橋梁樁基嵌巖樁施工技術研究

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橋梁工程建造中，樁基嵌巖樁是使用比較普遍的基礎模式，因為樁基嵌進巖層內，單樁軸向允許承載性能由樁基底部巖石強度與嵌進巖層的深度所決定，樁基外力都傳送到樁底巖層，所以其對成孔時清理的要求很高，對沉淀層厚度有更高要求。現針對工作中面臨的樁基選擇挖孔水底灌注成樁時，因為操作工藝的處理不當，導致樁基底下沉淀層過厚，選擇吹孔壓漿來補強處理的方法進行分析。

1嵌巖樁荷載傳送特征

結合80年代至今嵌巖樁荷載傳送性能的原位檢測結果研究，樁體承載性能由樁側摩阻力和樁頭阻力構成。樁側摩阻力和樁端阻力的體現需要特殊的樁土相對變化。嵌巖樁受到荷載時，樁體頂部的混凝土產生壓縮，樁土界面出現相對位移，刺激樁體頂部樁周土層的側邊摩阻力，伴隨樁頂荷載的不斷加大，樁體軸力由上向下傳送，樁體混凝土也從上之下出現壓縮變化，進而刺激樁軸土阻力從上到下慢慢發揮（通常粘性土充分起到樁側阻力所要的最高樁土相對變化大概是0.1~0.8cm，無粘性土完全起到樁側阻力所要的最高樁土相對變化大概是0.5~1.2cm，巖石充分起到樁側阻力所要的最高樁巖相對移動大概是0.1~0.4cm），直至樁體軸力傳送樁頭。樁側摩阻力順利發揮后，接著加大樁頂荷載便會出現樁頭位移，進而刺激樁頭阻力。樁側摩阻力與樁頭阻力的體現不是同時進行的，由于樁側摩阻力徹底發揮所要的樁土相對變化很小，所以，在樁滿足極限承載性能以前，大多數樁側土層側阻力都可以獲得比較充分的體現，但受到樁下沉渣的干擾，樁端阻力完全發揮所要的樁頭位移很大，所以在樁滿足正常應用條件的極限承載性能時，樁頭位移量通常還無法全面突出樁頭阻力。

2工程介紹

2.1某工程概況。某橋梁頂部結構是3伊16m的預應力筒支空心架，橋面不間斷，寬度為26m。規劃標準是車輛-超20級，掛車-120，行人3.5kN•m2。底部結構橋墩選擇四柱墩，直徑為準1.4m，樁規劃長度12m。橋臺是肋式橋臺，直徑準1.2m，樁規劃長度12m。樁基模式是嵌巖樁，底部標高66.188m。地質環境為下部標高62.61~59.1砂巖，72.2~62.7m是弱風化砂巖，72.81~72.2m時強風化砂巖，75.4~72.9m是全風化砂巖，78.88~75.4是亞粘土。2.2樁基建設和檢測。因為地質環境良好，選擇人工打孔的方式成孔，操作時氣候干旱，地下滲透量低。灌注混凝土時，天氣持續陰雨，孔壁滲漏量很大，為安全起見，決定選擇水下灌注混凝土的方式成樁。成樁后通過檢測機構超聲波無損測試發現，3#-18樁下方波形異常，通過分析覺得樁下方混凝土強度較低，取芯后咽喉發現其下部有0.5m左右混凝土強度較低的軟弱夾層，主要組成成分是基巖碎屑物與黃泥，對其樁體芯樣混凝土試件展開單軸壓強度測試，表明防壓強度都符合規劃強度等級標準。2.3夾層的成因。為掌握問題的性質，仔細研究其產生的主因。原本3#-18樁基成孔后，氣候較好，孔中滲透量少，決定選擇空氣灌注方式成樁[1]。后因為一直陰雨天氣，改成水下灌注混凝土法成樁。在向孔中注入清水時，因為操作不善把護壁臺階上的物質和黃泥沖進孔下，出現軟弱沉淀層。

3操作方案

樁下軟弱夾層的出現，大幅度下降樁基的單樁承載性能。為保證3#-8樁的軸向允許承載力符合設計標準，對該樁實施補強處置。樁體補強施工的標準是清理底下軟弱沉淀層，壓注進水泥漿液，令基礎直接支護于基巖上，進而令樁基可以符合單樁承載力的需求。3.1鉆芯成孔。為清理底下的軟弱沉淀層，選擇吹孔壓漿到樁基下部軟弱層的方法做好補強措施。在原本3#-18樁基隨意鉆芯采樣的1#孔對稱位置再鉆一個2#孔，口徑時0.1m。3.2清孔。把樁頂的浮漿、雜質清理干凈，向孔中灌滿清水，建立一個直徑是0.06m的鋼管和空氣機主管銜接，在鋼管出氣頭建立一個0.02m的彎頭，便于可以在孔下橫向吹孔[2]。將空壓機的出氣管開關打開，慢慢緩從1#孔中伸進樁基底下，邊吹邊施壓，這時樁基底下沉渣物會隨水流由孔中吹出，等吹出的水含砂低且很清時，能確定沉渣物已清理干凈。3.3配備砂漿。所配備的水泥漿液標號是30#，超出樁基混凝土標號，砂漿具備較強的和易性、膨脹性，以確保混凝土密實，同時不離析，水灰比維持在0.4~0.5之間，采用425#硅酸鹽水泥漿液，在水泥漿液內加入適當的膨脹劑與降水劑，配備水泥漿液沁水率低于3%，攪拌后3h沁水率低于2%，免受約束自行膨脹率低于10%，稠度維持在14-18s以內。為保證水泥漿液的質量，對水泥漿液試樣進行了測試。3.4壓漿。把壓漿管置于2#孔的底下，進行壓漿泵處理，水泥漿液于1#、2#孔中同步升高，因為壓力差漿液首先將從1#孔壓出，如果漿液壓漿到13孔時，為確保孔中充滿砂漿，等1#孔口冒出原材料時，堵塞1#孔，此時慢慢提高壓漿管，邊拔邊施壓，把壓漿管提到23孔口時維持一定穩壓悶漿時間，直到壓漿泵智能停止壓漿，而且封閉2#孔。壓漿時要緩慢、均勻處理，不能中斷[3]。當時溫度是5益左右，壓漿時間不能超出45min，這一過程水泥漿液應持續攪動，以避免離析，若由于時間過長而造成流動性下降，則無法通過注水來加大流動性。3.5生產安全施工階段，操作人員要佩戴眼鏡，以避免空壓機意外傷害眼睛。

4效果介紹

處理完一周后，再次展開超聲波測試，從結果中判定樁體完好，可以符合應用性能。

5生產注意事項

淤鉆取壓漿孔時應垂直，鉆至孔底基巖表面，便于可以完全清孔與保障壓漿的均勻性；于清孔過程需縱管和橫管沖壓相統一，以保證裝機底下的沉渣雜合物可以完全被沖出，清孔是操作工藝的核心所在；盂水泥漿液應摻入合適的膨脹劑與活性硅粉，以提高砂漿固結水平與連接性；榆壓漿過程應一直維持壓漿管在孔中混凝土面之下1m位置，以地避免混凝土出現斷層。

6鉆孔事故的防范與處理

（1）塌孔、滲漿。塌孔出現的主因時護筒預埋太淺、周圍回填土不嚴密、操作水位太高、泥漿比重較低等；漏漿主因在于孔壁地層不緊密，間隙率大，滲透性強。處理方法是能增大護筒深度，適當提高泥漿比例，且在塌孔、漏漿位置都用砂礫石和粘土夾片石填充，再反復沖擊，提高孔壁可靠性。（2）卡錘。沖孔操作中卡錘情況十分常見。預防方法：淤及時檢測鉆錘直徑，如果發現鉆錘直徑低于規劃樁徑時，不僅要及時補焊，還要適當填充適當高度后重鉆；于統計鉆錘于不同地層的受損率，結合嵌巖深度在進到中風化巖層時就將鉆錘用足。卡錘的解決方法是：對輕微卡錘，能夠用鉆機和配備起重器提錘；對卡錘明顯的，能先進行水底微量爆破，把鉆錘周圍巖層爆松后再把鉆錘提起。

7結束語

總之，吹孔壓漿操作嵌巖樁底下成渣物屬于一項科技性很強的方法，操作環節應認真、仔細。選擇了科學的吹孔壓漿方法后，令樁基完全可以符合設計應用性能，滿足對其承載性能的需求，尤其是其操作的簡易性、穩定性、低成本性，為解決這類問題帶來良好依據。當然操作后的樁底混凝土和原混凝土的融合受該方法限制，必定存在薄弱沉淀層，在灌注混凝土樁體時，要注意操作、方法、配合等，避免出現質量缺陷。

作者:蒲先鋒 單位:四川省亞通工程咨詢有限公司