淺談水下鉆孔灌注樁施工應注意的事項

[摘要]通對過水下鉆孔灌注樁工藝流程的介紹，著重敘述水下鉆孔灌注嵌巖樁施工中應注意的事項。

[關(guān)鍵詞]水下鉆孔灌注樁施工事項

一、引言

在施工過程中根據(jù)現(xiàn)場水文地質(zhì)情況，判斷橋梁基礎(chǔ)的施工方法，水下鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是橋梁基礎(chǔ)施工的一種方法，水下鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工是橋梁施工的關(guān)鍵，其主要施工工藝流程為：場地平整－測量放線－護筒埋設(shè)－鉆機就位－制漿沖孔－掏渣清孔－成孔檢測－下鋼筋籠－下導管－灌注混凝土－拆除護筒－驗樁，各個環(huán)節(jié)都很重要，稍有不慎就會導致混凝土離析、縮頸，甚至斷樁等質(zhì)量事故，不但經(jīng)濟上要蒙受損失，聲譽也會受到影響，所以施工過程技術(shù)人員要全方位全過程現(xiàn)場監(jiān)督指導。本文著重敘述水下鉆孔灌注嵌巖樁施工中應注意的事項。

二、如何判定樁基鉆到基巖

在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中沒有明確嵌巖樁樁底標高要落進微風化多少，一般設(shè)計圖規(guī)定嵌巖樁樁底標高要落進微風化巖4－6m，由于找不到客觀的標準，且沒有一套科學的鑒定方法，很難統(tǒng)一觀點，這給施工部門和監(jiān)理單位出了一道難題。根據(jù)施工經(jīng)驗一般用以下兩種方法判斷巖石的風化程度：

根據(jù)鉆機的進尺速度和鉆機工作狀態(tài)判定鉆機鉆頭所在部位的巖石風化程度，首先看鉆機鉆進速度，鉆機8h總進尺為30－50cm，即認為鉆頭達到了微風化巖石頂部。

觀察鉆機在運行中的受力狀態(tài)，當鉆機在給進時，在地面能夠聽到鉆頭切削巖石的聲音，鉆機機體呈顫抖狀態(tài)，此時就判定鉆機基本已經(jīng)鉆入微風化巖石了。但單憑此點還不能最終判定，還要對孔底的巖樣進行感觀鑒定。在檢查進尺速度的同時，將鉆孔中返出的泥漿在溝道中沉淀的巖樣撈出，沖洗干凈，放在手中觀察巖樣邊角，若邊角尖銳，表明可能進入微風化巖石了，然后將巖樣放在兩手掌中搓動，若感覺巖樣輕微刺手，則認為已經(jīng)進入微風化巖石了；若不刺手，則表明還沒進入微風化巖石，應繼續(xù)鉆進，用上述同樣方法確定進入微風化巖石后，按圖紙要求鉆入微風化巖石4-6m。

三、鋼筋籠上定位環(huán)的設(shè)置問題

水下鉆孔灌注樁主筋設(shè)計的保護層不小于5cm，并要求在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊或在鉆孔中設(shè)置導向鋼管或?qū)蜾摻?。定位鋼筋環(huán)可理解為用鋼筋制作成鋼筋圓環(huán)，使其外徑比鋼筋籠外徑大l0cm，沿鋼筋長度方向至少設(shè)置2道或3道。但在現(xiàn)在的設(shè)計中，考慮圓環(huán)易與孔壁相撞導致孔壁上的泥土下落而增厚孔底的沉渣，影響樁的承載力，故改圓環(huán)為耳環(huán)，即在主筋上焊一個直徑16cm的耳狀突起鋼筋。但樁頭開挖后，發(fā)現(xiàn)有些鋼筋籠不居中，少數(shù)樁的主筋嵌入孔壁中，造成露筋。耳環(huán)與孔壁接觸面很小，鋼筋易嵌入孔壁泥土中，不能起保證主筋位置正確的作用。建議今后設(shè)計時，不采用圓環(huán)鋼筋耳環(huán)的方案，而是將鋼筋改成鋼板，其寬度不小于5cm，長度不小于10cm。

四、測定沉渣時間的確定

在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中沒有明確規(guī)定測定沉渣的具體時間，而只是對沉渣厚度規(guī)定了質(zhì)量要求值。在施工過程中，下鋼筋籠要移動鉆機，下完鋼筋籠后在換漿清渣，鉆機需重新對位，影響鉆機對下步施工的準備工作，故清孔和檢測沉渣應在下鋼筋籠前進行。但是，下鋼筋籠需一定的時間，因此時泥漿泵循環(huán)作用己停止，會造成泥漿沉淀，故測定沉渣應在下鋼筋籠后，并且測完應立即進行混凝土澆注，以免造成二次沉淀。后根據(jù)相應的《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范》第4.5.21條規(guī)定，澆注混凝土前，應先放置鋼筋籠并再次測量孔內(nèi)虛土厚度，并將設(shè)計要求的沉渣厚度l0cm分解為兩個檢查標準。下鋼筋籠清孔后進行第一次檢查，沉渣厚度不大于5cm即為合格，可以下鋼筋籠作業(yè)。下鋼筋籠后再檢查一次，總沉渣厚度不大于10cm即可驗收澆注混凝土。

五、水下混凝土灌注的方法

灌注樁澆注混凝土有兩種方法

一種是用混凝土泵車，將泵車導管深入孔底加壓澆注混凝土；因泵車壓力較大不會堵管，不易斷樁，混凝土密實性好，可保證水下混凝土質(zhì)量；另一種方法是用導管澆注現(xiàn)場自制的混凝土，該法有很多弊端，如混凝土下落靠自身密度與泥漿密度之差驅(qū)動混凝土由導管外四周向上浮動，浮動力小，易堵管，很難保證質(zhì)量，若提升導管過快，還可能造成斷樁。

采用導管澆注可分為低位澆注和高位澆注兩種方法

低位澆注法儲料斗高度低，混凝土下落無沖擊力，易堵管不宜采用。高位澆注法是用高支架將儲料斗抬至距地面5m以上，儲料斗裝滿混凝土后，解開吊繩使球賽脫扣，混凝土由高位沖擊下落，具有一定的沖擊位能，在加上導管內(nèi)混凝土和導管外泥漿密度差的壓力，迫使混凝土在導管內(nèi)迅速下落到孔底，并從導管外上浮，將導管下端一部分埋入混凝土內(nèi)。這種方法的優(yōu)點是混凝土下落沖擊力大，不易堵管，施工速度快，且可增加混凝土密實度，儲料斗高度h1=/γc式中h1儲料斗至預計灌注混凝土樁頂?shù)幕炷撩嫠痈叨龋籬w預計灌注樁樁頂?shù)幕炷撩嬷量變?nèi)水位的高度；γn孔內(nèi)泥漿水的重力密度；γc孔內(nèi)泥漿水的重力密度；p超壓力，與導管作業(yè)半徑有關(guān)：導管的作業(yè)半徑為4.0m、3.5m、3.0m、和小于2.5m時，最小超壓力分別為250kPa、150kPa、100kPa和75kPa。當然，要符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定：導管安置距孔底30-50cm；導管首次埋置深度不小于1.0m；在灌注中導管埋置深度控制在2.0－6.0m；儲料斗的混凝土數(shù)量應能滿足導管首飲埋置深度和填充導管底部的需要。

高位澆注法的缺點是當?shù)诙瓮读蠒r，混凝土集中下落易將導管堵死。導管空氣無法排出，在導管內(nèi)形成氣塞。因此可將導管緩緩上提，促使上部混凝土在管內(nèi)移動，將氣塞排出。

參考文獻：

[1]《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范》.

[2]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》，.

[3]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》. 　原作者：步建安