文/萬(wàn)昶 核工業(yè)長(zhǎng)沙中南建設(shè)集團(tuán)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000
鉆孔灌注樁是樁基礎(chǔ)施工技術(shù)中的重要組成部分,在公路橋梁施工中具有較為廣泛的應(yīng)用,能夠有效解決樁基礎(chǔ)承載能力不足的問(wèn)題,是一項(xiàng)現(xiàn)代化科學(xué)施工技術(shù)。為了保證鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)能夠全面發(fā)揮,需要準(zhǔn)確掌握技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵要點(diǎn),結(jié)合橋梁工程的具體情況,對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行全面優(yōu)化,結(jié)合科學(xué)的施工管理,采用標(biāo)準(zhǔn)化施工流程進(jìn)行施工,從而能夠全面提高公路橋梁工程質(zhì)量,解決傳統(tǒng)施工模式中存在的多項(xiàng)難題。
鉆孔灌注樁施工技術(shù)根據(jù)其應(yīng)用流程可以分為鉆孔施工和灌注施工兩個(gè)不同階段,在鉆孔施工過(guò)程中,可以采用機(jī)械鉆孔或人工鉆孔的方式,在樁基礎(chǔ)中鉆出相應(yīng)的樁孔;灌注施工需要在對(duì)鉆孔清理后,在內(nèi)部安裝鋼筋籠后灌注混凝土成樁。依據(jù)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的護(hù)壁形式不同,可以分為泥漿護(hù)壁和全套管施工技術(shù)兩種不同模式,泥漿護(hù)壁施工技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛,其基礎(chǔ)施工流程為:場(chǎng)地平整處理→護(hù)壁泥漿制備→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)鉆孔→清孔→鋼筋籠安裝→混凝土灌注→拔出護(hù)筒;全套管施工技術(shù)不需要進(jìn)行泥漿制備和清孔,其他施工流程基本相似。
綜合來(lái)看,鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有較強(qiáng)的適用能力,基本可以在各種復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下應(yīng)用,受到外界因素影響較小,樁基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,其基本技術(shù)特點(diǎn)包括:(1)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行成樁和灌注施工過(guò)程中,施工人員能夠按照實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié),相比于預(yù)制樁而言,能夠得到質(zhì)量更好的樁基。(2)施工過(guò)程中所產(chǎn)生的噪音強(qiáng)度較低,且振動(dòng)影響范圍相對(duì)較小,基本不會(huì)對(duì)施工區(qū)域以外的范圍產(chǎn)生影響。
鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁施工應(yīng)用過(guò)程中,需要確保各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作質(zhì)量,按照前期的地質(zhì)勘察資料,制定完善的施工方案,避免出現(xiàn)影響施工質(zhì)量以及效率的問(wèn)題。
本文以H 市某地區(qū)公路橋梁工程為例,該工程公路橋梁總長(zhǎng)度為4.5km,包括一座橋梁工程,橋梁長(zhǎng)度為2.1km,本次施工包括520 根樁基礎(chǔ),大部分樁基礎(chǔ)深度在30m 左右,因?yàn)樵摴こ趟巺^(qū)域的地質(zhì)情況較差,具有軟土層和砂土層,所以為了保證施工技術(shù),經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況科學(xué)的把控,決定采用鉆孔灌注樁施工技術(shù),符合公路橋梁工程實(shí)際情況的要求,能夠充分保障本次工程質(zhì)量。其具體施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)主要包括:
場(chǎng)地準(zhǔn)備是公路橋梁施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),確保做好場(chǎng)地準(zhǔn)備各項(xiàng)控制工作。首先需要將施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整處理,將雜物全部清除,同時(shí)將軟土部分替換,并將回填土夯實(shí)。其次,平整處理完成后,測(cè)量放樣工作人員需要將樁位位置放出,并做好保護(hù)樁處理和測(cè)量復(fù)查工作,將測(cè)量數(shù)據(jù)完整記錄。最后,根據(jù)施工方案規(guī)劃做好行車(chē)路線處理,并保證便道與鉆孔保持一定的距離,防止出現(xiàn)孔壁不穩(wěn)定的問(wèn)題,鉆機(jī)底盤(pán)不能直接放置于不夠密實(shí)的填土上,防止出現(xiàn)塌陷問(wèn)題,在軟土區(qū)域需要鋪設(shè)鋼板,從而為鉆機(jī)作業(yè)提供基礎(chǔ),鉆機(jī)安裝位置不能對(duì)出土清運(yùn)造成影響[1]。
按照施工規(guī)劃方案,采用先整體后局部的放樣順序開(kāi)展樁位放樣工作,并采用同排樁位跳倉(cāng)施工,以便于整體開(kāi)展樁體施工,避免后續(xù)樁基施工對(duì)已成孔樁基造成影響。在鉆孔標(biāo)高放樣工作中,需要對(duì)標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行多次復(fù)查,確保樁中位置標(biāo)高無(wú)誤,并采用全站儀對(duì)所有樁點(diǎn)位置進(jìn)行校對(duì),確保放樣水平誤差在規(guī)定范圍之內(nèi)。在施工前,對(duì)鉆機(jī)的機(jī)械狀況進(jìn)行檢查,確保鉆機(jī)滿足施工需要,防止后續(xù)施工出現(xiàn)經(jīng)常性檢修問(wèn)題。因?yàn)闃痘┕^(qū)域大部分土質(zhì)較軟,需要提前鋪設(shè)鋼板,確保鉆機(jī)機(jī)腳平穩(wěn),防止鉆機(jī)產(chǎn)生沉降或傾覆現(xiàn)象[2]。
鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)護(hù)筒具有定向作用,在開(kāi)孔施工時(shí)作為鉆孔護(hù)壁使用,降低鉆孔鉆進(jìn)和后期混凝土施工的垮塌率,同時(shí)能夠避免旋挖鉆在混凝土施工時(shí)出現(xiàn)漏漿等多種問(wèn)題。在鉆進(jìn)施工作業(yè)過(guò)程中,鉆孔上部分出現(xiàn)了土質(zhì)松軟、垮塌等問(wèn)題,所以采用增加護(hù)筒長(zhǎng)度的方式,并在混凝土澆筑中提高灌注混凝土標(biāo)號(hào),提高成孔施工質(zhì)量。在鉆進(jìn)成孔施工作業(yè)時(shí),施工人員采用、12mm 的鋼板作為護(hù)筒主要材料,護(hù)筒內(nèi)直徑大于鉆頭直徑200mm,護(hù)筒頂部高出地面的部分高度控制在30cm 之內(nèi),護(hù)筒的埋深深度依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況確定。在開(kāi)展護(hù)筒埋設(shè)施工前,施工人員仔細(xì)校準(zhǔn)護(hù)筒中心位置,護(hù)筒中心位置與樁體中心位置的偏差控制在50mm 之內(nèi),同時(shí)需要嚴(yán)格控制護(hù)筒傾斜度,在護(hù)筒準(zhǔn)備完成后,在護(hù)筒四周回填黏土并夯實(shí),夯實(shí)過(guò)程中注意不能影響護(hù)筒傾斜度,通過(guò)科學(xué)的護(hù)筒埋設(shè)施工技術(shù),為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)[3]。
首先,在進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí),需要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度,在從硬質(zhì)地層鉆進(jìn)到軟質(zhì)地層時(shí),可以加快鉆進(jìn)速度,但是當(dāng)從軟質(zhì)地層鉆進(jìn)到硬質(zhì)地層時(shí),需要降低鉆進(jìn)速度,因?yàn)楸敬螛痘幍貙訛橐卓s頸地層結(jié)構(gòu),所以適當(dāng)增加掃孔次數(shù),能夠有效避免縮頸問(wèn)題出現(xiàn);在對(duì)硬質(zhì)地層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí),采用快速鉆進(jìn)的方法提高施工效率;在對(duì)砂土層進(jìn)行鉆進(jìn)過(guò)程中,施工人員適當(dāng)降低鉆孔速度,鉆孔速度控制在3.5m/h左右,能夠提高護(hù)壁施工質(zhì)量,還能夠提升泥漿粘度。其次,在鉆進(jìn)過(guò)程中,需要安排工作人員對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行記錄,主要包括鉆進(jìn)深度參數(shù)、地質(zhì)情況參數(shù)、設(shè)備情況參數(shù)以及障礙物參數(shù)等,設(shè)計(jì)資料核對(duì)需要在每完成2m 后至少開(kāi)展一次,將鉆進(jìn)記錄準(zhǔn)確、完整地記錄;在鉆孔過(guò)程中,本次工程每鉆進(jìn)6m 對(duì)鉆孔直徑和豎直度進(jìn)行檢測(cè),并實(shí)時(shí)關(guān)注地層的變化情況;當(dāng)采用小徑鉆達(dá)到設(shè)定深度時(shí),需要采用大徑鉆進(jìn)行擴(kuò)孔,鉆管內(nèi)部的泥漿和泥渣等需要全部清理,防止影響鉆孔質(zhì)量[4]。
首先,在成孔檢測(cè)方面,本次工程中成孔檢測(cè)包括鉆孔的中心位置、傾斜度、鉆孔底部標(biāo)高、鉆孔深度、鉆孔直徑以及護(hù)筒頂部標(biāo)高等,鉆孔中心位置控制在施工方案要求的±1cm 之內(nèi),傾斜度小于要求規(guī)定1%,鉆孔深度超過(guò)設(shè)計(jì)要求,整體鉆孔質(zhì)量合格。其次,在清孔技術(shù)方面,在確保成孔質(zhì)量合格后開(kāi)展清孔施工,本工程采用反循環(huán)以及換漿技術(shù)對(duì)成孔進(jìn)行清孔,清孔指標(biāo)包括鉆孔內(nèi)的泥漿性能以及沉淀厚度等,必須在經(jīng)過(guò)清理后的各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求下,才能夠保證鉆孔施工質(zhì)量。
在鋼筋籠焊焊接施工過(guò)程中,必須保證縱橫鋼筋交叉點(diǎn)焊接,確保鋼筋籠焊接質(zhì)量,并按照施工設(shè)計(jì)要求,預(yù)留足夠的保護(hù)層厚度避免鋼筋籠安裝時(shí)出現(xiàn)碰撞問(wèn)題;在檢測(cè)孔底沉渣厚度滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后,在專人指揮吊裝施工情況下,進(jìn)行下放鋼筋籠施工,安裝速度需要保持勻速緩慢,防止鋼筋籠因碰撞出現(xiàn)變形,在安裝時(shí)測(cè)量員通過(guò)護(hù)筒四向基準(zhǔn)點(diǎn)經(jīng)常性校核鉆孔中心位置,對(duì)成孔的豎向性進(jìn)一步進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)避免在吊裝過(guò)程中發(fā)生掛壁現(xiàn)象,防止出現(xiàn)孔壁部分剮蹭垮塌、已清空孔底再次沉渣等問(wèn)題[5]。
本項(xiàng)目混凝土澆筑采用300mm 鋼導(dǎo)管,在安裝前對(duì)鋼導(dǎo)管的水密性、承壓性以及接頭抗拉進(jìn)行檢測(cè),在上述參數(shù)符合檢測(cè)規(guī)程后開(kāi)展導(dǎo)管水密性試壓試驗(yàn),導(dǎo)管水密試驗(yàn)時(shí)的水壓力不小于井孔內(nèi)水深壓力的1.3 倍,并不大于導(dǎo)管壁最大可承受內(nèi)壓力。在鋼導(dǎo)管吊裝作業(yè)時(shí),導(dǎo)管應(yīng)處于鉆孔中心位置,導(dǎo)管安裝需要保持勻速緩慢,避免出現(xiàn)導(dǎo)管卡在鋼筋籠架立筋或與孔壁發(fā)生碰撞現(xiàn)象,導(dǎo)管在下放到距離鉆孔底部300mm 的位置時(shí)停止,通過(guò)限位卡箍固定在鋼筋籠后,準(zhǔn)備進(jìn)行混凝土灌注。
水下混凝土灌注是本次橋梁樁基工程中的重要內(nèi)容,需要在保證成孔質(zhì)量和清孔處理合格后開(kāi)展。在水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,所采的施工技術(shù)主要包括:(1)水下砼首灌量需要確保導(dǎo)管埋深1m 以上。(2)混凝土攪拌運(yùn)輸?shù)焦嘧^(qū)域時(shí)需要對(duì)其均勻性和塌落度進(jìn)行檢測(cè),防止出現(xiàn)混凝土質(zhì)量不合格的問(wèn)題,如果發(fā)現(xiàn)混凝土質(zhì)量不能滿足實(shí)際要求,則需要對(duì)其添加外加劑后二次攪拌,二次攪拌如果還不能達(dá)到要求則不能使用,需要更換新的混凝土。(3)在每車(chē)混凝土灌注到后,需要對(duì)鉆孔內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)面高度進(jìn)行檢測(cè),其高度不能超過(guò)導(dǎo)管埋深2~6m 要求,灌注水下混凝土開(kāi)始后需要保證施工連續(xù)性,不能中途停止,否則會(huì)對(duì)已經(jīng)灌注的混凝土質(zhì)量造成影響(4)導(dǎo)管在提升的過(guò)程中,必須保證其軸線豎直且位置居中,緩慢提升導(dǎo)管,如果導(dǎo)管法蘭盤(pán)與鋼筋骨架相撞,則需要上下移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管使其脫離鋼筋骨架后移動(dòng)至鉆孔中心位置(5)當(dāng)導(dǎo)管提升到露出鉆孔以上一定高度,混凝土罐車(chē)卸料口低于漏斗口高程時(shí),用限位卡箍固定住漏斗與第一截導(dǎo)管接口下口位置,首先將漏斗去除,繼續(xù)提升導(dǎo)管至第二截導(dǎo)管螺絲口下口部分置于限位卡箍后,將第一截導(dǎo)管吊離,并將第一截2m 長(zhǎng)導(dǎo)管更換為1m 長(zhǎng)短導(dǎo)管,重新連接第二截導(dǎo)管后緩慢下放,之后繼續(xù)開(kāi)展灌注施工。
在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到80%左右時(shí),需要對(duì)樁基采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù),本次工程檢測(cè)采用樁基動(dòng)測(cè)儀和手提電腦,將傳感器固定在樁基頂部,采用重錘對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)電腦中顯示的聲波圖像即可判斷是否存在問(wèn)題,如果聲波圖像的振幅顯示存在問(wèn)題,則需要對(duì)樁基進(jìn)行強(qiáng)化甚至廢樁處理。本次工程的成樁質(zhì)量檢測(cè),全部樁體質(zhì)量合格,樁基不存在質(zhì)量缺陷問(wèn)題,具有良好的應(yīng)用效果,說(shuō)明上述施工技術(shù)在施工質(zhì)量方面具有重要作用。
鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用便利,不僅能夠提高樁基施工效率,同時(shí)能夠有效提高樁基施工質(zhì)量。為了進(jìn)一步強(qiáng)化鉆孔灌注樁施工技術(shù)施工質(zhì)量,本項(xiàng)目采取如下幾項(xiàng)措施對(duì)鉆孔灌注樁施工過(guò)程質(zhì)量控制進(jìn)行優(yōu)化。
漏漿和縮頸是鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,為了解決該潛在質(zhì)量隱患,需要針對(duì)松軟、砂質(zhì)地質(zhì)情況下采取科學(xué)合理的施工工法。首先,在該地質(zhì)條件下,配置粘度和比重較高的水泥漿代替泥漿進(jìn)行循環(huán),利用水泥的黏聚性對(duì)孔壁起到穩(wěn)定作用,同時(shí)維持足夠的泥漿液面高度,使其產(chǎn)生的水泥漿壓力能夠抗衡水平土壓力,能夠有效防止z 鉆尺重復(fù)縮頸問(wèn)題產(chǎn)生,同時(shí)觀察循環(huán)過(guò)程中的泥漿池液面變化情況,對(duì)泥漿在孔壁空隙中的流動(dòng)性、外溢量進(jìn)行分析,動(dòng)態(tài)調(diào)整水泥漿稠度及泥漿池液面高度。在泥漿上下循環(huán)及高液面壓力綜合作用下對(duì)松軟、砂質(zhì)地層孔隙進(jìn)行密閉作用,從而能夠避免后續(xù)混凝土灌注時(shí)出現(xiàn)混凝土超灌現(xiàn)象。其次,在采用泥漿護(hù)壁施工技術(shù)時(shí),土層較差條件下需要采用預(yù)拌水泥漿循環(huán)施工方式,在樁基礎(chǔ)鉆進(jìn)施工過(guò)程中,當(dāng)水泥漿達(dá)到一定強(qiáng)度后,樁基礎(chǔ)周?chē)刭|(zhì)存在質(zhì)量問(wèn)題的部分能夠得以強(qiáng)化,不會(huì)因地質(zhì)問(wèn)題在灌注過(guò)程中壓力變化出現(xiàn)垮孔、樁基夾層情況出現(xiàn),從而能夠提高灌注樁施工整體質(zhì)量[6]。
在應(yīng)用鉆孔灌注漿施工技術(shù)時(shí),需要保證樁孔底部的沉渣施工需求,一次提高樁端承載力,但是在部分工程中難以對(duì)其進(jìn)行有效處理,施工難度較大,可能會(huì)因鋼筋吊裝剮蹭孔壁導(dǎo)致土體坍塌陷,已清孔孔底再次出現(xiàn)沉渣沉積問(wèn)題,對(duì)于樁基質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生很大負(fù)面影響。因此,為了提高沉渣施工質(zhì)量,在鉆孔鉆探到達(dá)指定位置后,通過(guò)大功率空壓機(jī)連接雙底清渣探頭將清渣導(dǎo)管定位到孔底以上20cm 左右的位置,通過(guò)泥漿反循環(huán)清渣,對(duì)孔底進(jìn)行二次清孔。此外,可以通過(guò)提高泥漿黏度、加快泥漿循環(huán)的方式,能夠進(jìn)一步將成孔過(guò)程中懸浮鉆渣帶出孔體,降低沉渣沉底速度,能夠有效避免多項(xiàng)因沉渣而引起的施工質(zhì)量問(wèn)題,從而全面提高灌注樁的整體施工質(zhì)量[7]。
通過(guò)上述工程中所采用的鉆孔灌注樁施工技術(shù)實(shí)踐,可以看出鉆孔灌注樁施工技術(shù)取得了良好的應(yīng)用效果,有效解決本次公路橋梁工程中的多項(xiàng)難點(diǎn)問(wèn)題,經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢測(cè)后,所有樁基礎(chǔ)質(zhì)量都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁工程中具有關(guān)鍵作用,是保障樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的關(guān)鍵措施,不僅使得樁基礎(chǔ)整體施工質(zhì)量提高,同時(shí)有效提高施工效率,進(jìn)而促進(jìn)本次工程項(xiàng)目的整體成本降低,相比于傳統(tǒng)的施工技術(shù)而言,本次工程造價(jià)整體節(jié)約支出約為11%,使得本次工程經(jīng)濟(jì)效益明顯提升。雖然本次工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)取得良好的應(yīng)用效果,但是鉆孔灌注樁施工技術(shù),在應(yīng)用過(guò)程中具有許多技術(shù)難點(diǎn),需要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,并對(duì)其中的關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行控制,才能夠保證施工質(zhì)量,所以必須結(jié)合公路橋梁工程的實(shí)際情況,在后續(xù)其他工程施工中,對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化,是提高我國(guó)公路橋梁建設(shè)工程整體質(zhì)量的有效技術(shù)措施,能夠推動(dòng)相關(guān)施工技術(shù)不斷創(chuàng)新。
綜上所述,本文全面闡述鉆孔灌注樁施工技術(shù)的基本特點(diǎn),并結(jié)合H 市某公路橋梁工程,對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行全面分析,最后提出多項(xiàng)有利于提高鉆孔灌注樁施工技術(shù)的措施,希望能夠?qū)ξ覈?guó)道路橋梁施工建設(shè)行業(yè)起到一定的借鑒和幫助作用,全面提高道路橋梁施工技術(shù)水平,同時(shí)促進(jìn)鉆孔灌注樁施工技術(shù)創(chuàng)新。