基于巖溶地貌的橋梁鉆孔樁基礎施工的探討
2016-10-08
引言
巖溶或稱喀斯特，主要指水對可溶性巖石——碳酸鹽類、硫酸巖和鹵化物巖的溶蝕作用，并伴有水流侵蝕、沖蝕和重力崩塌等次生作用，所形成的多種地表、地下奇異景觀與現(xiàn)象的組合。巖溶對橋梁工程的影響較大，故巖溶地區(qū)的橋梁基礎宜采用樁基礎。
1 樁基礎施工施工工序
工程巖溶地區(qū)采用鉆孔樁基礎，鉆孔設備以沖擊鉆機為主。根據(jù)樁位處地質(zhì)和水文等資料，制定了專項施工方案和施工技術措施。
鉆孔樁施工順序為：測量定位→埋設護筒→鉆機就位→鉆進→換漿法清孔→檢測（鋼筋籠對中）→（下設鋼筋籠前清理鋼筋籠泥土）吊裝鋼筋籠→吊裝導管→灌注水下混凝土（灌注前罐車應大轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)3-5min）→擴大基礎、處理樁頭→樁基檢測→承臺施工。
2 施工工藝流程
鉆孔樁施工工藝流程如下：
(1)場地平整。
鉆孔前按文明施工的要求對鉆孔樁施工場地進行平整壓實，做到三通一平。
(2)埋設護筒。
護筒一律采用鋼護筒，采用挖埋法施工，護筒周圍用粘土夯實。護筒節(jié)間焊接要嚴密，謹防漏水。護筒埋設應高于地面約30cm且護筒底端埋置深度，在旱地或淺水處，對于粘性土應為1.0m～1.5m；對于砂性土不得小于1.5m，以防成孔時護筒下部塌孔。相臨樁間不足4倍樁徑要跳樁施工或間隔36小時后方可施工。護筒埋好后，再次測量檢查護筒埋設平面位置及垂直度。
(3)泥漿制備和運輸
為保證泥漿的供應質(zhì)量，施工時設置制泥漿池、貯漿池及沉淀池。泥漿傳送采用泥漿槽和泥漿泵。用于護壁的粘土，其性能指標應符合規(guī)范要求。在鉆孔作業(yè)中，經(jīng)常對泥漿質(zhì)量進行試驗測定，及時調(diào)整，確保護壁良好，鉆進順利。
(4)鉆機就位
在埋設好護筒和備足護壁泥漿后，利用一臺8T吊車配合人工將鉆機就位，立好鉆架，拉好攬風繩。鉆機就位后，調(diào)平機座，認真量測檢查鉆頭中心與護筒中心是否在一條鉛垂線上，與孔位中心的偏差是否在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。確認無誤后，最后再次檢查鉆桿的垂直度是否滿足要求及鉆桿、鉆頭等部位連接是否牢固、運轉(zhuǎn)是否良好、鉆頭直徑和設計樁徑是否相同，校核鉆具的長度，一切就緒后就可開始施鉆。
(5)鉆孔
開鉆時應先在孔內(nèi)灌注泥漿，不進尺，只空載轉(zhuǎn)動，使泥漿充分進入孔壁。泥漿比重等指標根據(jù)地質(zhì)情況而定，一般控制在1.2～1.4左右。開孔時鉆機應輕壓慢轉(zhuǎn)，隨著深度增加而適當增加壓力和速度，在土質(zhì)松散層時應采用比較濃的泥漿護壁，且放慢鉆進速度和轉(zhuǎn)速，輕鉆慢近來控制塌孔。當平衡架移動至鉆架滑道下端時，需要接換鉆桿。加鉆桿時，應將鉆頭提離孔底，待泥漿循環(huán)2-3分鐘后，再加卸鉆桿。保持孔內(nèi)水位并經(jīng)常檢查泥漿比重。在鉆進過程中，始終保持孔內(nèi)水位高于地下水位或孔外水位1.0m～1.5m。并控制鉆進，及時排渣、排漿，現(xiàn)場采用泥漿泵排漿，多余泥漿應妥善處理。接換鉆桿或因其它原因短時停鉆再次開鉆時，應按開孔時處理。若因特殊原因長時間停鉆時，應提出鉆頭。檢查鉆桿位置及垂直度：鉆進過程中須隨時用兩臺經(jīng)緯儀檢查鉆桿位置及垂直度，以確保成孔質(zhì)量。
(6)清孔及成孔檢查
在鉆至設計深度后，及時用監(jiān)理工程師批準的器具和方法，對孔深、孔徑、孔位、垂直度進行檢查。在檢查合格經(jīng)監(jiān)理工程師同意后，立即清孔，不得停歇過久，使泥漿鉆渣沉淀增多，造成清孔工作的困難甚至坍孔。本設計采用二次換漿法清孔，第一次采用鉆桿，導管安裝完畢后，再利用導管作二次清孔。將導管提高離孔底約20cm左右進行清孔，清孔時應慢慢加入清水，待出口泥漿小于1.10，黏度小于20秒后為合格。之后立即灌注水下砼。清孔時孔內(nèi)水位要高出地下水位或河流水位至少1.5～2.0米。若清孔后4小時以內(nèi)仍不能開始灌注砼，或灌注砼前測得的沉渣厚度已超過規(guī)范允許值，則要再次清孔。
(7)鋼筋籠的制作和吊裝
清孔完畢，經(jīng)監(jiān)理工程師批準，即吊裝鋼筋籠。吊裝前對鋼筋籠的分節(jié)長度、直徑、主筋和箍筋的型號、根數(shù)、位置，以及焊接、綁扎等情況全面檢查。節(jié)間采用單面焊接連接。為保證焊接時的搭接長度和質(zhì)量，在加工鋼筋籠時，對鋼筋籠節(jié)間搭接的鋼筋長度作調(diào)整，確保搭接長度不小于10倍的鋼筋直徑，相鄰焊接接頭錯開至少50cm 。鉆孔樁聲測管在吊放鋼筋籠的同時進行安裝，分二節(jié)制作，下端用封頭封死，不得漏水，接頭絲扣連接，生膠帶止水，按設計位置用鐵絲綁扎固定在鋼筋籠上。鋼筋籠吊裝完成后，最上一節(jié)口上要焊上吊筋，用以調(diào)節(jié)鋼筋籠的上下位置。將吊筋固定在鉆機架或特設固定架上，防止砼灌注時，鋼筋籠浮起或下沉。
(8)澆注水下砼
在下鋼筋籠之后，盡快安裝灌砼導管。導管直徑不小于25cm。導管安裝前，檢算其配節(jié)長度及漏斗容量。導管內(nèi)壁光滑，無粘附物，接管前用水沖洗其內(nèi)壁。導管下口離孔底25～40cm。粗骨料宜選用卵石，若采用碎石應通過試驗適當增加含砂率，砼的坍落度應控制在18～21cm。灌注水下砼首盤采用壓球法，在導管內(nèi)先放置一隔水球，用鐵板封口，開灌時打開鐵板封口即可，隔水球回收再次利用。在保證最小埋深前提下，導管口應盡快離開樁尖，可在上部第一節(jié)導管頂部外壁上加焊2～3道間距為20～30cm固定箍圈來實現(xiàn)，水下砼的灌注必須連續(xù)進行，中途不得中斷。在計算了已灌砼量及量測了孔中砼面深度后，才可緩緩平穩(wěn)提升，并隨時晃動。在在整個灌注時間內(nèi)，導管埋入砼深度不應小于2m且不大于6m，且導管中不進水或冒氣泡。一般情況下整個灌注時間控制在2～3小時內(nèi)。灌注砼時溢出的泥漿應及時進行處理，以防止污染或堵塞河道和交通。樁身砼要按規(guī)范和設計要求進行超灌，確保截除樁頭后樁身砼質(zhì)量。
(9)截樁頭
樁砼灌完24小時后，在不影響其他樁施工的情況下，開挖并截除樁頭。此時截除樁頭應留15～20cm，在樁頭砼達到設計強度時再次截除，以保證樁頭段砼質(zhì)量符合規(guī)范。
(10)鉆孔樁質(zhì)量檢驗
對于監(jiān)理工程師指定試驗的樁，鑿除樁頂砼后養(yǎng)護，按規(guī)范和設計及監(jiān)理工程師的指示，對樁進行檢測。
(11)鉆孔灌注樁在施工的全過程，嚴格按規(guī)范、驗標以及監(jiān)理工程師的要求，認真作好施工記錄，填寫各種記錄表格
3 基樁檢測
隨著灌注樁樁徑和樁長的不斷增大及承載力的日益提高，基樁檢測時越來越多地采用動測法。對于樁長大于40m的簡支梁墩臺樁基、所有連續(xù)梁墩臺樁基均預埋超聲波檢測管，采用聲波法檢測；其余樁基全部采用低應變法檢測。當對動測法檢測數(shù)據(jù)有懷疑或爭議時，可采用鉆芯法進行檢測。樁身完整性類別根據(jù)不同的檢測方法可劃分為4類?？傮w來說，Ⅰ類、Ⅱ類樁為合格樁；III類樁需由建設方與設計方等單位研究以確定修補方案或繼續(xù)使用；Ⅳ類樁為不合格樁。
4 結語
巖溶地貌鉆孔樁施工不但要細致全面的地質(zhì)勘察，而且還要有針對性的施工方案和成熟的事故處理機制。總之，鉆孔樁施工作為一種成熟的施工工藝，在巖溶地質(zhì)條件下同樣具有很強的適應性。施工中應對措施得當，將使樁身獲得較高的質(zhì)量。
參考文獻
[1]中鐵三局集團有限公司.客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南[M].北京：中國鐵道出版社，2008
