技術。
西雙版納州勐??h打洛鎮(zhèn)龍利橋工程采用5m×20m預應力(后張法)小箱梁橋,橋面寬凈7.5m+2m×1.5m=10.5m,橋梁全長112m;公路等級為四級,設計荷載:汽車荷載為公路—II級、橋面凈寬:凈7.5m(行車道)+2m×1.5m(人行道及欄桿)、橋梁全長:112m、上部結(jié)構(gòu):5m×20m小梁橋(后張法)、下部結(jié)構(gòu):重力式橋臺、樁柱式橋墩、橋梁設計使用年限:100年??偼顿Y:1979萬元?,F(xiàn)針對該橋梁工程實際情況,對其樁基施工中產(chǎn)生的問題與相應的處理技術做如下分析。
沖孔樁施工中可能會發(fā)生塌孔,其具體表現(xiàn)為孔內(nèi)水位明顯下降,且孔口處產(chǎn)生密集水泡,實際出渣量大幅增加,但進尺不明顯,錘頭的沖擊不穩(wěn)定。
塌孔現(xiàn)象產(chǎn)生原因包括:
(1)泥漿密度不足或性能指標未能滿足要求,導致孔壁無法形成堅固的泥皮。
(2)出渣后沒有及時補漿,或鉆孔中產(chǎn)生承壓水,或錘頭從砂礫層中通過后,導致鉆孔中的水大量流失,使孔內(nèi)水頭高度嚴重不足。
(3)護筒的埋深較淺,下端孔口產(chǎn)生坍塌和漏水,或鉆孔口周圍地面被水浸泡而變濕變軟,或?qū)㈠N頭提起的個太高與護筒接觸,因沖擊導致孔口坍塌,導致坍孔[1]。
(4)在松軟的砂層中采用較大的錘擊進尺。
(5)清孔完成后,相對密度與粘度相對較低,將泥漿吸走后沒有及時補漿或補水,導致孔中的水位比地下水位低。
(6)清孔操作不及時,時間太久或清孔停頓了太長的時間。
(7)在向孔內(nèi)吊入鋼筋骨架的過程中與孔壁發(fā)生碰撞。
針對塌孔問題,可采用以下方式預防與處理:
(1)當在松散的流砂或粉砂層當中進行沖孔時,需要對進尺速度進行嚴格控制,使用膠體率、密度與粘度都相對較大的泥漿,保證泥漿質(zhì)量。
(2)當孔口產(chǎn)生坍塌時,應將護筒拆除,然后對孔口進行回填,回填完成后重新進行護筒埋設,再按照規(guī)范程序沖孔。
(3)當孔內(nèi)產(chǎn)生坍塌問題時,應準確判定坍塌的具體位置,將砂與粘質(zhì)土回填至塌孔部位以上1~2m,若坍塌現(xiàn)象比較嚴重,應全部回填,在回填物達到密實后再予以沖擊鉆進。
(4)在清孔過程中應安排專人進行補漿和補水,確??字械乃^高度足夠。
(5)在向鉆孔中吊入鋼筋骨架的過程中,應完全對準孔位中心,沿豎直方向插入,避免和孔壁發(fā)生接觸與碰撞[2]。
偏孔也是沖孔樁施工一種常見問題,其產(chǎn)生原因為:
(1)沖孔過程中遇到大塊孤石或探頭石。
(2)在軟硬地層相交界的部位,巖面傾斜沖擊鉆進或是在粒徑相差較大的砂卵石層當中進行沖擊鉆進,導致錘頭的受力不均勻[3]。
(3)在擴孔相對較大的部位,錘頭向其中一個方向擺動。
(4)樁機底座沒有放置水平,或出現(xiàn)不均勻的沉降或位移。
針對偏孔問題,可采用以下方式預防與處理:
(1)在安裝樁機的過程中,應使底盤和底座保持水平,起重滑輪緣、卡孔與護筒的中心必須處在同一條豎直線,同時經(jīng)常予以檢查和校正。
(2)若發(fā)現(xiàn)錘頭的沖擊不穩(wěn)定,則應立即停止沖擊,檢查確定是否產(chǎn)生偏孔,若檢查發(fā)現(xiàn)偏空,應立即處理。
(3)若發(fā)現(xiàn)偏空,應先確定導致偏孔的原因和大小,若偏孔是因為遇到孤石或探頭石而產(chǎn)生的,應立即向孔中填筑石頭,直到高處巖面1m的位置[4]。
導致掉錘落物的主要原因包括:
(1)遇到卡錘時強行上提,操作不當,導致鋼絲繩超負荷產(chǎn)生疲勞斷裂。
(2)錘頭和鋼絲繩之間的連接不牢固。
(3)操作不規(guī)范,使扳手和撬棍等工具掉落到孔中。
針對掉錘落物,可采用以下方式預防與處理:
(1)開始沖擊之前,應先對接頭部位進行檢查,確認連接是否保持穩(wěn)定。
(2)經(jīng)常對錘頭與鋼絲繩等進行檢查。
(3)發(fā)生掉錘后,應立即檢查實際情況,如果錘頭被土石埋住,應先進行清孔,確保打撈工具能和錘頭良好接觸[5]。
(1)擴孔也較為多見,表現(xiàn)為部分為止的孔徑變大。當?shù)叵滤幱谶\動狀態(tài),且土質(zhì)較為松散時,容易產(chǎn)生擴孔現(xiàn)象,其產(chǎn)生原因和坍塌現(xiàn)象基本一致,較輕時為擴孔,而較重時則為坍孔。如果只是孔中局部產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象,沖孔依然可以達到設計要求的深度則可不予處理,增加混凝土的實際灌注量即可。如果由于擴孔之后產(chǎn)生坍塌對沖擊造成影響,需要按照坍孔問題及時處理[6]。
(2)縮孔是指孔徑異??s小,其產(chǎn)生原因為地層中存在軟塑土,在遇水之后發(fā)生膨脹導致孔徑變小。無論采用何種方法進行鉆孔,都有可能產(chǎn)生縮孔。為預防縮孔,用選擇失水率相對較小的泥漿進行護壁,并加快沖擊的速度。對于已經(jīng)產(chǎn)生縮孔的部分,將鋼筋籠就位后應立即開始混凝土的灌注,避免樁身縮徑或產(chǎn)生露筋的現(xiàn)象。
梅花孔是指沖擊過程中所形成的孔不圓,也可將其稱作十字孔,其產(chǎn)生原因包括:
(1)所用泥漿的相對密度或粘度太高,沖擊過程中受到太大的阻力,使鉆頭的轉(zhuǎn)動困難。
(2)操作過程中鋼絲繩過松或沖程過小,將錘頭提起后立即落下,鉆頭轉(zhuǎn)動不充分,無法改變沖擊具體位置。
(3)鉆進時遇到非勻質(zhì)地層,包括堆積層或卵石層,容易產(chǎn)生探頭石,導致部分位置的孔壁凸進,使成孔后不圓。
針對這一問題,可采用以下方法預防和處理:
(1)選擇相對密度與粘度均適宜的泥漿,并及時做好掏渣。
(2)當使用較低的沖程進行沖擊時,每完成一段都要使用更高一級的沖程進行沖擊,通過交替沖擊能達到修整孔形的目的。
(3)如果施工中產(chǎn)生梅花孔,應使用片石、卵石和粘土的混合物進行回填,然后重新進行沖擊。
這一問題的產(chǎn)生原因包括:
(1)沖孔時產(chǎn)生梅花孔,導致錘頭被卡在較為狹窄的部位。
(2)孔口處有石塊或其他物件掉落,導致沖錐被卡住。
(3)當在粘土層中進行沖擊時,沖程過高,或泥漿過稠,導致沖錐被吸住。
(4)鋼絲繩過度松放,使沖錐傾倒與孔壁頂住。
針對這一問題,可采用以下方法預防和處理:
(1)當沖孔產(chǎn)生梅花狀時,如果錘頭以下依然存在可活動的余地,可將錘頭向下,并向轉(zhuǎn)動直徑相對較大的方向?qū)@頭向上提起,亦可放松鋼絲繩,將錘頭緩慢提起,這樣有可能將錘頭從空中提出。
(2)一旦發(fā)生卡錘,切不可強行提起,否則將引起坍孔。而是要按照從下到上的方向進行頂撞,對卡點處石頭予以輕打,也可以使錘頭進行上下活動,以此脫離卡點或使掉入到孔中的石頭或物件落下[7]。
(3)用直徑較大的鋼絲繩懸掛打撈鉤,然后放入到孔中,打撈鉤將沖錘勾住以后,開始提升鋼絲繩,通過多次擺動,直到將錘頭完全提出。
(4)打撈時,應繼續(xù)對泥漿進行攪拌,避免沉淀將錘頭埋住。
(5)使用小掏渣筒或小沖錐進行沖擊,使卡錐試塊被擠到孔壁當中。
(6)使用專門的工具撥正孔壁處鉆頭。
(7)采用上述方法無法處理時,可采用水下爆破方法來處理。具體操作方法為:在空中放入藥量不超過1kg的防水炸藥,沿著錐的滑槽直至錐底,檢查無誤后引爆,將卡錐震松,適時提拉,將其取出。
這一問題的產(chǎn)生原因包括:
(1)在具有較強透水性的流砂或砂礫層當中進行沖擊鉆進時,較稀的泥漿不斷向孔壁以外漏失。
(2)護筒的埋置深度不足,會對回填土的夯實處理不到位,導致刃腳處產(chǎn)生漏漿。
(3)護筒的制作不滿足規(guī)范和設計要求,接縫不嚴密,導致漏漿。
(4)水頭過高,導致孔壁滲漿。
針對這一問題,可采用以下方法預防和處理:
(1)當沖孔漏漿是由于在具有較強透水性的流砂或砂礫層當中進行沖擊鉆進引起的,應在沖擊鉆進開始前選擇較為粘稠且質(zhì)量加高的泥漿。另外,施工可對泥漿進行增稠,或回填粘土,并摻加片石、卵石通過反復沖擊來增強護壁,避免漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。
(2)當漏漿是由于護筒的原因造成的時,應嚴格按照相關規(guī)范做好護筒的加工制作和埋設。若接縫部位的漏漿情況并不嚴重,則用適宜的材料將其封堵即可。而如果接縫部位的漏漿情況比較嚴重,則應將護筒挖出進行修理,修理完成或?qū)⑵渲匦侣裨O。
綜上所述,在農(nóng)村公路橋梁沖孔灌注樁施工中,可能會出現(xiàn)塌孔、偏孔、擴孔與縮孔、梅花孔、卡錘與沖孔漏漿等實際問題,對之后的施工及成樁質(zhì)量都會造成很大影響。對此,以上提出相應的預防和處理方法,旨在為實際的樁基施工童工參考借鑒。