灌注樁在橋梁深基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用分析
關(guān) 鍵 詞： 人工挖孔,鉆孔灌注樁,橋梁深基礎(chǔ)
1引 言
大量實(shí)踐表明人孔挖孔適用于工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較好且持力層埋藏較淺工程，或者是在無水或少水且較密實(shí)的粘土或其它較硬地層，雖然目前各地正實(shí)行逐步淘汰、限制使用人工挖孔樁施工工藝，但作為一種傳統(tǒng)的施工工藝, 人工挖孔樁具有機(jī)具簡(jiǎn)單、噪聲低、振動(dòng)小、施工速度快、造價(jià)較低、成樁質(zhì)量容易保證等特點(diǎn)，它仍然是一種深基礎(chǔ)類型的重要工法。在保證安全生產(chǎn)的前提下，使用人工挖孔樁處理橋梁深基礎(chǔ)仍是一種實(shí)用的施工工法。
2工程概況
本合同段包括三座橋梁、二座涵洞、1040米路基及防護(hù)工程。為四車道高速公路，整體式路基，路幅寬度24.5m(單向行車道3.75m×4+中央分隔帶2m+路緣帶0.5m×2+硬路肩2.50m×2+土路肩0.75m×2)，設(shè)計(jì)車速V=80km/h，橋涵設(shè)計(jì)荷載公路-Ⅰ級(jí)。此次施工的橋梁下部為群樁基礎(chǔ)，柱式臺(tái)、柱式墩、空心薄壁墩，上部為4×50+3×50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁。
3灌注樁的施工
本工程設(shè)計(jì)有挖孔方樁及鉆孔灌注樁，根據(jù)地質(zhì)情況，擬全部采用挖孔施工，在挖孔難以實(shí)施時(shí)再采用鉆孔施工。
3.1人工挖孔施工
3.1.1施工工藝流程(如表1)
3.1.2樁身開挖
(1)樁孔采用人工開挖。開挖時(shí)工人配有安全帽、安全繩，采用卷揚(yáng)機(jī)出渣(不得采用手搖轱轆提渣)，提取土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚(yáng)機(jī)等機(jī)具進(jìn)行經(jīng)常性檢查。所有進(jìn)入工區(qū)的人員必須佩帶系好安全帽，穿防滑鞋，并在孔口系安全繩�；A(chǔ)周圍要樹立標(biāo)志警示，防止無關(guān)人員影響施工安全，防止他們誤入“陷阱”，每次交班必須作好前一班的簡(jiǎn)要情況介紹，保證工作的連續(xù)性。
(2)樁孔開挖1m后應(yīng)立即在孔口澆筑C20鎖口砼，鎖口砼底寬0.15m,頂部寬0.40m，頂面標(biāo)高高出地面30cm，以保護(hù)井口不被破壞、滲水及承受鋼管架等荷載，防止孔口周圍土、石雜物落入孔內(nèi)傷人。當(dāng)鎖口砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將護(hù)樁移至鎖口上，以便經(jīng)常檢查孔樁開挖垂直度及孔徑。
(3)搭設(shè)鋼管架，安裝卷揚(yáng)機(jī)、吊桶等設(shè)備后繼續(xù)下挖孔樁，開挖至巖層后采用松動(dòng)爆破、淺眼爆破法，爆破采用電雷管，嚴(yán)格控制炸藥用量，設(shè)專人負(fù)責(zé)起爆，先裝藥，人員撤離到安全地帶后，再由起爆工連接起爆。起爆裝置由專人看管，放炮后及時(shí)收回，并檢查是否完好，如有損壞，需及時(shí)更換，待下次放炮時(shí)取出使用。在炮眼附近加強(qiáng)支撐和護(hù)壁，防止震塌孔壁，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
水下作業(yè)時(shí)，在裝藥用電雷管時(shí)，必須把電雷管短路，裝炮后停止抽水和其他用電，才能接引線，以免裝炮時(shí)漏電早爆。
(4)當(dāng)孔深超過10m時(shí)或孔內(nèi)的空氣污染物超過《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的各項(xiàng)污染物的濃度限制三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，或二氧化碳含量超過0.3%時(shí)，采用機(jī)械通風(fēng)，通風(fēng)時(shí)采用通風(fēng)機(jī)及管道將新鮮空氣直接送入孔底。
(5)孔內(nèi)爆破后先進(jìn)行通風(fēng)排煙排險(xiǎn)，通風(fēng)時(shí)間不少于15分鐘，同時(shí)進(jìn)行灑水，采用水幕降塵。經(jīng)檢查無毒氣后，施工人員下井繼續(xù)作業(yè)。挖孔工作暫停時(shí)，孔口及時(shí)罩蓋并設(shè)置明顯標(biāo)識(shí)。
3.1.3護(hù)壁支護(hù)
為防止護(hù)壁在爆破時(shí)震裂后下塌，施工時(shí)護(hù)壁采用C20混凝土，厚15cm～20cm。為保證操作安全，每下挖1m澆筑一節(jié)護(hù)壁，再進(jìn)行鉆眼爆破，爆破時(shí)不拆除模板，用以保護(hù)護(hù)壁砼，防止炸壞震裂。
3.1.4孔位檢查
開挖過程中，隨時(shí)利用鎖口上的護(hù)樁檢查孔位軸線，發(fā)現(xiàn)樁孔偏位和孔斜情況及時(shí)糾正，檢查時(shí)做好施工記錄，掌握施工進(jìn)度及地質(zhì)變化情況，為竣工驗(yàn)收做好原始資料積累。
3.1.5成孔驗(yàn)收
當(dāng)樁孔開挖至設(shè)計(jì)高程后，采用測(cè)繩和探孔器測(cè)量樁孔深度和樁孔直徑是否滿足設(shè)計(jì)要求。檢測(cè)結(jié)束后清除孔底表面松渣、泥、沉淀土、雜物，抽干孔底積水并報(bào)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收。
3.2鉆孔施工
3.2.1鉆孔樁施工藝流程(如圖2)
3.2.2鉆孔
(1)鉆機(jī)就位后，保持底座和頂端平穩(wěn)，不致產(chǎn)生位移和沉陷，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆桿、鉆錐和樁孔中心三者在同一鉛垂線上，偏差在2cm以內(nèi)。
(2)每個(gè)孔位繪制鉆孔處地質(zhì)剖面圖，掛于鉆臺(tái)上，以供對(duì)不同地質(zhì)層選用合適的鉆頭、鉆進(jìn)壓力和速度及適當(dāng)?shù)哪酀{等參考。
(3)經(jīng)常注意地層變化，在地層變化處撈取渣樣，判斷地質(zhì)類別，記入記錄表中，如鉆進(jìn)過程中孔內(nèi)水位突然發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)，判斷是否出現(xiàn)溶洞等地質(zhì)現(xiàn)象，并與設(shè)計(jì)所提供的地質(zhì)剖面圖相對(duì)照。對(duì)地質(zhì)變化大的鉆渣樣編號(hào)保存，以便分析考查。
(4)鉆孔作業(yè)連續(xù)進(jìn)行，不應(yīng)中斷。因特殊情況必須停鉆時(shí)，孔口需加蓋保護(hù)，且嚴(yán)禁鉆錐留在孔內(nèi)，以防埋鉆。同時(shí)停鉆時(shí)間不能過長。
(5)經(jīng)常檢查泥漿的主要指數(shù)，保持泥漿密度和粘稠度，避免造成糊鉆或坍孔造成埋鉆。
3.2.3 清孔
清孔的目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿，以保證灌注的砼質(zhì)量及承載力。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度后，采用吸泥泵及時(shí)進(jìn)行清孔，使孔底沉淀厚度不超過20cm。清孔時(shí)要注意必須保持孔內(nèi)水頭高度;灌注砼前孔底沉淀厚度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定;不得用加深孔底的方法代替清孔
3.3 鋼筋籠的制作和吊裝就位
(1)鋼筋籠采用分節(jié)預(yù)制，其骨架應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性。
(2)在骨架上部根據(jù)實(shí)際需要對(duì)稱設(shè)置吊環(huán)，數(shù)量為4個(gè)。
(3)在骨架主筋外側(cè)，焊接鋼筋耳環(huán)在骨架主筋上，以保證保護(hù)層厚度。
(4)鋼筋籠分節(jié)起吊，及時(shí)、準(zhǔn)確地就位，快速接長，在達(dá)到設(shè)計(jì)深度后加以固定，防止鋼筋籠上浮，初凝后方可解除鋼筋籠的固定設(shè)施。
3.4導(dǎo)管的設(shè)立
導(dǎo)管吊裝先試拼，連接牢固，封閉嚴(yán)密，使用前作水密性試驗(yàn)，上下直線吊裝，位于井孔中央，并在灌注前進(jìn)行升降試驗(yàn)。
3.5灌注水下混凝土
在混凝土澆注前探測(cè)孔底沉淀厚度，如大于設(shè)計(jì)厚度，須再次清孔，直到滿足要求為止�；炷劣砂韬蜆羌邪韬�，采用水泥混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸。應(yīng)先檢查和易性，坍落度等情況，不合要求的廢棄不用。澆注首批混凝土?xí)r要注意：
(1)采用剪球法開盤。
(2)導(dǎo)管下口至孔底的距離一般宜為20～40cm。
(3)混凝土澆入孔底后，立即探測(cè)孔內(nèi)混凝土面的高度，計(jì)算出導(dǎo)管在混凝土內(nèi)埋置深度，符合要求再進(jìn)行正常澆注。
(4)導(dǎo)管埋入混凝土至少2m，但不得大于6m。
(5)澆注連續(xù)均勻有節(jié)奏地進(jìn)行，盡可能縮短拆除導(dǎo)管的時(shí)間，當(dāng)出現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿時(shí)，徐徐澆注，防止在導(dǎo)管內(nèi)造成高壓空氣囊，壓漏導(dǎo)管。經(jīng)常檢查井孔水頭，防止塌孔。
(6)當(dāng)井孔混凝土面接近鋼筋骨架時(shí)，使導(dǎo)管保持稍大的埋深并放慢澆注速度，當(dāng)井孔混凝土面進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，使鋼筋骨架在混凝土中有一定的埋深以穩(wěn)定鋼筋籠。
(7)為確保樁的整體質(zhì)量，混凝土澆注至超出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高1m處，施工承臺(tái)或立柱時(shí)破除。
(8)護(hù)筒的拔出和提升，處于地面及樁頂以下的井口整體式剛性護(hù)筒，在澆筑混凝土后立即拔出。
3.6樁頭處理
處理樁頭時(shí)必須等樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上采用人工操作小型機(jī)具的方法逐層鑿除混凝土。當(dāng)鑿至距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高5～10cm時(shí)，則須注意鑿除方法。并且注意保護(hù)露出的連接鋼筋。
4施工過程中的安全控制措施
安全工作是工程質(zhì)量、進(jìn)度和效益的保證，應(yīng)以防范為主，防患于未然。此次施工中應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：
(1)該橋地處垃圾廠，空氣中彌漫著各種沼氣和腐敗氣體容易引起自燃或爆炸，加之樁基礎(chǔ)施工中經(jīng)過巖層時(shí)會(huì)使用爆破，更增大了安全管理的難度，施工安全成為了重中之重，所以管理人員必須制訂詳細(xì)的安全計(jì)劃及做好崗前安全教育培訓(xùn)，以高度負(fù)責(zé)任的態(tài)度保證作業(yè)人員的生命安全。
(2)此次橋梁基礎(chǔ)樁深達(dá)四十多米，可能隨時(shí)會(huì)發(fā)生橋梁挖孔樁發(fā)生的孔壁坍塌及路基邊坡坍塌事故和打孔人員井下作業(yè)會(huì)發(fā)生有害氣體中毒等重大事故。所以在施工中開挖與鋼筋砼護(hù)壁必須同步進(jìn)行，保證每節(jié)護(hù)壁砼設(shè)計(jì)厚度、同心度、直徑及垂直度。每挖成一節(jié)就應(yīng)及時(shí)綁鋼筋支模澆灌砼。護(hù)壁砼澆灌要周圍同步上升，振搗密實(shí),待砼達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后方可拆模。挖孔進(jìn)尺較深，不及時(shí)澆灌護(hù)壁砼或拆模過早，在動(dòng)水壓力作用下，容易造成塌方和護(hù)壁變形。下井前檢查提升設(shè)備完好，每次開挖深度不能過大，爆破后及時(shí)檢查孔壁受損情況。采用空壓機(jī)保持空氣暢通，井下作業(yè)時(shí)間不超過1h，井上下隨時(shí)聯(lián)絡(luò)。
(3)在雨季來臨時(shí)，要特別注意預(yù)防土方坍塌事故�；A(chǔ)和溝邊要采取擋水措施和排水措施。發(fā)現(xiàn)溝槽邊積水要及時(shí)處理，以防滲漏造成坍方。溝槽開挖時(shí)，要充分考慮雨水排除問題，防止泡槽，保證施工環(huán)境安全。如溝槽基坑邊需加支撐，應(yīng)隨開挖及時(shí)支撐，雨季不得空槽過夜，挖出的土堆在槽外至少3m以上。管道基礎(chǔ)用平基法施工，砼終凝前不得泡水，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
結(jié)束語
鑒于灌注樁屬于隱蔽工程，在施工過程中影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，所以對(duì)其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求，對(duì)各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮。作為工程技術(shù)人員，要不斷從工程施工中總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，共同探討交流，確保工程質(zhì)量。
