談路橋橋梁樁基施工
2015-05-21
1、工程概況
以某工程大橋為例：橋位處地勢平坦開闊，橋梁大部分位于水田上。橋區(qū)場地地層單一，下伏粉砂質(zhì)泥巖，無不利巖體結(jié)構(gòu)面；本橋受路線高程及被交道路凈空控制設(shè)計，最大橋高13m左右，結(jié)合橋高和平面地形，設(shè)計采用7×25 m簡支璨方案。全橋共設(shè)2聯(lián)，在兩岸臺口及4號墩頂處設(shè)置伸縮縫，下部結(jié)構(gòu)采用半幅雙柱式橋墩、樁基礎(chǔ)；后退岸橋臺為柱式臺、樁基礎(chǔ)；前進(jìn)岸為肋板臺、樁基礎(chǔ)。全橋樁基礎(chǔ)按嵌巖樁設(shè)計，施工根據(jù)開挖后的實際地質(zhì)情況酌情調(diào)整樁長。地下水豐富，施工工藝采用水下混凝土施工。水下混凝土樁基施工：采用鉆孔機(jī)械，或人工開挖，將地基土鉆挖成設(shè)計的孔徑和深度的孔徑后，將預(yù)制制成一定形狀的鋼筋放入孔內(nèi)，安裝就位，然后向孔內(nèi)灌注流動混凝土，待混凝土硬化后而形成樁基。
2．準(zhǔn)備工作
2．1鉆孔樁
2．1．1場地準(zhǔn)備
施工場地或工作平臺的高度應(yīng)高出施工期可能出現(xiàn)的高水位0．5―1．0 m。施工場地先進(jìn)行平整，清除雜物，理順排、供水渠道，場地為旱地時，換除軟土，夯實。力保鉆機(jī)就位在堅實的地基上，清除機(jī)座可能產(chǎn)生的不均勻沉陷。場地為陡坡時，可用枕木垛或木架搭設(shè)堅固穩(wěn)定的工作平臺。場地為淺水時，且流速不大，可采取截流或改河方案，改水中鉆孔為旱地鉆孔方案。場地為深水或淤泥層較厚時，可搭設(shè)工作平臺，工作平臺必須要有足夠的剛度，保持穩(wěn)定，并考慮洪水季節(jié)能使鉆機(jī)順利進(jìn)入和撤出場地。
2．1．2埋設(shè)護(hù)筒
護(hù)筒有固定樁位，引導(dǎo)鉆頭方向，隔離地面水免其流入井孔，保護(hù)孔口不坍塌，并保證孔內(nèi)水位(泥漿)高出地下水位或施工水位一定高度，形成靜水壓力，進(jìn)而保護(hù)孔壁免于坍塌等作用。護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大20一30 cm。護(hù)筒根據(jù)實地進(jìn)行安設(shè)，在旱地或淺水處，對于粘質(zhì)土埋人深度不小于l。1．5 m．對于砂類土，應(yīng)將護(hù)筒周圍O．5～l m范圍內(nèi)挖除，重新夯實，填粘質(zhì)土至護(hù)筒底0．5 m以下。在冰雪地中，應(yīng)埋入凍土0．5 m以下。河床為軟土、淤泥、砂類土?xí)r，護(hù)筒底埋置深度，要能防止孔內(nèi)產(chǎn)生涌砂現(xiàn)象，導(dǎo)致護(hù)筒內(nèi)靜水壓力降低，進(jìn)而使護(hù)筒傾斜。護(hù)筒平面位置的偏差一般不得大于5 cm，護(hù)筒傾斜度的偏差不大于l％，要及時進(jìn)行檢測，超出規(guī)定，及時糾偏。
2．1．3制備泥漿
在鉆孔中，由于泥漿相對密度大于水的相對密度，故護(hù)筒內(nèi)同樣高的水頭，泥漿的靜水壓力比水大。由于靜水壓力的作用，泥漿在井孔壁形成一層泥皮，阻隔孔外滲流，保護(hù)孔壁免于坍塌。泥漿還起浮懸鉆渣的作用，使鉆孔正常進(jìn)行。不同的鉆進(jìn)方法，泥漿起的作用也不一樣，對泥漿性能的要求也不同。在制備泥漿過程中，要注意泥漿的性能；同時也要重視粘土的選擇，粘土以水化快、造漿能力強(qiáng)、粘度大的膨潤土或接近地表經(jīng)過凍融的粘土為好，但應(yīng)盡量就地取材。制漿前，應(yīng)先把粘土塊盡量打碎，使在攪拌中易于成漿，縮短攪拌時間，提高泥漿質(zhì)量。
2．1．4安設(shè)鉆架
鉆架是鉆孔的工作架。鉆架應(yīng)能承受鉆具和其它輔助設(shè)備的重量，同時要穩(wěn)定性好，具有一定的剛度，在鉆進(jìn)中或其它操作時，不產(chǎn)生移動和搖晃。除有些配有專用鉆架的機(jī)具外，其它都需配置鉆架。鉆架應(yīng)對準(zhǔn)樁孔中心。
2．2挖孔樁
平整場地，清除坡面危石浮土，坡面有裂縫或坍塌跡象者應(yīng)加設(shè)必要的保護(hù)，鏟除松軟的土層并夯實。砌筑孔口圍護(hù)，高出地在25―30cm?？卓谒闹芡谂潘疁?，做好排水系統(tǒng)；及時排除地表水。安裝出碴提升設(shè)備，布置好出渣道，合理堆放材料和機(jī)具，使其不增加孔壁壓力，不影響施工。
2．3配備人力及供應(yīng)材料
在同時進(jìn)行幾個項目和施工時，要注意它們之間的密切配合．避免相互干擾和沖突，并盡可能地作到均衡使用機(jī)具和勞動力。使用水泥、鋼材等應(yīng)有質(zhì)保書，并進(jìn)行試驗檢測，不合格的材料不得進(jìn)入施工現(xiàn)場；砂石料從指定的場地進(jìn)料，并根據(jù)檢查頻率要求進(jìn)行試驗檢測。
3、樁基支盤樁施工技術(shù)要點(diǎn)
3．1鉆孔灌注樁
(1)砂礫土層采用沖抓式錐鉆頭鉆孔。進(jìn)入巖層后換用沖擊錐鉆頭，鉆頭直徑比樁徑小2 cm，鉆孔過程中經(jīng)常隨班檢查樁徑、垂直度和泥漿比重，并做好地質(zhì)狀況記錄。嵌巖樁基礎(chǔ)須嵌入弱風(fēng)化巖層深度大于3．5 m，且樁巖層天然濕度下的飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度不小于10 MPa。孔樁檢查及偏差要求：平面位置+50 mm；傾斜率小于或等于l％；深度：超深不小于5 cm。
(2)在鉆孔時，要及時將孔內(nèi)殘碴排出，以免孔內(nèi)殘碴太多，擾動孔壁，造成坍孔、擴(kuò)孔、卡鉆和掉鉆，甚至埋鉆現(xiàn)象。同時，沖擊成孔過程中遇到斜孔、彎孔、梅花孔、坍孔，護(hù)筒周圍冒漿情況時，應(yīng)停止施工，采取措施糾正后再施工。必須及時將清出的鉆碴運(yùn)出現(xiàn)場，防止污染施工現(xiàn)場及周圍環(huán)境。
(3)鉆孔異常處理：鉆孔中發(fā)生坍孔后，先查明位置，進(jìn)行原因分析，提出處理方案。坍孔不嚴(yán)重者，可加大泥漿比重接著鉆進(jìn)，嚴(yán)重者可回填重鉆。彎孔不嚴(yán)重時，可重新調(diào)整鉆機(jī)或卡桿，接著鉆進(jìn)。發(fā)生嚴(yán)重彎孔、梅花孔、探頭石時，應(yīng)回填修孔，必須反復(fù)幾次修孔，沖擊法修孔，先回填硬質(zhì)帶角棱的石塊，并多填0．5 m高度。出現(xiàn)縮孔時，可提高孔內(nèi)泥漿標(biāo)高或加大泥漿比重采用上下反復(fù)掃孔的方法，恢復(fù)孔徑。發(fā)生卡鉆時。不宜強(qiáng)提，先查明原因和鉆頭位置，采取晃動大繩或鉆頭以及其他措施，使鉆頭松動后再提起。發(fā)生掉鉆時，先及時摸清情況，查明原因，采取措施，盡快處理。如鉆頭被卡住，首先清除泥砂，再進(jìn)行打撈。
3.2支盤
擠擴(kuò)支盤樁承載力60％以上是由它的支盤提供的，成盤的好壞直接影響樁的質(zhì)量，所以擠擴(kuò)成盤是擠擴(kuò)支盤樁的關(guān)鍵?，F(xiàn)場監(jiān)測成盤表1土層物理力學(xué)指標(biāo)與擠擴(kuò)首壓參考質(zhì)量，并根據(jù)實際情況調(diào)整盤位，加盤或加支來保證擠擴(kuò)支盤樁的承載力。在實際施工中總結(jié)了一套行之有效的監(jiān)測成盤質(zhì)量的方法。
(1)支盤成型機(jī)擠擴(kuò)之后將在土體中形成盤腔，如果事實如此，將使孔內(nèi)水泥漿面下降，理論上講泥漿下降的高度乘以鉆孔的截面面積所得體積等于盤腔的體積。因此，通過測得每次擠擴(kuò)后泥漿面下降的高度就可以檢驗盤腔的成型效果。考慮到在擠擴(kuò)過程中要形成一部分沉渣以及擠擴(kuò)后土體要有一部分回彈。因此，測得的體積會略小于理論值，要求I>50％。
(2)支盤成型機(jī)的擠擴(kuò)過程實際上就是弓壓臂擠壓其周圍的土體從而形成孔腔的過程，在這一過程中，土體和弓壓臂之間存在著作用力與反作用力的關(guān)系，因此遇到擠擴(kuò)承載力高的土體時需要較大的推動力，通過設(shè)備表現(xiàn)出來就是擠擴(kuò)首壓值高，這樣，在支盤樁受力時盤所可以承受的端阻力就大，支盤樁的承載能力就高。因此，觀察設(shè)備首次擠壓值就可以判定盤體所在土層情況，從而判定支盤樁的承載力情況。施工中擠擴(kuò)首壓參考值如表1所示。
(3)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和力學(xué)特征也決定成盤質(zhì)量。支盤成型機(jī)在施工過程中會發(fā)生設(shè)備向上或向下移動的現(xiàn)象，施工中統(tǒng)稱為“上浮”或“下竄”，設(shè)備的移動與支盤所在的土層性狀有關(guān)，承壓支盤樁施工往往出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，抗拔支盤樁則有可能出現(xiàn)下竄現(xiàn)象。通常在較軟土層中擠擴(kuò)，其上浮或下竄量偏小甚至根本不出現(xiàn)上浮、下竄；在較硬土層中擠擴(kuò)，其上浮或下竄量偏大。例如：如果在砂卵石層進(jìn)行擠擴(kuò)，YZJ．800A設(shè)備上升高度>400mm；在粉土層進(jìn)行擠擴(kuò)，上升高度大約在250～350mm。因此只要測得支盤成型機(jī)的上升高度即可知成盤所在土層情況和成盤情況。
(4)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確保支盤樁質(zhì)量，擠擴(kuò)成盤的質(zhì)量是支盤樁質(zhì)量的關(guān)鍵，而擠擴(kuò)成盤的質(zhì)量可以在施工過程中，通過泥漿面下降、擠擴(kuò)首壓值以及設(shè)備上浮反映出來，并可以通過井徑儀或聲波孔壁測定儀確定盤徑。綜合分析這些數(shù)據(jù)就可判斷支盤樁的質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)支盤樁承載力不能滿足要求，即可通過支盤樁特有的調(diào)控承載力的方法――加支或加盤，在施工過程中確保承載力。利用施工現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)條件或筆記本的無線上網(wǎng)技術(shù)，將這些現(xiàn)場的施工數(shù)據(jù)通過Intemet網(wǎng)絡(luò)實時地傳送給設(shè)計單位、監(jiān)理、甲方等相關(guān)單位，并可建立安全穩(wěn)定的交流平臺。施工各方將可實時地掌握施工現(xiàn)場的情況，將支盤樁的質(zhì)量控制完全透明化。通過以上手段就能在施工過程中監(jiān)測施工質(zhì)量，做到隨時施工、隨時調(diào)整，從而確保支盤樁達(dá)到設(shè)計承載力。
結(jié)束語
由于擠擴(kuò)支盤灌注樁比普通鉆孔樁多一道擠擴(kuò)盤工序，不僅增加了一道擠擴(kuò)工序，還增加了施工人員、機(jī)械和工序作業(yè)的復(fù)雜性。所以，對工藝流程各環(huán)節(jié)(鉆孔、清孔、擠擴(kuò)支盤、沉放鋼筋籠、吊放導(dǎo)管、澆筑混凝土、凝固后成樁)必須嚴(yán)格控制，才能保證樁的質(zhì)量。
