公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制
來源：來源于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布時(shí)間：2010-02-10 09:57:42
旋挖鉆機(jī)位公路橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工提供了一種新的有效方法，國內(nèi)已有的工程實(shí)踐表明，采用旋挖鉆機(jī)施工的灌注樁基礎(chǔ)具有適用范圍廣、移動(dòng)就位容易、施工質(zhì)量易于控制、施工振動(dòng)小、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。為了及時(shí)推廣、加快旋挖鉆機(jī)在公路橋梁工程中的應(yīng)用，積累施工經(jīng)驗(yàn)，本文結(jié)合連清一級(jí)公路某公路橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)采用旋挖鉆機(jī)施工的實(shí)踐，就鉆瓦鉆機(jī)法施工的施工工藝、質(zhì)量控制等問題作簡(jiǎn)要的論述。
1、工程概況
該橋梁全長(zhǎng)984.60m，跨徑組成為：（30+3×45）+（145+2×260+145），引橋?yàn)?跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，主橋?yàn)?跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋。引橋及主橋均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，施工采用旋挖鉆機(jī)成孔。
根據(jù)鉆探揭露，場(chǎng)地地層主要由第四紀(jì)堆積物和第三紀(jì)砂巖組成，樁基范圍內(nèi)所分布的地層主要為填土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、漂石和圓礫等，各土層厚度為0.3-11m不等。
地下水主要賦存于細(xì)砂、漂石、圓礫層中，屬于孔隙水，具有承壓性，主要靠側(cè)向徑流補(bǔ)給于排泄。勘察期間測(cè)得地下水埋深為0.8-3.5m不等。
2、旋挖鉆機(jī)施工工藝流程及技術(shù)要求
該公路橋梁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)工程施工采用徐工集團(tuán)公司生產(chǎn)的RD18型旋挖鉆機(jī)，該鉆機(jī)的動(dòng)力頭轉(zhuǎn)矩為180kNm，成樁直徑為1500-2000mm，鉆進(jìn)深度為60m。
根據(jù)旋挖鉆機(jī)的技術(shù)特性和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的技術(shù)要求及施工要求，旋挖鉆機(jī)施工工藝如下：
�。�1）平整場(chǎng)地，施工放樣。
鉆孔施工前應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地加以整平，然后按設(shè)計(jì)文件進(jìn)行放樣，準(zhǔn)確確定每個(gè)樁位的位置，并用木樁定位。
�。�2）旋挖鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)就位。
樁位放樣結(jié)束后，旋挖鉆機(jī)即可進(jìn)場(chǎng)，并根據(jù)施工計(jì)劃和施工順序，鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)施工樁位就位。
�。�3）鉆頭著地初鉆。
鉆機(jī)就位后即可進(jìn)行初鉆，初鉆時(shí)應(yīng)以鉆頭自重作為鉆進(jìn)壓力，以便更好地保證樁基精度。當(dāng)鉆頭內(nèi)充滿土砂料時(shí)應(yīng)將鉆頭旋回提出孔外，將鉆頭內(nèi)的土砂料倒在運(yùn)土車內(nèi)。在將鉆頭提出孔外時(shí)，要注意孔內(nèi)地下水位情況，必要時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水，以防坍塌。
（4）埋設(shè)護(hù)筒，注入泥漿。
按照施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，埋設(shè)一定長(zhǎng)度的護(hù)筒。護(hù)筒直徑一般應(yīng)比樁徑大100mm，以便鉆頭在鉆孔內(nèi)自由升降。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況，調(diào)配符合要求的泥漿，以便在鉆進(jìn)過程中及時(shí)注入泥漿護(hù)壁。如果現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)是比較好的粘性土，可以考慮不注入泥漿或補(bǔ)水，直接鉆進(jìn)。
�。�5）鉆進(jìn)成孔。
護(hù)筒埋設(shè)完成后即可開機(jī)鉆孔，鉆孔作業(yè)應(yīng)采用多班連續(xù)進(jìn)行，要注意土層變化，撈取渣樣，以便與設(shè)計(jì)的地質(zhì)剖面圖核對(duì)。根據(jù)土質(zhì)變化，應(yīng)及時(shí)對(duì)泥漿進(jìn)行試驗(yàn)，不符合要求時(shí)應(yīng)隨時(shí)調(diào)整。
（6）鉆孔完成后進(jìn)行清孔作業(yè)，并測(cè)定鉆孔深度。
當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高并經(jīng)檢查符合要求后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔作業(yè)，一般采用抽漿清孔法。經(jīng)清孔后的孔內(nèi)沉積厚度，摩擦樁不大于0.4-0.6d（d為設(shè)計(jì)樁徑），柱樁不大于設(shè)計(jì)規(guī)定。
�。�7）放入鋼筋籠。
在完成清孔作業(yè)并經(jīng)檢查符合規(guī)定后，應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確地將鋼筋骨架吊放在鉆孔內(nèi)，并牢固定位，以免在灌注混凝土過程中被混凝土頂出，或發(fā)生位移等事故。
（8）放入導(dǎo)管，灌注水下混凝土。
鋼筋籠放置符合要求后，即可進(jìn)行水下混凝土灌注作業(yè)。在鉆孔內(nèi)灌注水下混凝土，一般用不漏水的鋼質(zhì)導(dǎo)管進(jìn)行，其內(nèi)徑一般為25-35cm。在關(guān)注水下混凝土的過程中，導(dǎo)管埋在混凝土內(nèi)的深度一般不宜小于2.0m或大于6.0m。當(dāng)在全套管內(nèi)灌注混凝土?xí)r，應(yīng)逐步提升護(hù)筒，護(hù)筒內(nèi)混凝土不得過高，但不應(yīng)小于1.0m，以防護(hù)筒內(nèi)外側(cè)摩阻力超過起拔能力，造成拔不出護(hù)筒。
�。�9）清理樁頭，沉淤回填。
灌注混凝土達(dá)到樁頂時(shí)，應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5-1.0m。當(dāng)樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，對(duì)位于干處或圍堰筑島修建的樁基，即可清除樁頭混凝土，開挖基坑，立模澆注承臺(tái)或系梁；若處于水中則可用套箱圍堰，進(jìn)行承臺(tái)或系梁混凝土的澆注工作，等承臺(tái)或系梁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求并拆模后，即可回填樁周土并夯實(shí)。至此樁基施工即告完成。
3、旋挖鉆機(jī)成孔施工質(zhì)量控制點(diǎn)
灌注樁基礎(chǔ)的質(zhì)量主要取決于成孔質(zhì)量和灌注混凝土質(zhì)量，為了保證旋挖鉆機(jī)成孔質(zhì)量及灌注混凝土質(zhì)量，在樁基施工時(shí)應(yīng)注意控制以下環(huán)節(jié)。
（1）埋設(shè)護(hù)筒的質(zhì)量控制
護(hù)筒平面位置與垂直度準(zhǔn)確與否、護(hù)筒周圍和底腳是否緊密等對(duì)旋挖鉆機(jī)成孔、成樁的質(zhì)量都有重要的影響。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)應(yīng)通過定位的控制樁放樣，吧旋挖鉆機(jī)鉆孔的位置標(biāo)于坑底，再把護(hù)筒吊放進(jìn)坑內(nèi)，找出護(hù)筒的圓心位置，用十字線在護(hù)筒頂部或底部作標(biāo)識(shí)，然后移動(dòng)護(hù)筒使護(hù)筒中心與旋挖鉆機(jī)鉆孔中心位置重合。同時(shí)用水平尺或垂球檢查，保持護(hù)筒垂直。此后即可在護(hù)筒周圍對(duì)稱、均勻地分層回填黏土并分層夯實(shí)，夯填粘土?xí)r要放置護(hù)筒偏斜。
護(hù)筒底端埋設(shè)深度應(yīng)滿足以下要求：當(dāng)在旱地或淺水處，對(duì)于黏性土應(yīng)不小于1.0-1.5m；對(duì)于砂土應(yīng)將護(hù)筒周圍0.5-1.0m范圍內(nèi)挖除，夯填黏性土至護(hù)筒底0.5m以下；在冰凍地區(qū)應(yīng)埋入凍土層以下0.5m；在深水及河床軟土、淤泥層較厚處，應(yīng)盡可能深入到不透水層黏性土內(nèi)0.5-1.5m，當(dāng)無黏性土層時(shí)，則應(yīng)沉入到礫卵石層內(nèi)0.5-1.0m；若河床為軟土、淤泥時(shí)，則不得小于3.0m；有沖刷影響的河床，則應(yīng)埋入到局部沖刷線以下不少于1.0-1.5m。護(hù)筒頂端宜高出施工水位或地下水位1.5-2.0m，當(dāng)處于旱地時(shí)，還應(yīng)高出施工地面0.3m；在有潮水影響的地區(qū)，應(yīng)高出最高水位1.5-2.0m以上。同時(shí)還應(yīng)控制護(hù)筒斜度不大于1%。
�。�2）泥漿性能指標(biāo)的控制。
制備泥漿是旋挖鉆機(jī)能否成孔的關(guān)鍵，也是影響鉆孔進(jìn)度和樁基混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。泥漿過稀時(shí)不能浮渣而影響鉆進(jìn)，泥漿過稠時(shí)附在孔壁和鋼筋骨架上會(huì)影響樁基混凝土質(zhì)量。泥漿用膨潤(rùn)土（或黏土）、聚丙烯酰胺、燒堿和水等材料配制而成。根據(jù)工程實(shí)踐，配備泥漿的性能指標(biāo)可按表1控制。
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| 表1：泥漿性能指標(biāo)控制表 |
�。�3）合理控制鉆頭的升降速度。
由于地基土層常常是由不同成分、不同構(gòu)造軟硬不同的土層所組成。在鉆進(jìn)過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或鉆進(jìn)困難時(shí)，可能是遇到硬石、石塊等，這時(shí)應(yīng)立即提鉆檢查，以免樁孔傾斜、偏移，甚至使鉆桿、鉆頭損壞。鉆進(jìn)過程中應(yīng)隨時(shí)清理孔口積土，遇到孔內(nèi)滲水、塌孔、縮頸等異常情況時(shí)，也應(yīng)將鉆頭從孔內(nèi)提出，以便查明原因妥善處理。在鉆進(jìn)或穿過軟硬土層交界處時(shí)，宜緩慢進(jìn)尺，以使鉆桿保持豎直。在不同土層中進(jìn)尺時(shí)，要合理控制鉆頭的升降速度，以確保成孔質(zhì)量。在有漿鉆孔時(shí)，鉆頭的升降速度可按表2控制。
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| 表2：鉆頭升降速度 |
�。�4）鋼筋籠制作質(zhì)量的控制。
鋼筋籠加工的尺寸偏差應(yīng)符合施工技術(shù)規(guī)范的要求。主筋保護(hù)層厚度70mm，并作除銹處理。主筋搭接接頭錯(cuò)開不少于900mm，同一截面接頭數(shù)目不多于主筋根數(shù)的50%。主筋對(duì)接采用對(duì)焊或電弧搭接焊，采用電弧搭接焊時(shí)搭接長(zhǎng)度單面焊不小于10d（d為設(shè)計(jì)樁徑），雙面焊不小于5d。鋼筋籠制作完成后應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，每根樁的鋼筋籠均應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。
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| 表3：鋼筋籠質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) |
根據(jù)灌注水下混凝土施工技術(shù)要求和樁體質(zhì)量要求，拌制的水下混凝土質(zhì)量應(yīng)符合以下要求：
�、偎鄰�(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于42.5級(jí)，其初凝時(shí)間不宜早于2.5h；
�、诖旨弦藘�(yōu)先選用卵石或采用級(jí)配良好的碎石；
�、鄞旨系淖畲罅讲粦�(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6-1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不得大于40mm；
�、芗�(xì)集料宜采用級(jí)配良好的中砂；
�、莼炷恋暮奥室藶�40%-50%；
�、尢涠纫藶�180-220mm；
�、咚嘤昧坎灰诵∮�350kg/m3；
�、嗨冶纫藶�0.5-0.6.
灌注水下混凝土前應(yīng)檢查孔底泥漿沉淀厚度，如大于規(guī)定值時(shí)應(yīng)再次清孔�；炷涟韬臀镞\(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度，如不符合規(guī)范規(guī)定的要求，應(yīng)進(jìn)行第二次拌和，二次拌和仍達(dá)不到要求時(shí)，不得使用。
該公路橋梁灌注樁基工程完工后，按規(guī)定進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明全部樁體完全符合設(shè)計(jì)要求。這也表明只要采用合理的施工工藝與質(zhì)量控制措施，旋挖鉆機(jī)應(yīng)用于公路橋梁混凝土灌注樁基礎(chǔ)施工是可行的，而且效果良好。
工程實(shí)踐表明采用旋挖鉆機(jī)施工橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)具有移動(dòng)方便、定位準(zhǔn)確、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高、易于質(zhì)量控制、施工振動(dòng)小、噪聲低、進(jìn)度快、效率高、造價(jià)低、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，完全可以在公路橋梁工程中推廣使用。
