內(nèi)河航道加固護(hù)岸鉆孔灌注樁施工工藝

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1．工程概況

京杭運(yùn)河浙江段三級(jí)航道整治工程建設(shè)內(nèi)容主要為新建護(hù)岸、加固護(hù)岸工程，河道疏浚等。灌注樁加固護(hù)岸施工根據(jù)灌注樁直徑分為E3A和E3B型護(hù)岸施工，E3A型護(hù)岸的灌注樁直徑為800mm，E3B型護(hù)岸的灌注樁直徑為1200mm，本工程灌注樁均屬于水上灌注樁施工。

2．施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝主要分為平臺(tái)搭建、埋設(shè)護(hù)筒、鉆機(jī)起鉆、成孔驗(yàn)收、下放鋼筋籠、澆筑混凝土、拔出護(hù)筒七個(gè)部分。

2.1平臺(tái)搭建

灌注樁施工區(qū)域位于水上沿岸，采用回填土的方式構(gòu)建平臺(tái)。根據(jù)灌注樁中心線到老護(hù)岸的距離確定作業(yè)平臺(tái)寬度，然后在平臺(tái)近水邊界處打6m長鋼管樁作為平臺(tái)的側(cè)向支撐。鋼管樁打完之后鋪土工布及土工格柵，最后回填土方至2.4m標(biāo)高。

2.2埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒的規(guī)范埋設(shè)能夠有效控制灌注樁樁身垂直度以及樁頭完整性。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)首先需要利用RTK放樣確定樁位中心點(diǎn)并做好標(biāo)記，然后將護(hù)筒以樁位中心為中心進(jìn)行埋設(shè)，護(hù)筒長度≥2.5m。

2.3鉆機(jī)就位

本工程所用鉆機(jī)為GPS-10系列工程鉆機(jī)，該系列鉆機(jī)操作方便、性能可靠,在基礎(chǔ)施工中被廣泛采用。護(hù)筒埋設(shè)之后，立好鉆架并調(diào)整和安設(shè)好起吊系統(tǒng)，將鉆機(jī)調(diào)平并對(duì)準(zhǔn)鉆孔，鉆桿偏差＜50mm。開始鉆進(jìn)時(shí)，在護(hù)筒刃腳處，應(yīng)慢速鉆進(jìn)，使刃腳處有堅(jiān)固的泥皮護(hù)壁。鉆進(jìn)護(hù)筒1m后，可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。開鉆前應(yīng)調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿（相對(duì)密度：1.05~1.2；粘度：16~22s；含砂率：4%~8%），鉆進(jìn)過程中如泥漿損耗、漏出，應(yīng)予補(bǔ)充，并按時(shí)檢查泥漿指標(biāo)，遇土層變化應(yīng)增加檢查次數(shù)，并適當(dāng)調(diào)整泥漿指標(biāo)。

2.4成孔驗(yàn)收

樁機(jī)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，利用換漿法進(jìn)行首次清孔。采用泥漿泵，通過鉆桿以中速向孔底壓入相對(duì)密度1.15左右,含砂率＜4％的泥漿，把孔內(nèi)懸浮鉆碴多的泥漿替換出來。清孔后提出鉆桿，分節(jié)拆除，最后用測(cè)繩測(cè)試成孔深度。

2.5下放鋼筋籠

鋼筋籠采用浮吊船放入孔內(nèi)，采用錘球檢查，保證吊裝時(shí)籠節(jié)垂直。吊裝的過程要慢吊、輕放。鋼筋籠連接方式采取單面焊接連接方式，搭接長度為10d（250mm）。鋼筋籠安放時(shí)通過護(hù)樁控制籠心，保證鋼筋籠中心與樁位偏差在規(guī)范要求的范圍內(nèi)（50mm）。鋼筋籠下放過程中遇阻要查明原因，不得強(qiáng)行插入，可反正旋轉(zhuǎn)，慢起慢落，逐步下放。

2.6二次清孔及澆筑混凝土

澆筑混凝土之前，需要利用導(dǎo)管對(duì)樁孔進(jìn)行二次清孔。利用導(dǎo)管注入清泥漿，使孔底沉淀物及稠泥漿托出孔外，同時(shí)使孔內(nèi)泥漿指標(biāo)、沉渣厚度（≤300mm）等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保鋼筋與砼的粘結(jié)強(qiáng)度。砼灌注采用直升導(dǎo)管法施工，在孔口逐段拼裝，吊入下沉?xí)r，應(yīng)保持位置居中，防止卡入鋼筋籠碰撞孔壁。各項(xiàng)指標(biāo)檢查合格后方可灌注水下砼，砼必須連續(xù)澆筑，不得中斷。灌注過程中注意觀察管內(nèi)砼下降和孔內(nèi)泥漿液面的升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)砼高程，正確指導(dǎo)導(dǎo)管提升和拆除，保證導(dǎo)管埋入砼深度≥2m。

2.7拔出護(hù)筒

灌注樁砼澆筑完成之后，要經(jīng)過12h之后，利用挖機(jī)拔出護(hù)筒。

3．灌注樁驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

成品灌注樁檢測(cè)內(nèi)容包括4個(gè)方面：鋼筋焊接件檢測(cè)、灌注樁砼試壓塊檢測(cè)、樁身低應(yīng)變檢測(cè)、灌注樁鉆芯取樣檢測(cè)

3.1鋼筋焊接件檢測(cè)

在灌注樁施工過程中，鋼筋籠焊接規(guī)格為電弧單面搭接焊HRB400(φ25)。焊接件檢測(cè)數(shù)目為鋼筋籠整體焊接縫數(shù)量的10%，利用液壓萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行焊接件拉伸性能檢測(cè)，檢測(cè)依據(jù)為《鋼筋焊接接頭試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T27-2014）。本工程灌注樁主筋直徑為25mm，用靜拉伸力對(duì)試樣軸向拉伸時(shí)至斷裂(或出現(xiàn)縮頸)，觀察斷裂位置離焊縫口的距離、斷口特征，從拉伸曲線圖（如圖1所示）上確定試驗(yàn)過程中的最大力。

3.2灌注樁砼試壓塊檢測(cè)

在灌注樁澆筑砼過程中，現(xiàn)場取材制作規(guī)格為150×150×150mm的砼試壓塊，將試壓塊放到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28d，利用YE-2000C液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)試壓塊施加荷載直至試件破壞，通過分析抗壓試驗(yàn)曲線，確定試件抗壓強(qiáng)度。每根樁取三組試壓塊，平均強(qiáng)度值≥30MPa，則滿足強(qiáng)度要求。

3.3樁身低應(yīng)變檢測(cè)

樁身低應(yīng)變檢測(cè)的主要目的是檢驗(yàn)樁身結(jié)構(gòu)的完整性，如樁身缺陷位置判斷、施工樁長校對(duì)和混凝土強(qiáng)度等級(jí)定性估計(jì)等。檢測(cè)儀器為ZBL-P810基樁動(dòng)測(cè)儀RL009，以《水運(yùn)工程地基基礎(chǔ)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（JTS237-2017）為依據(jù)。用手錘敲擊樁頂產(chǎn)生應(yīng)力波，根據(jù)儀器中接收反射波信號(hào)得到應(yīng)力波加速度時(shí)程曲線，從曲線形態(tài)可以判斷樁長、砼強(qiáng)度、樁身缺陷深度等。

3.4灌注樁鉆芯取樣檢測(cè)

為了更進(jìn)一步了解灌注樁施工質(zhì)量，需要對(duì)已經(jīng)施工完成的灌注樁抽取總量的1%進(jìn)行鉆芯取樣，檢測(cè)樁長、不同深度處的混凝土強(qiáng)度、骨料均勻性、膠結(jié)狀態(tài)等。

4．灌注樁施工過程常見問題分析及解決措施

4.1施工過程中塌孔、泥漿不循環(huán)

當(dāng)遇到流沙土地質(zhì)環(huán)境時(shí)，由于流沙土顆粒間粘結(jié)力較小，孔內(nèi)泥漿對(duì)孔壁的支撐力不夠，導(dǎo)致孔壁土體塌落，從而孔徑增大，造成塌孔、泥漿不循環(huán)等現(xiàn)象。解決措施：增大泥漿濃度，降低泥漿含砂率，適當(dāng)添加膨潤土進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證泥漿對(duì)孔壁的支撐力。

4.2施工后方灌注樁沉降

當(dāng)兩根灌注樁樁芯距較近時(shí)，一根灌注樁澆筑砼完成以后，立刻進(jìn)行下一根灌注樁的施工，當(dāng)土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散時(shí)，在下一根樁鉆孔過程中引起土體震動(dòng)，由于上一根樁砼未達(dá)到初凝，可能引起穿孔，從而導(dǎo)致后方灌注樁沉降。解決措施：調(diào)整灌注樁施工順序，在一根灌注樁完成以后跳過一根灌注樁進(jìn)行施工，通過拉大相鄰施工樁的間距控制樁位沉降。等已施工灌注樁砼凝固之后再進(jìn)行臨近施工。

4.3樁身夾泥、斷樁

樁身夾泥、斷樁的原因有兩方面：（1）首灌量不足，未將孔底泥漿全部頂出，導(dǎo)致混凝土在水下澆筑過程摻雜泥漿等雜物；（2）灌注樁在水下澆筑砼過程中振搗充分，砼密實(shí)度未達(dá)到規(guī)范要求，從而導(dǎo)致夾泥甚至斷樁現(xiàn)象。解決措施：在水下砼澆筑之前根據(jù)導(dǎo)管埋深計(jì)算出儲(chǔ)料斗內(nèi)混凝土的初存量，保證泥漿全部頂出；在澆筑樁過程中每澆5min一斗利用導(dǎo)管上下移動(dòng)進(jìn)行振搗，確保砼的密實(shí)度。

4.4鋼筋籠下放困難

在下放鋼筋籠前需要利用鉆桿進(jìn)行清空，當(dāng)清空不充分是導(dǎo)致孔內(nèi)下部泥漿濃度過大，使鋼筋籠下放困難；其次如果在鉆孔過程中基礎(chǔ)下放存在塊石等障礙物時(shí)，鉆孔速度過快導(dǎo)致障礙物未被完全粉粹，下放鋼筋籠時(shí)可能存在阻礙使期下放困難。解決措施：在成孔之后利用鉆桿進(jìn)行首次清空，控制注入泥漿濃度，保證孔內(nèi)泥漿均勻。在鉆孔過程中到樁機(jī)鉆到塊石或者其他障礙物時(shí)減緩鉆進(jìn)速率，確保孔身規(guī)范。下放鋼筋籠過程困難時(shí)通過旋轉(zhuǎn)以及上下抖動(dòng)緩緩下放。

5．結(jié)束語

經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，京杭運(yùn)河浙江段三級(jí)航道整治工程杭州段（四改三）工程項(xiàng)目灌注樁質(zhì)量得到明顯提高，在施工過程中嚴(yán)格控制施工工藝，希望今后為類似工程建設(shè)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]JGJ/T27-2014,鋼筋焊接接頭試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014.

[2]JTS237-2017,水運(yùn)工程地基基礎(chǔ)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,2017.

作者：楊科俊 王饒 單位：中交華南交通建設(shè)有限公司