橋梁施工中樁基嵌巖樁技術(shù)淺議

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摘要：為解決橋梁工程施工中的嵌巖樁施工問題，結(jié)合某采用嵌巖樁基礎(chǔ)的橋梁工程實際情況，對其嵌巖樁施工技術(shù)進(jìn)行分析，提出施工中需要注意的要點及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量保證措施，以期為相關(guān)人員提供參考，保證橋梁嵌巖樁施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：嵌巖樁；樁位測量；護筒埋設(shè)

0引言

橋梁工程建設(shè)廣泛采用樁基礎(chǔ)形式，在巖層發(fā)育地區(qū)或樁長較大時會使用嵌巖樁。因此，對成孔施工提出了很高的要求，必須根據(jù)工程實際情況，并結(jié)合現(xiàn)場施工條件，采用適宜的施工技術(shù)，在施工中進(jìn)行嚴(yán)格執(zhí)行和控制，以保證最終的成孔質(zhì)量，為橋梁下部結(jié)構(gòu)施工奠定良好基礎(chǔ)。

1工程概況

某橋梁工程基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，共42根，樁徑分為兩種，分別為2000mm和2500mm，均按嵌巖樁設(shè)計。設(shè)計采用旋挖入巖方式成樁，嵌巖深度最大可以達(dá)到6.3m。施工時，通過多次測定嚴(yán)格控制成孔垂直度，使樁位偏差與樁身垂直度實際偏差均能滿足設(shè)計與相關(guān)規(guī)范提出的要求。施工使用旋挖機，在巖層成孔過程中主要采用先碎后磨措施，即先利用牙輪筒鉆按照梅花形進(jìn)行打孔，使基巖碎裂，然后利用直徑與樁徑一致的撈砂鉆取出已經(jīng)被磨碎的花崗巖，進(jìn)尺周期確定為1m。以下結(jié)合該工程實際情況，對其嵌巖樁施工技術(shù)進(jìn)行分析介紹。

2施工工藝流程

施工需嚴(yán)格按照以下工藝流程進(jìn)行：控制點測放→場地平整→樁位測放→護筒埋設(shè)→開鉆前準(zhǔn)備，如供、排漿系統(tǒng)與電纜和水管等的現(xiàn)場鋪設(shè)→鉆頭和鉆桿對點→土層鉆進(jìn)，泥漿循環(huán)系統(tǒng)介入→中風(fēng)化與微風(fēng)化層鉆進(jìn)，其間做好孔深、孔位及孔斜的測量→清孔，并確定孔底沉渣厚度→鋼筋進(jìn)場并制作鋼筋籠，然后將鋼筋籠吊放到樁孔內(nèi)，最后在孔口處焊接吊筋→再次檢查孔底沉渣厚度，若有必要需進(jìn)行二次清孔→導(dǎo)管與貯料斗安裝→混凝土進(jìn)場并檢測，經(jīng)檢測確認(rèn)合格后，方可開始灌注→護筒拔出→空樁段回填[1]。

3施工操作要點

3.1施工準(zhǔn)備

施工開始前，應(yīng)做好以下各項準(zhǔn)備工作：（1）現(xiàn)場組裝旋挖機械，依據(jù)場地的地質(zhì)條件配置鉆頭類型，并確定適宜的鉆頭數(shù)量。（2）為使樁孔保持垂直，對樁位以外的施工長度均采用強度等級為C30的混凝土進(jìn)行硬化處理，層厚按照30cm控制。（3）泥漿配制完成后，其各項性能指標(biāo)都能滿足相關(guān)規(guī)范提出的要求。（4）為確保施工順利完成，需做好以下設(shè)備配置工作：準(zhǔn)備兩臺SR360大型旋挖機用于鉆孔施工；準(zhǔn)備牙輪筒鉆、螺旋鉆及嵌巖撈砂鉆各2個，用于土層和巖層的鉆進(jìn)施工；準(zhǔn)備25t與50t汽車式起重機各1臺，用于鋼筋籠吊裝施工；準(zhǔn)備1臺Sokkiaset4110R型全站儀，用于樁位的現(xiàn)場測量和放樣；準(zhǔn)備1臺10m3空氣壓縮機，用于二次清孔；準(zhǔn)備1套300mm導(dǎo)管，用于混凝土灌注施工；準(zhǔn)備1套DN20鍍鋅管，用于二次清孔；準(zhǔn)備1臺測斜儀，用于樁孔垂直度實時檢測[2]。

3.2樁位測量

由測量專業(yè)的人員借助全站儀將樁位準(zhǔn)確放出，同時按照十字拴樁法進(jìn)行必要的標(biāo)記，并對放出的樁位予以有效保護。樁位測量是否準(zhǔn)確直接決定后續(xù)施工質(zhì)量，因此，必須引起相關(guān)人員的高度重視，保證樁位測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.3護筒埋設(shè)

在埋設(shè)護筒的過程中先根據(jù)護筒大小挖坑，然后將坑的底部填平，經(jīng)檢查合格后開始下放護筒，護筒應(yīng)保持垂直和周正。在護筒周圍使用黏土進(jìn)行填筑，并將其分層夯實。護筒高度按6.0m嚴(yán)格控制，護筒的內(nèi)徑需要比鉆頭直徑大100mm，并需要在上部設(shè)置溢漿口，應(yīng)比地面高0.3～0.6m[3]。

3.4鉆機就位

在鉆機對準(zhǔn)孔位的過程中，借助十字交叉法使鉆機與孔位完全對中。將鉆機與孔位完全對準(zhǔn)后，由現(xiàn)場操作人員開啟定位系統(tǒng)進(jìn)行定位記錄，并對鉆機進(jìn)行必要的重新校正，完成校正的樁位不能發(fā)生移位。

3.5旋挖鉆進(jìn)

因工程所用樁基的樁徑相對較大，且微風(fēng)化花崗巖層的強度也很大，原地面和巖層之間的距離可以達(dá)到50m，所以必須選擇適宜的鉆頭與鉆進(jìn)方式。在黏土層、粗砂層與全風(fēng)化花崗巖層中，均使用單層底板土層鉆頭或螺旋鉆頭進(jìn)行施工；在進(jìn)入中風(fēng)化與微風(fēng)化花崗巖層內(nèi)后，先利用牙輪筒鉆以梅花形對基巖進(jìn)行破碎，然后再借助嵌巖撈砂鉆取出碎裂的花崗巖[4]。

3.6垂直度檢測

采用以下兩種方法對成孔垂直度進(jìn)行檢測：在孔深達(dá)到設(shè)計要求后，于孔口處對樁位進(jìn)行重新測量和放樣，對準(zhǔn)鉆頭后，使鉆桿沿已經(jīng)形成的樁孔逐漸下放到樁孔的底部。其間觀察控制室中各類儀表盤的實際讀數(shù)，以此確定鉆桿垂直度發(fā)生的變化，如果垂直度的變化超出允許范圍，則要及時進(jìn)行修孔；按照適當(dāng)?shù)谋壤S機抽取樁位，在成孔之后借助測斜儀測定樁孔的實際垂直度[5]。3.7鋼筋籠吊裝因鋼筋籠的直徑與自重都很大，所以吊裝時應(yīng)避免其發(fā)生彎曲與變形。本次分別借助兩臺汽車式起重機采用三點起吊的方式起吊。在鋼筋籠吊放時，需要完全對準(zhǔn)孔位，防止與孔壁之間發(fā)生碰撞，實現(xiàn)自由落下，待鋼筋籠就位并檢查確認(rèn)無誤后將其固定。

3.8清孔

孔底沉渣主要通過二次清孔來控制。其中，第一次清孔需在將鋼筋籠下放到指定位置后借助撈砂鉆實施撈渣；第二次清孔是指在將導(dǎo)管安裝完成后通過氣舉反循環(huán)實施清孔，確保孔底沉渣厚度達(dá)到要求，以免由于孔底沉渣厚度過大導(dǎo)致斷樁。其中，氣舉反循環(huán)清孔需按照以下流程進(jìn)行施工：清孔前做好各項準(zhǔn)備工作→在樁孔內(nèi)下入鋼筋籠和導(dǎo)管→插入風(fēng)壓管并與空壓機相連→下放渣籃→開啟空壓機開始清孔→經(jīng)檢查確認(rèn)清孔達(dá)到要求后，停止清孔，準(zhǔn)備進(jìn)行混凝土灌注。

3.9混凝土灌注

（1）灌注時使用的混凝土要有適當(dāng)?shù)暮鸵仔裕姨涠葢?yīng)保持在180～220mm范圍內(nèi)。（2）混凝土灌注開始后務(wù)必嚴(yán)格控制首次灌注量，確保導(dǎo)管底部進(jìn)入混凝土液面以下至少0.8m；在連續(xù)灌注時，導(dǎo)管下端應(yīng)始終處在混凝土液面以下2～6m范圍內(nèi)，整個過程均不允許導(dǎo)管從混凝土液面中離開。（3）對最后一次混凝土的實際灌注量也要進(jìn)行嚴(yán)格控制。如果樁體上部存在空樁段，則需要按照1.0～1.2m的高度進(jìn)行超灌，以此保證實樁的長度與樁頭強度。3.10質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)樁徑在1000mm以內(nèi)的樁徑偏差不能超過-50mm，邊樁樁位偏差不能超過樁徑的1/6，且不能超過100mm，中間樁的樁位偏差不能超過樁徑的1/4，且不能超過150mm；樁徑超過1000mm的樁徑偏差不能超過-50mm，邊樁的樁位偏差不能超過100mm+施工現(xiàn)場地面實際標(biāo)高和樁頂設(shè)計標(biāo)高之間距離的1%，中間樁的樁位偏差不能超過150mm+施工現(xiàn)場地面實際標(biāo)高和樁頂設(shè)計標(biāo)高之間距離的1%。

4質(zhì)量保障措施

（1）鋼護筒中的泥漿液面要比地下水位略高1.0～1.5m；在混凝土灌注前，應(yīng)先在孔底澆筑相對密度不超過1.25、含砂率不超過8%且黏度不超過28s的泥漿，厚度按500mm控制。（2）為使成孔的垂直度達(dá)到要求，可采用下列幾項措施：一是采用旋挖機進(jìn)行成孔時，通過對儀表盤實際讀數(shù)的觀測確定鉆桿實際垂直度，若超出允許偏差，則應(yīng)對鉆桿予以校正；二是在樁孔的深度達(dá)到設(shè)計要求后，于孔口處對樁位點進(jìn)行重新測量和放樣，將旋挖機的鉆頭與樁位完全對準(zhǔn)后，開始按照從上到下的順序下放鉆桿，其間根據(jù)儀表盤讀數(shù)控制垂直度，若垂直度超差，應(yīng)立即用鉆頭實施修孔；三是對成型的樁孔進(jìn)行抽檢，借助測斜儀對樁孔的實際垂直度進(jìn)行測量。（3）因本次在原地面實施成樁施工，所以需要通過嚴(yán)格控制吊筋實際長度起到對鋼筋籠實際標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制的作用，確保實樁所在位置準(zhǔn)確無誤。對吊筋的長度進(jìn)行計算時，應(yīng)充分考慮護筒頂部實際標(biāo)高與吊筋焊接或搭接的長度及高度等有關(guān)因素，保證吊筋長度合理，使鋼筋籠的固定達(dá)到牢靠，防止在混凝土灌注過程中發(fā)生上浮等現(xiàn)象。（4）為進(jìn)一步防止混凝土灌注時鋼筋籠產(chǎn)生上浮，對鋼筋籠底部0.5～1.0m之內(nèi)的主筋彎折15°，形成錐形，以此增強底端和混凝土之間的握裹力。

5結(jié)語

綜上所述，采用以上技術(shù)方法實施嵌巖樁施工，與傳統(tǒng)沖孔方式相比，縮短了近60d的工期，對減少項目管理方面的成本與加快整個基礎(chǔ)施工進(jìn)度都有重要作用，可以為建設(shè)方創(chuàng)造可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。此外，由于采用小鉆對基巖進(jìn)行打孔碎裂，然后利用大鉆進(jìn)行磨碎出渣，以此減少對鉆頭造成的磨損，延長鉆頭使用壽命。目前，該橋梁樁基施工已經(jīng)完成，在整個施工過程中均沒有發(fā)生安全事故，使施工進(jìn)度得到保障，且質(zhì)量優(yōu)良，得到建設(shè)方及監(jiān)理方的一致認(rèn)可，可為同類橋梁工程提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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[4]張維建.以位移控制橋梁嵌巖樁嵌巖深度的計算模型的淺析[J].林業(yè)建設(shè)，2017（4）：61-64.

[5]李幽錚，孔祥興.探地雷達(dá)在橋梁嵌巖樁樁底溶洞探測中的應(yīng)用研究[J].中外公路，2015（4）：199-202.

作者:張明揚 單位:石家莊市公路橋梁建設(shè)集團有限公司