1、橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術分析 摘要：本文結合多年的施工經驗并以目前正在建設的某橋樁基施工為例，對鉆孔灌注樁的施工技術進行了探討，希望對同行有借鑒作用。關鍵詞：鉆孔灌注樁，橋梁樁根底，施工中圖分類號：U443.15+4文獻標識碼：A文章編號：引言鉆孔灌注樁在現階段公路橋梁根底施工中廣泛采用的一種樁基施工技術。樁根底沉入土中的施工方法不同,其采用的機具和施工工藝也不相同,并且影響樁與樁周邊土接觸邊界處的狀態,也會影響樁與土之間的共同作用性能。鉆孔灌注樁是按施工方法分類中的一種,另外還有打入樁、振動下沉樁及管柱根底。本文結合作者多年的施工經驗,以某橋梁樁根底施工為例,談談鉆孔灌注樁的施工技術。1機

2、具的選擇目前常用的鉆具有旋轉鉆、沖擊鉆及沖抓鉆3種類型。旋轉鉆主要用于粘質土、砂土、礫、卵石粒徑小于鉆桿內徑2/3,含量少于20%的碎石土;成孔直徑80250cm,成孔深度一般不大于50m。沖擊鉆主要用于各類土;成孔直徑80200cm,成孔深度一般不大于50m。沖抓鉆主要用于淤泥、粘質土、砂土、礫石及卵石。成孔直徑60150cm,成孔深度2040m。根據工程土質情況、樁基直徑、樁長選用適合的機械。樁徑1.2m,樁長10m至18m,河床底14m為粘土或卵石土,下為白云巖,巖石致密堅硬,局部巖層傾角達80°,溶洞較發育,個別樁有34層溶洞,對施工影響較大。2施工準備工作(1)場地準備。施

3、工前將場地平整好,以便安裝鉆機。本橋位14#墩處于水中,且水深常年在35m左右,采用土袋圍堰筑島,用粘土修筑一條長70m、頂寬8m的E形島,并壓實,平臺高于常水位0.5m,填土外部包編織袋,以防沖刷。在0#臺與1#墩之間留了一條17m寬的泄水道。假設墩臺位于無水岸灘,鉆機位置處應去除雜物、換填軟土、平整夯實;場地有淺水時,可用土或草袋圍堰筑島;場地有深水或陡坡時,可用木樁或鋼管樁架設平臺;水深但水流平穩時,條件許可,也可將施工平臺設在浮船上(需計算結構強度、剛度,驗算穩定性)。(2)埋置護筒。護筒制作要求:穩固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便并能重復使用。一般用木材、薄鋼板或鋼筋混凝土制成。

4、這里采用直徑為1.4m長度2m的鋼護筒。護筒的作用:1)固定樁位,并作鉆孔導向;2)保護孔口防止孔口土層坍塌;3)隔離孔內孔外表層水,并保持孔內水位高出施工水位以穩定孔壁。護筒埋置需本卷須知:1)護筒平面位置埋設準確,偏差不大于50mm2)護筒頂部標高應高出地下水位和施工水位1.52.0m。護筒溢漿口應高出地面0.20.3m3)護筒底應低于施工最低水位(一般低于0.10.3m即可)。埋設護筒挖坑只需比護筒直徑大0.51.0m就行,護筒四周用粘土夯填密實,護筒底必須在穩定的粘土層中,否那么換填粘土并夯實,厚度不小于50cm。(3)制備泥漿。在0#臺、1#和2#墩、3#和4#墩、5#臺的位置修建泥

5、漿池。泥漿最好采用優質純粘土或膨潤土;假設沒有好的純粘土或膨潤土,或者遠運都困難,可摻配少量添加劑改善泥漿的性能。泥漿在鉆孔中的作用:在孔內產生較大的靜水壓力,可防止坍孔;泥漿向孔外土層滲漏,在鉆進過程中,因鉆頭的作用,孔壁外表形成一層膠泥,具有護壁作用,同時將孔外水流切斷,能穩定孔內水位;泥漿比重大,具有挾帶鉆渣作用,利于鉆渣排出。泥漿比重在1.11.3之間,由于本樁基處于卵石及巖層中,泥漿比重為1.3左右。粘度在2230Pa/S,含砂率≤4%。(4)安裝鉆機。鉆機是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注砼的支架。在鉆孔過程中,成孔中心必須對準樁位中心,鉆機必須保持平穩,不發生位移、傾斜和沉陷

6、。鉆機安裝就位時,應詳細測量,底座用枕木墊實塞緊,并在鉆進過程中經常檢查。3鉆進成孔利用鉆錐(45kN)不斷地提錐、落錐反復沖擊孔底土層,把土層中泥砂、石塊擠向孔壁或打成碎渣,鉆渣懸浮于泥漿中,利用掏渣筒取出,重復以上過程沖擊鉆進成孔。在鉆孔過程中應防止坍孔、孔形扭歪或孔斜,甚至把鉆頭埋住或掉進孔內等事故,因此要注意以下各點:(1)在鉆孔過程中,始終保持孔內外的水位差和泥漿濃度,以起到護壁固壁作用,防止坍孔。(2)在鉆孔過程中,應根據地質勘探情況控制鉆進速度、調整泥漿稠度,防止坍孔、鉆孔偏斜、卡鉆等情況發生。由于本樁基巖溶較發育,有時一條樁中有三、四層溶洞,給施工增加了難度。在快進入溶洞時,準

7、備了充足的稠度很高的泥漿和塊石,緩慢地鉆進,盡可能地使溶洞填充滿,不至于鉆穿溶洞頂時,孔內水頭高度突然下降而引起坍孔和鉆頭突然失重引起掉鉆頭。再者因巖層傾斜角度較大,多呈石筍狀且巖層軟硬不勻,經常造成鉆孔偏斜,為保證樁的垂直度我們在施工中加強檢校,出現偏斜,馬上采取多填強度較高的塊石(必須高于偏斜面標高),采用輕鉆慢鉆的方法,糾正偏斜效果較好。這種方法比澆注水下砼糾偏效果要好,同時節約資金和時間。(3)鉆孔宜一氣呵成,不宜中途停鉆以防止坍孔,假設坍孔嚴重應回填重鉆。(4)鉆孔過程中應加強對樁位、成孔情況的檢查工作。終孔時應對樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底情況按質量標準進行檢查。合格后立即

8、清孔、安放鋼筋籠、灌注砼。4清孔及吊裝鋼筋籠清孔的目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的砼質量及承載力。清孔的方法:換漿清孔。鉆孔完成后不再進尺,繼續循環換漿清渣,直至到達清理泥漿的要求(泥漿比重不大于1.1)。另外還有抽漿清孔和掏渣清孔的方法,根據實際情況采用適合的方法。清孔時要注意的要點:(1)必須保持孔內水頭高度;(2)灌注砼前孔底沉淀厚度不大于設計規定;(3)不得用加深孔底的方法代替清孔。鋼筋籠的制作應按設計要求預先焊成鋼筋骨架,用大噸位吊車吊入鉆孔內就位,校正鋼筋籠的位置并固定,防止灌注砼的時后鋼筋籠上浮。假設鋼筋籠超過吊車的最高長度,鋼筋籠宜分段安裝,焊接就位。5灌注水下砼終

9、孔后待鋼筋籠安裝就位,接著安裝導管。導管內徑為30cm的鋼管,壁厚4mm,每節2m,另有調整節,長度0.51.0m,最下面一節為4.9m,根據孔深確定導管長度。導管兩端用法蘭盤及螺栓連接,并墊橡皮圈保證不漏水。在澆注砼前必須檢查導管的密封性,確保導管密封不滲水。將導管居中插入到離孔底0.20.3m(不得插入孔底沉淀的泥漿中),導管上口接漏斗,并設隔水栓。待漏斗中砼儲藏量足夠后,放開隔水栓,砼從漏斗底迅速下落,孔內水位驟漲外溢,說明砼灌入孔內。足夠數量的砼將導管內水全部壓出,并使導管下口埋入孔內砼內1.0m以上,隨著砼不斷通過導管灌入孔內,孔內初期灌注的砼及上面的水、泥漿不斷被頂托升高,不斷提升

10、導管和撤除導管,直至鉆孔灌注砼完畢。灌注水下砼是鉆孔灌注樁施工最后一道關鍵性的工作,其施工質量嚴重影響樁的質量,必須注意以下幾點:(1)砼材料的要求:認真做好水下砼配合比設計,砼必須具有良好的流動性及和易性,為防止卡管,碎石粒徑為13cm,最大粒徑不大于4cm。C25水下砼配合比:P.O32.5級水泥:河沙:碎石:水:減水劑=1:1.82:2.51:0.44:0.03。坍落度為200mm,每立方米砼水泥用量為420kg,水灰比為0.44(實際操作中水灰比為0.5),砂率為42%。坍落度為20mm。(2)必須保證首批砼數量。為了保證首批砼能將導管內水全部壓出并滿足導管初次埋入深度的要求,應確定漏

11、斗的最小容積。(3)砼必須拌合均勻,盡可能縮短運距和減少顛簸,防止砼離析而發生卡管事故。(4)灌注砼必須連續作業,防止任何原因中斷灌注。砼的拌制和運輸必須滿足連續作業的要求。(5)在灌注過程中,要隨時測量和記錄孔內砼高度和導管入孔長度,以控制和保證導管埋入砼內有適當的深度,防止導管提升過猛,管底提離砼面或埋入過淺,而使導管內進水造成夾泥斷樁,也要防止導管埋入過深,造成管內砼壓不出或導管被砼埋住不能提升,導致中止灌注而斷樁。埋管深度宜控制在24m。假設鋼筋籠懸空,砼接近鋼筋籠底部時,為防止鋼筋籠上浮,一要放慢灌注速度,二是砼進入鋼筋籠12m時,適當提高導管,減小導管埋置深度和加大鋼筋籠下部的埋置深度。(6)灌注的樁頂標高應比設計值預加一定高度,此范圍內的浮漿和砼應鑿除,確保樁頂砼質量。預加值為0.51.0m。待砼灌注完畢后扒出鋼護筒,及時去除多余的砼,但清理完后的砼還必須比設計高20cm,待砼到達強度后再鑿除至設計標高。(實際施工中可留35cm)(7)在灌注即將結束時,應核對砼灌入數量,確定所測砼灌注高度是否正確。(8)養生,進行成