淺談鉆孔灌注樁施工工藝

董文霞

（天水高速公路管理處，甘肅 天水 741000）

鉆孔灌注樁其承載力大，適用于各種土質(zhì)，在淺水或陸地橋梁樁基使用中已經(jīng)相當(dāng)普遍。但其施工技術(shù)復(fù)雜，工藝流程相互銜接緊密，施工過(guò)程隱蔽，且多在水下進(jìn)行，影響施工的因素較多，每道施工工序都必須嚴(yán)格要求，任何一道工序出現(xiàn)問(wèn)題將帶來(lái)嚴(yán)重的后果。筆者曾施工的一座6-20m 的大橋，其基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁施工，在該橋灌注樁施工中，重點(diǎn)對(duì)其樁位坐標(biāo)、垂直度、護(hù)筒埋設(shè)、泥漿的制備及清孔、鋼筋籠的制作質(zhì)量、吊放及砼坍落度、首批砼的灌注及砼原材料的選取等方面進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，確保了工程質(zhì)量和工程進(jìn)度。下面筆者結(jié)合該橋梁的施工做法和體會(huì)，從成孔和成樁兩個(gè)方面來(lái)淺談鉆孔灌注樁的施工工藝和質(zhì)量控制。

1 鉆孔灌注樁的成孔

成孔是混凝土灌注樁施工中的一個(gè)重要部分，其施工質(zhì)量如控制得不好，特別容易造成塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端未到設(shè)計(jì)持力層要求等，將嚴(yán)重影響樁身質(zhì)量，造成樁承載力下降。在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)工作：

1.1 樁位坐標(biāo)、護(hù)筒的埋設(shè)、成孔垂直度的施工工藝

鉆孔樁在進(jìn)行鉆孔前，采用全站儀坐標(biāo)控制的方法確定樁位平面位置。用水準(zhǔn)儀測(cè)定各樁孔的井口標(biāo)高，并在鉆機(jī)上掛牌記錄。鉆機(jī)就位前，須將基礎(chǔ)墊平夯實(shí)，以免鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)發(fā)生傾斜。鉆機(jī)安裝就位后，應(yīng)精心調(diào)試，確保施工中不發(fā)生傾斜、移位等影響施工質(zhì)量的情況。

護(hù)筒有其固定樁位，隔離地面水免其流入井孔，保護(hù)孔口不坍塌；引導(dǎo)鉆頭下落方向；保護(hù)孔內(nèi)水位高出地下水位或施工水位一定高度，形成孔內(nèi)向孔壁的靜水壓力以維護(hù)孔壁免于坍塌等作用。護(hù)筒選用中，采用堅(jiān)實(shí)不漏水的鋼護(hù)筒，人工配合機(jī)械開挖護(hù)筒坑，坑尺寸為護(hù)筒直徑增加1m，基坑挖掘完畢，人工安裝護(hù)筒，護(hù)筒直徑比樁徑大200mm，其位置校核無(wú)誤后，護(hù)筒周圍分層回填粘土并夯實(shí)，護(hù)筒埋設(shè)深度為2—4m。

樁孔的垂直度是確保樁身質(zhì)量的一個(gè)重要條件。為了保證成孔的垂直度滿足設(shè)計(jì)要求，施工中前要擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，當(dāng)成孔深達(dá)5m時(shí)，應(yīng)檢查鉆桿垂直度，確保成孔垂直度在1%以內(nèi)，待各方面均正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，方可開始加速鉆孔，此后還要經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度。在樁架就位后，應(yīng)及時(shí)復(fù)核樁架底座的水平和樁具的總長(zhǎng)度，并作好記錄。

1.2 鋼筋籠的制作質(zhì)量及吊放

鋼筋籠的制作應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和起重設(shè)備能力整全或分節(jié)制作，分別吊放。其制作前，首先應(yīng)檢查鋼材的合格證或質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，并按現(xiàn)行鋼筋檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)取樣試驗(yàn)，不符合質(zhì)量要求的鋼材嚴(yán)禁使用；檢查鋼筋種類、型號(hào)和直徑是否符合規(guī)范、設(shè)計(jì)要求；檢查鋼筋表面有無(wú)油漬、漆皮、鱗皮、鱗銹，如有必須清除干凈；檢查合格后，可根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范要求來(lái)制作鋼筋籠。鋼筋籠骨架的主筋盡量為整根（對(duì)短樁言），需要接長(zhǎng)時(shí)，不宜采用捆綁連接，以防松動(dòng)變形，宜采用搭接焊的方法來(lái)接長(zhǎng)，接頭錯(cuò)開，在同一截面內(nèi)，接頭數(shù)量不超過(guò)鋼筋總數(shù)的50%，焊接的長(zhǎng)度不應(yīng)小于5d(d 為鋼筋直徑)。成品鋼筋籠應(yīng)保證其順直，尺寸準(zhǔn)確，其直徑、主筋間距、箍筋間距及加強(qiáng)箍筋間距施工誤差均不大于20mm。為保證鋼筋籠主筋保護(hù)層厚度可在主筋上每隔2米左右對(duì)稱設(shè)置4 個(gè)鋼筋牛耳。

清孔后應(yīng)立即進(jìn)行吊放鋼筋籠，吊放時(shí)對(duì)準(zhǔn)孔位，盡量豎直輕放、慢放，遇障礙物可慢起慢落和正反旋轉(zhuǎn)使之下落，不允許高起猛落，強(qiáng)行下放，防止因碰撞而引起樁孔坍塌。鋼筋籠入孔后，為防止鋼筋籠在灌注砼過(guò)程中發(fā)生掉籠或鋼筋籠的上浮，應(yīng)在其上端對(duì)稱焊接四根與主筋直徑相同的鋼筋，固定焊接在護(hù)筒頂部。

1.3 泥漿的制備和清孔

泥漿的制備和清孔是確保鉆孔工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如在第一次清孔時(shí)泥漿比重控制不當(dāng)，或在提鉆具時(shí)碰撞了孔壁，就可能會(huì)發(fā)生坍孔、沉渣過(guò)厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來(lái)很大的困難。因此，在起落鉆頭時(shí)，要謹(jǐn)慎小心，防止碰撞護(hù)筒，在提出鉆具后用測(cè)繩復(fù)核成孔深度，如測(cè)繩的測(cè)深比鉆桿的鉆探小，要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。鉆孔泥漿由水、粘土（選用塑性指數(shù)IP＞10 的黏性土或膨潤(rùn)土進(jìn)行造漿）和添加劑組成，作用是平衡樁孔保證不塌孔，不縮頸。在鉆孔中，泥漿的相對(duì)密度大于水的相對(duì)密度，因此，在護(hù)筒內(nèi)同樣高的水頭，泥漿的靜水壓力比水大。由于靜水壓力的作用，泥漿可在孔壁形成一層泥皮，阻隔孔外滲流，保護(hù)孔壁的坍塌；此外泥漿還起浮懸鉆渣的作用，使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動(dòng)被帶出樁孔，最終將孔內(nèi)的沉渣清干凈，防止樁底留存過(guò)厚沉淀而降低樁的承載力，所以清孔后沉渣厚度（清孔后孔底沉渣應(yīng)小于50mm）和泥漿比重是很重要控制指標(biāo)。該大橋施工中，施工單位為了施工的快捷，在下放鋼筋籠和灌注砼的導(dǎo)管安裝完畢后不準(zhǔn)備進(jìn)行二次清孔，直接進(jìn)行砼灌注，筆者及時(shí)發(fā)現(xiàn)后嚴(yán)令進(jìn)行第二次清孔。因孔內(nèi)原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導(dǎo)管這段時(shí)間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣，影響樁基工程的質(zhì)量。

2 鉆孔灌注樁成樁過(guò)程

2.1 砼原材料的控制

要根據(jù)鉆孔灌注樁砼設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量、規(guī)格。要嚴(yán)格檢查驗(yàn)收進(jìn)場(chǎng)原材料的質(zhì)保書（水泥出廠合格證、化驗(yàn)報(bào)告、砂石化驗(yàn)報(bào)告），如發(fā)現(xiàn)實(shí)樣與質(zhì)保書不符，應(yīng)立即取樣進(jìn)行復(fù)查，對(duì)不合格的材料（如水泥、砂、石、水質(zhì)），嚴(yán)禁用于混凝土灌注樁。

2.2 砼灌注過(guò)程中砼配合比、攪拌時(shí)間、坍落度的控制

砼配合比必須具備良好的和易性，其配合比必須通過(guò)試驗(yàn)確定，強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)規(guī)定。該橋梁基礎(chǔ)施工中，砼選用中粗砂，含砂率控制在40%～45%，粗骨料最大粒徑＜40mm，砼配合比良好。因此，砼配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進(jìn)行調(diào)整。為使每根樁的配合比都能正確無(wú)誤，在混凝土攪拌前都要復(fù)核配合比并校驗(yàn)計(jì)量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格計(jì)量和測(cè)試管理，并及時(shí)填入原始記錄和制作試件。

為了保證混凝土的質(zhì)量和澆筑的連貫和流暢性，嚴(yán)格控制了混凝土攪拌時(shí)間和塌落度。攪拌機(jī)拌合時(shí)間不小于90S，過(guò)長(zhǎng)和過(guò)短的攪拌時(shí)間都不利于混凝土的質(zhì)量。塌落度過(guò)小，容易造成堵管，塌落度過(guò)大，影響混凝土的強(qiáng)度和樁基的質(zhì)量，混凝土坍落采用18cm～20cm。當(dāng)灌注至距樁頂標(biāo)高8m～10m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坍落度調(diào)小至12cm～16cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強(qiáng)度。

2.3 導(dǎo)管的安裝、抽拔和埋管深度

鉆孔灌注樁水下砼的施工主要是采用導(dǎo)管灌注，導(dǎo)管在試用前，必須進(jìn)行導(dǎo)管拼裝、試壓，確保導(dǎo)管無(wú)漏水、滲水現(xiàn)象。在整個(gè)澆灌過(guò)程中，要隨時(shí)了解混凝土的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋入深度。導(dǎo)管埋置深度最小不得少于1 米，最大不得大于6m，一般控制在2～4m，提升和拆卸導(dǎo)管要實(shí)行雙控制，既要測(cè)量孔內(nèi)砼量核對(duì)導(dǎo)管的埋深，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提升到混有泥漿的砼夾層內(nèi)，造成斷樁。澆灌砼應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。鉆孔內(nèi)砼每小時(shí)的上升速度不得小于2m。

2.4 首批砼數(shù)量的控制

在灌注前，應(yīng)計(jì)算好首批砼的灌注數(shù)量V，此值能使導(dǎo)管埋入混凝土的深度至少1m。在灌注前，應(yīng)提升導(dǎo)管底口距井孔底保留間隙0.2-0.4cm，使砼能從間隙中流出。在首批砼的灌注前，為防止砼分散落入導(dǎo)管中，以便漏斗和儲(chǔ)料槽能儲(chǔ)存首批需要一次集中灌注的砼，應(yīng)在漏斗底口處設(shè)置隔水設(shè)施。

砼灌注高度應(yīng)高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5～1.0m，以便清除浮漿、保證樁頂質(zhì)量。其預(yù)加高度應(yīng)在基坑開挖開鑿除，鑿除時(shí)必須防止損壞樁身。

3 結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過(guò)程屬隱蔽工程項(xiàng)目，質(zhì)量控制比較困難。其質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)橋梁的質(zhì)量安全，通過(guò)施工實(shí)踐，筆者認(rèn)為不但要保證鉆孔樁的施工質(zhì)量，還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理人員的責(zé)任心，以防為主，對(duì)樁基各個(gè)施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工，只用這樣，樁基的質(zhì)量控制才能全方面得到保證。