淺談水下鉆孔灌注樁施工應(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(hù)筒埋設(shè)-鉆機(jī)就位-制漿沖孔-掏渣清孔-成孔檢測-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,所以施工過程技術(shù)人員要全方位全過程現(xiàn)場監(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:
?。ㄒ唬└鶕?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,長度不小于10cm(與孔壁的接觸面)。
四、測定沉渣時(shí)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(shí)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(dòng)鉆機(jī),下完鋼筋籠后在換漿清渣,鉆機(jī)需重新對位,影響鉆機(jī)對下步施工的準(zhǔn)備工作,故清孔和檢測沉渣應(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,故測定沉渣應(yīng)在下鋼筋籠后,并且測完應(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
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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)管過快,還可能造成斷樁。
?。ǘ┎捎脤?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).
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