淺談水下鉆孔灌注樁施工應注意的事項
2009-04-16 00:00
[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)場水文地質情況，判斷橋梁基礎的施工方法，水下鉆孔灌注樁基礎是橋梁基礎施工的一種方法，水下鉆孔灌注樁基礎施工是橋梁施工的關鍵，其主要施工工藝流程為：場地平整－測量放線－護筒埋設－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：
?。ㄒ唬└鶕?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。
?。ǘ┯^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)的設置問題
水下鉆孔灌注樁主筋設計的保護層不小于5cm，并要求在鋼筋籠上設置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊或在鉆孔中設置導向鋼管或導向鋼筋。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置2道或3道。但在現(xiàn)在的設計中，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（與孔壁的接觸面）。
四、測定沉渣時間的確定
在《公路橋涵施工技術規(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《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ202-83）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虛土厚度，并將設計要求的沉渣厚度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
?。ㄒ唬┕嘧稘沧⒒炷劣袃煞N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，很難保證質量，若提升導管過快，還可能造成斷樁。
?。ǘ┎捎脤Ч軡沧⒖煞譃榈臀粷沧⒑透呶粷沧煞N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，在加上導管內混凝土和導管外泥漿密度差的壓力，迫使混凝土在導管內迅速下落到孔底，并從導管外上浮，將導管下端一部分埋入混凝土內。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=（p+γnhw）/γc式中h1儲料斗至預計灌注混凝土樁頂?shù)幕炷撩妫òA加高度）所加高度（m）；hw預計灌注樁樁頂?shù)幕炷撩嬷量變人坏母叨龋╩）；γn孔內泥漿水的重力密度（KN/m3）；γc孔內泥漿水的重力密度（KN/m3）；p超壓力（kPa），與導管作業(yè)半徑有關：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，在導管內形成氣塞。因此可將導管緩緩上提，促使上部混凝土在管內移動，將氣塞排出。
參考文獻：
[1]《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ202－83）.
[2]《公路橋涵施工技術規(guī)范》，（JTJ041－2000）.
[3]《公路工程質量檢驗評定標準》（JTJ F80／1－2004）. 原作者： 步建安
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[關鍵詞]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)場水文地質情況，判斷橋梁基礎的施工方法，水下鉆孔灌注樁基礎是橋梁基礎施工的一種方法，水下鉆孔灌注樁基礎施工是橋梁施工的關鍵，其主要施工工藝流程為：場地平整－測量放線－護筒埋設－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：
?。ㄒ唬└鶕?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。
?。ǘ┯^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)的設置問題
水下鉆孔灌注樁主筋設計的保護層不小于5cm，并要求在鋼筋籠上設置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊或在鉆孔中設置導向鋼管或導向鋼筋。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置2道或3道。但在現(xiàn)在的設計中，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（與孔壁的接觸面）。
四、測定沉渣時間的確定
在《公路橋涵施工技術規(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《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ202-83）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虛土厚度，并將設計要求的沉渣厚度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
?。ㄒ唬┕嘧稘沧⒒炷劣袃煞N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，很難保證質量，若提升導管過快，還可能造成斷樁。
?。ǘ┎捎脤Ч軡沧⒖煞譃榈臀粷沧⒑透呶粷沧煞N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，在加上導管內混凝土和導管外泥漿密度差的壓力，迫使混凝土在導管內迅速下落到孔底，并從導管外上浮，將導管下端一部分埋入混凝土內。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=（p+γnhw）/γc式中h1儲料斗至預計灌注混凝土樁頂?shù)幕炷撩妫òA加高度）所加高度（m）；hw預計灌注樁樁頂?shù)幕炷撩嬷量變人坏母叨龋╩）；γn孔內泥漿水的重力密度（KN/m3）；γc孔內泥漿水的重力密度（KN/m3）；p超壓力（kPa），與導管作業(yè)半徑有關：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，在導管內形成氣塞。因此可將導管緩緩上提，促使上部混凝土在管內移動，將氣塞排出。
參考文獻：
[1]《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ202－83）.
[2]《公路橋涵施工技術規(guī)范》，（JTJ041－2000）.
[3]《公路工程質量檢驗評定標準》（JTJ F80／1－2004）.
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉載請注明出處）
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