淺談水下鉆孔灌注樁施工應(yīng)注意的事項(xiàng)
......
[摘要]通對(duì)過(guò)水下鉆孔灌注樁工藝流程的介紹，著重?cái)⑹鏊裸@孔灌注嵌巖樁施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
[關(guān)鍵詞]水下鉆孔灌注樁 施工 事項(xiàng)
一、引言
在施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)地平整－測(cè)量放線－護(hù)筒埋設(shè)－鉆機(jī)就位－制漿沖孔－掏渣清孔－成孔檢測(cè)－下鋼筋籠－下導(dǎo)管－灌注混凝土－拆除護(hù)筒－驗(yàn)樁，各個(gè)環(huán)節(jié)都很重要，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致混凝土離析、縮頸，甚至斷樁等質(zhì)量事故，不但經(jīng)濟(jì)上要蒙受損失，聲譽(yù)也會(huì)受到影響，所以施工過(guò)程技術(shù)人員要全方位全過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指導(dǎo)。本文著重?cái)⑹鏊裸@孔灌注嵌巖樁施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
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(méi)有明確嵌巖樁樁底標(biāo)高要落進(jìn)微風(fēng)化多少，一般設(shè)計(jì)圖規(guī)定嵌巖樁樁底標(biāo)高要落進(jìn)微風(fēng)化巖4－6m，由于找不到客觀的標(biāo)準(zhǔn)，且沒(méi)有一套科學(xué)的鑒定方法，很難統(tǒng)一觀點(diǎn)，這給施工部門(mén)和監(jiān)理單位出了一道難題。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)一般用以下兩種方法判斷巖石的風(fēng)化程度：
（一）根據(jù)鉆機(jī)的進(jìn)尺速度和鉆機(jī)工作狀態(tài)判定鉆機(jī)鉆頭所在部位的巖石風(fēng)化程度，首先看鉆機(jī)鉆進(jìn)速度，鉆機(jī)8h總進(jìn)尺為30－50cm，即認(rèn)為鉆頭達(dá)到了微風(fēng)化巖石頂部。
?。ǘ┯^察鉆機(jī)在運(yùn)行中的受力狀態(tài)，當(dāng)鉆機(jī)在給進(jìn)時(shí)，在地面能夠聽(tīng)到鉆頭切削巖石的聲音，鉆機(jī)機(jī)體呈顫抖狀態(tài)，此時(shí)就判定鉆機(jī)基本已經(jīng)鉆入微風(fēng)化巖石了。但單憑此點(diǎn)還不能最終判定，還要對(duì)孔底的巖樣進(jìn)行感觀鑒定。在檢查進(jìn)尺速度的同時(shí)，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(jìn)入微風(fēng)化巖石了，然后將巖樣放在兩手掌中搓動(dòng)，若感覺(jué)巖樣輕微刺手，則認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入微風(fēng)化巖石了；若不刺手，則表明還沒(méi)進(jìn)入微風(fēng)化巖石，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)，用上述同樣方法確定進(jìn)入微風(fēng)化巖石后，按圖紙要求鉆入微風(fēng)化巖石4-6m。
三、鋼筋籠上定位環(huán)的設(shè)置問(wèn)題
水下鉆孔灌注樁主筋設(shè)計(jì)的保護(hù)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(dǎo)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(zhǎng)度方向至少設(shè)置2道或3道。但在現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，考慮圓環(huán)易與孔壁相撞導(dǎo)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(gè)直徑16cm的耳狀突起鋼筋。但樁頭開(kāi)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(jì)時(shí)，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(zhǎng)度不小于10cm（與孔壁的接觸面）。
四、測(cè)定沉渣時(shí)間的確定
在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中沒(méi)有明確規(guī)定測(cè)定沉渣的具體時(shí)間，而只是對(duì)沉渣厚度規(guī)定了質(zhì)量要求值。在施工過(guò)程中，下鋼筋籠要移動(dòng)鉆機(jī)，下完鋼筋籠后在換漿清渣，鉆機(jī)需重新對(duì)位，影響鉆機(jī)對(duì)下步施工的準(zhǔn)備工作，故清孔和檢測(cè)沉渣應(yīng)在下鋼筋籠前進(jìn)行。但是，下鋼筋籠需一定的時(shí)間，因此時(shí)泥漿泵循環(huán)作用己停止，會(huì)造成泥漿沉淀，故測(cè)定沉渣應(yīng)在下鋼筋籠后，并且測(cè)完應(yīng)立即進(jìn)行混凝土澆注，以免造成二次沉淀。后根據(jù)相應(yīng)的《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ202-83）第4.5.21條規(guī)定，澆注混凝土前，應(yīng)先放置鋼筋籠并再次測(cè)量孔內(nèi)虛土厚度，并將設(shè)計(jì)要求的沉渣厚度l0cm分解為兩個(gè)檢查標(biāo)準(zhǔn)。下鋼筋籠清孔后進(jìn)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(yàn)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(dǎo)管深入孔底加壓澆注混凝土；因泵車壓力較大不會(huì)堵管，不易斷樁，混凝土密實(shí)性好，可保證水下混凝土質(zhì)量；另一種方法是用導(dǎo)管澆注現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)混凝土由導(dǎo)管外四周向上浮動(dòng)，浮動(dòng)力小，易堵管，很難保證質(zhì)量，若提升導(dǎo)管過(guò)快，還可能造成斷樁。
（二）采用導(dǎo)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(chǔ)料斗高度低，混凝土下落無(wú)沖擊力，易堵管不宜采用。高位澆注法是用高支架將儲(chǔ)料斗抬至距地面5m以上，儲(chǔ)料斗裝滿混凝土后，解開(kāi)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(dǎo)管內(nèi)混凝土和導(dǎo)管外泥漿密度差的壓力，迫使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)迅速下落到孔底，并從導(dǎo)管外上浮，將導(dǎo)管下端一部分埋入混凝土內(nèi)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)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(shí)度，儲(chǔ)料斗高度h1=（p+γnhw）/γc式中h1儲(chǔ)料斗至預(yù)計(jì)灌注混凝土樁頂?shù)幕炷撩妫òA(yù)加高度）所加高度（m）；hw預(yù)計(jì)灌注樁樁頂?shù)幕炷撩嬷量變?nèi)水位的高度（m）；γn孔內(nèi)泥漿水的重力密度（KN/m3）；γc孔內(nèi)泥漿水的重力密度（KN/m3）；p超壓力（kPa），與導(dǎo)管作業(yè)半徑有關(guān)：導(dǎo)管的作業(yè)半徑為4.0m、3.5m、3.0m、和小于2.5m時(shí)，最小超壓力分別為250kPa、150kPa、100kPa和75kPa。當(dāng)然，要符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定：導(dǎo)管安置距孔底30-50cm；導(dǎo)管首次埋置深度不小于1.0m；在灌注中導(dǎo)管埋置深度控制在2.0－6.0m；儲(chǔ)料斗的混凝土數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首飲埋置深度和填充導(dǎo)管底部的需要。
高位澆注法的缺點(diǎn)是當(dāng)?shù)诙瓮读蠒r(shí)，混凝土集中下落易將導(dǎo)管堵死。導(dǎo)管空氣無(wú)法排出，在導(dǎo)管內(nèi)形成氣塞。因此可將導(dǎo)管緩緩上提，促使上部混凝土在管內(nèi)移動(dòng)，將氣塞排出。
參考文獻(xiàn)：
[1]《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ202－83）.
[2]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》，（JTJ041－2000）.
[3]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ F80／1－2004）. 原作者： 步建安
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）
[關(guān)鍵詞]水下鉆孔灌注樁 施工 事項(xiàng)
一、引言
在施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)地平整－測(cè)量放線－護(hù)筒埋設(shè)－鉆機(jī)就位－制漿沖孔－掏渣清孔－成孔檢測(cè)－下鋼筋籠－下導(dǎo)管－灌注混凝土－拆除護(hù)筒－驗(yàn)樁，各個(gè)環(huán)節(jié)都很重要，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致混凝土離析、縮頸，甚至斷樁等質(zhì)量事故，不但經(jīng)濟(jì)上要蒙受損失，聲譽(yù)也會(huì)受到影響，所以施工過(guò)程技術(shù)人員要全方位全過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指導(dǎo)。本文著重?cái)⑹鏊裸@孔灌注嵌巖樁施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
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(méi)有明確嵌巖樁樁底標(biāo)高要落進(jìn)微風(fēng)化多少，一般設(shè)計(jì)圖規(guī)定嵌巖樁樁底標(biāo)高要落進(jìn)微風(fēng)化巖4－6m，由于找不到客觀的標(biāo)準(zhǔn)，且沒(méi)有一套科學(xué)的鑒定方法，很難統(tǒng)一觀點(diǎn)，這給施工部門(mén)和監(jiān)理單位出了一道難題。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)一般用以下兩種方法判斷巖石的風(fēng)化程度：
（一）根據(jù)鉆機(jī)的進(jìn)尺速度和鉆機(jī)工作狀態(tài)判定鉆機(jī)鉆頭所在部位的巖石風(fēng)化程度，首先看鉆機(jī)鉆進(jìn)速度，鉆機(jī)8h總進(jìn)尺為30－50cm，即認(rèn)為鉆頭達(dá)到了微風(fēng)化巖石頂部。
?。ǘ┯^察鉆機(jī)在運(yùn)行中的受力狀態(tài)，當(dāng)鉆機(jī)在給進(jìn)時(shí)，在地面能夠聽(tīng)到鉆頭切削巖石的聲音，鉆機(jī)機(jī)體呈顫抖狀態(tài)，此時(shí)就判定鉆機(jī)基本已經(jīng)鉆入微風(fēng)化巖石了。但單憑此點(diǎn)還不能最終判定，還要對(duì)孔底的巖樣進(jìn)行感觀鑒定。在檢查進(jìn)尺速度的同時(shí)，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(jìn)入微風(fēng)化巖石了，然后將巖樣放在兩手掌中搓動(dòng)，若感覺(jué)巖樣輕微刺手，則認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入微風(fēng)化巖石了；若不刺手，則表明還沒(méi)進(jìn)入微風(fēng)化巖石，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)，用上述同樣方法確定進(jìn)入微風(fēng)化巖石后，按圖紙要求鉆入微風(fēng)化巖石4-6m。
三、鋼筋籠上定位環(huán)的設(shè)置問(wèn)題
水下鉆孔灌注樁主筋設(shè)計(jì)的保護(hù)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(dǎo)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(zhǎng)度方向至少設(shè)置2道或3道。但在現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，考慮圓環(huán)易與孔壁相撞導(dǎo)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(gè)直徑16cm的耳狀突起鋼筋。但樁頭開(kāi)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(jì)時(shí)，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(zhǎng)度不小于10cm（與孔壁的接觸面）。
四、測(cè)定沉渣時(shí)間的確定
在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中沒(méi)有明確規(guī)定測(cè)定沉渣的具體時(shí)間，而只是對(duì)沉渣厚度規(guī)定了質(zhì)量要求值。在施工過(guò)程中，下鋼筋籠要移動(dòng)鉆機(jī)，下完鋼筋籠后在換漿清渣，鉆機(jī)需重新對(duì)位，影響鉆機(jī)對(duì)下步施工的準(zhǔn)備工作，故清孔和檢測(cè)沉渣應(yīng)在下鋼筋籠前進(jìn)行。但是，下鋼筋籠需一定的時(shí)間，因此時(shí)泥漿泵循環(huán)作用己停止，會(huì)造成泥漿沉淀，故測(cè)定沉渣應(yīng)在下鋼筋籠后，并且測(cè)完應(yīng)立即進(jìn)行混凝土澆注，以免造成二次沉淀。后根據(jù)相應(yīng)的《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ202-83）第4.5.21條規(guī)定，澆注混凝土前，應(yīng)先放置鋼筋籠并再次測(cè)量孔內(nèi)虛土厚度，并將設(shè)計(jì)要求的沉渣厚度l0cm分解為兩個(gè)檢查標(biāo)準(zhǔn)。下鋼筋籠清孔后進(jìn)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(yàn)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(dǎo)管深入孔底加壓澆注混凝土；因泵車壓力較大不會(huì)堵管，不易斷樁，混凝土密實(shí)性好，可保證水下混凝土質(zhì)量；另一種方法是用導(dǎo)管澆注現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)混凝土由導(dǎo)管外四周向上浮動(dòng)，浮動(dòng)力小，易堵管，很難保證質(zhì)量，若提升導(dǎo)管過(guò)快，還可能造成斷樁。
（二）采用導(dǎo)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(chǔ)料斗高度低，混凝土下落無(wú)沖擊力，易堵管不宜采用。高位澆注法是用高支架將儲(chǔ)料斗抬至距地面5m以上，儲(chǔ)料斗裝滿混凝土后，解開(kāi)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(dǎo)管內(nèi)混凝土和導(dǎo)管外泥漿密度差的壓力，迫使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)迅速下落到孔底，并從導(dǎo)管外上浮，將導(dǎo)管下端一部分埋入混凝土內(nèi)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)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(shí)度，儲(chǔ)料斗高度h1=（p+γnhw）/γc式中h1儲(chǔ)料斗至預(yù)計(jì)灌注混凝土樁頂?shù)幕炷撩妫òA(yù)加高度）所加高度（m）；hw預(yù)計(jì)灌注樁樁頂?shù)幕炷撩嬷量變?nèi)水位的高度（m）；γn孔內(nèi)泥漿水的重力密度（KN/m3）；γc孔內(nèi)泥漿水的重力密度（KN/m3）；p超壓力（kPa），與導(dǎo)管作業(yè)半徑有關(guān)：導(dǎo)管的作業(yè)半徑為4.0m、3.5m、3.0m、和小于2.5m時(shí)，最小超壓力分別為250kPa、150kPa、100kPa和75kPa。當(dāng)然，要符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定：導(dǎo)管安置距孔底30-50cm；導(dǎo)管首次埋置深度不小于1.0m；在灌注中導(dǎo)管埋置深度控制在2.0－6.0m；儲(chǔ)料斗的混凝土數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首飲埋置深度和填充導(dǎo)管底部的需要。
高位澆注法的缺點(diǎn)是當(dāng)?shù)诙瓮读蠒r(shí)，混凝土集中下落易將導(dǎo)管堵死。導(dǎo)管空氣無(wú)法排出，在導(dǎo)管內(nèi)形成氣塞。因此可將導(dǎo)管緩緩上提，促使上部混凝土在管內(nèi)移動(dòng)，將氣塞排出。
參考文獻(xiàn)：
[1]《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ202－83）.
[2]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》，（JTJ041－2000）.
[3]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ F80／1－2004）.
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）
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