鉆孔灌注樁施工工藝淺析

曹艷艷

摘 要：鉆孔灌注樁在我國橋梁樁基施工中是一項(xiàng)應(yīng)用十分廣泛的施工技術(shù)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，在水利工程、房屋建筑及市政工程中得到了大量的推廣和廣泛的應(yīng)用。但由于鉆孔灌注樁的施工工序較多，既要保證成孔安全，又要保證成樁質(zhì)量，必須做好每道工序的工作質(zhì)量及工序間的銜接。本文對鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工工藝；分析

一、適用范圍

本工藝適用于橋梁樁基、水利工程、房屋建筑工程及市政工程中的基礎(chǔ)處理工程施工，適用地層為粘性壤土地層及粘土地層。

二、工藝原理

本工法是采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)自造泥漿護(hù)壁成孔，孔內(nèi)土體通過鉆頭切割與攪拌形成泥漿，最終通過泥漿泵正循環(huán)排出孔外；鋼筋骨架分節(jié)制作，汽車吊吊裝就位，孔口焊接下放鋼筋籠；直升導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土澆筑的施工工藝。

三、施工工藝流程及操作要點(diǎn)

1、成孔施工

（1）定位放樣

根據(jù)施工圖紙，測量人員采用全站儀測量放點(diǎn)，精確放出各樁的中心位置，同時(shí)埋設(shè)樁中心的縱向、橫向定位標(biāo)志及護(hù)樁，經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行施工，施工中經(jīng)常進(jìn)行復(fù)測。

（2）護(hù)筒埋設(shè)

①護(hù)筒采用壁厚4mm鋼護(hù)筒，內(nèi)徑大于鉆頭直徑100～150mm，在護(hù)筒上端開設(shè)1個(gè)出漿口，規(guī)格為40×40cm。

②護(hù)筒高出施工平臺(tái)10～30cm，底部及周圍用粘土回填，分層夯實(shí)校正樁位后用細(xì)線拉出樁中心十字線，并用紅漆標(biāo)記在護(hù)筒上，施工時(shí)要經(jīng)常測量復(fù)核其準(zhǔn)確性，護(hù)筒底標(biāo)高應(yīng)高于地下水位標(biāo)高，護(hù)筒埋深根據(jù)地下水位、樁徑和鉆頭長度確定，一般約1.5m。

（3）鉆機(jī)就位

對鉆機(jī)下部墊層進(jìn)行夯實(shí)后，再搭設(shè)施工平臺(tái)，水平尺找平，鉆機(jī)就位后必須平整、穩(wěn)固。每班由工段長或班長檢查（測）不少于3次，發(fā)現(xiàn)不符合要求的立即糾正。

（4）泥漿制作

鉆孔用泥漿主要采用自造漿，開鉆時(shí)可在孔內(nèi)加入適量的粘土并采用低速、慢進(jìn)造漿，然后正常鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過程中嚴(yán)格控制泥漿參數(shù)，保護(hù)孔壁不坍塌、縮徑及保證樁的灌注質(zhì)量。沖洗液循環(huán)系統(tǒng)由泥漿池、沉淀池排水槽組成，應(yīng)滿足鉆進(jìn)過程中沉渣、清渣、排漿的要求，并經(jīng)常進(jìn)行清理，保持泥漿性能，每班檢測不少于3次。沉淀池中的沉渣應(yīng)及時(shí)清理運(yùn)走，廢漿及時(shí)抽漿外排，或暫存廢漿池。

（5）鉆進(jìn)成孔

鉆孔灌注樁采用正循環(huán)，三翼單腰帶刮刀鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔，原土造漿護(hù)壁，正循環(huán)兩次清孔工藝。開孔前檢查鉆頭直徑是否能達(dá)到設(shè)計(jì)樁徑要求，校核樁位、孔口標(biāo)高及樁孔編號(hào)，經(jīng)檢驗(yàn)準(zhǔn)確無誤后方可開工。鉆進(jìn)時(shí)，開始2～5m要輕壓慢轉(zhuǎn)，采用低檔低速鉆進(jìn)。鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)為：轉(zhuǎn)速40～70r/min，壓力10～20kN，泵量1000～1500L/min。

鉆進(jìn)過程中應(yīng)注意以下問題：

①鉆進(jìn)過程中每鉆進(jìn)3m要檢查一次鉆桿的垂直度和轉(zhuǎn)盤的水平度，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)及時(shí)調(diào)整。

②鉆進(jìn)過程由專人經(jīng)常測定泥漿的技術(shù)參數(shù)，及時(shí)調(diào)配泥漿，黏度大、含砂率高的泥漿及時(shí)外排，沉淀池廢渣及時(shí)挖除。

③在鉆進(jìn)過程中根據(jù)鉆進(jìn)及返漿帶渣情況，明確記錄地層的地質(zhì)情況，若遇特殊地層則及時(shí)采取措施，整個(gè)鉆進(jìn)過程中盡可能避免鉆機(jī)振動(dòng)、移位。

④終孔過程中采取計(jì)算鉆具長度、機(jī)高、機(jī)上余尺的方法計(jì)算孔深，鉆孔完畢后用測繩再次測定實(shí)際孔深，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后方可進(jìn)行下一步施工。

⑤鉆孔結(jié)束后，孔位、孔徑、垂直度（傾斜率）可采用自制檢孔器檢驗(yàn)。檢孔器采用外徑為基樁鋼筋籠直徑加35～40mm（但不得大于鉆頭直徑），長度為5倍外徑的自制鋼筋籠。

（6）清孔

①鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，孔深、孔徑等檢查合格后進(jìn)行清孔。清孔時(shí)應(yīng)將鉆具提離孔底50cm，大泵量清孔。

②為保證樁的質(zhì)量，在下入導(dǎo)管后，進(jìn)行二次清孔，保持孔內(nèi)泥漿相對密度1.03～1.10，含砂率<2%，粘度17～20Pa·s，并確保灌注前的孔底沉渣厚度不大于0.2m。

2、成樁施工

（1）鋼筋籠制作

根據(jù)施工圖紙分段制作，按照鋼筋制作規(guī)范施行。搭接處采用雙面焊接，搭接長度按照施工圖紙執(zhí)行，同一截面焊接根數(shù)不大于1/2，接頭間距不小于35d。螺旋箍筋搭接長度不小于300mm。按設(shè)計(jì)要求在骨架外側(cè)設(shè)置控制保護(hù)層厚度的鋼筋，骨架頂端兩側(cè)設(shè)置吊環(huán)。

（2）鋼筋籠焊接及驗(yàn)收要求

制作好的鋼筋籠經(jīng)過驗(yàn)收后，要標(biāo)明堆放，并做好防護(hù)，鋼筋籠存放時(shí)應(yīng)在加強(qiáng)筋內(nèi)部加設(shè)“十”字鋼筋支撐，防止鋼筋籠失圓。以防止受潮生銹及變形。

（3）鋼筋籠的安放

清孔結(jié)束后，盡快進(jìn)行鋼筋籠的吊裝安設(shè)工作。鋼筋籠安放前要再次對鋼筋籠進(jìn)行檢查核對，確保鋼筋籠符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

①采用汽車吊吊裝鋼筋籠；

②下放鋼筋籠前，根據(jù)護(hù)筒標(biāo)高，再次測量孔深，配備相應(yīng)的枕木和壓桿。

③鋼筋籠安放必須垂直對中，不碰孔壁，吊筋或壓桿的橫擔(dān)不得壓在護(hù)筒上及可能引起孔壁坍塌的范圍內(nèi)，應(yīng)將壓桿、橫擔(dān)支撐在枕木上。

④鋼筋籠定位采用壓桿與鋼筋籠相連接，根據(jù)護(hù)筒標(biāo)高計(jì)算出地面標(biāo)高后，把鋼筋籠下放到位，將壓桿固定在孔口橫擔(dān)上，以防止灌注砼時(shí)鋼筋籠上浮或下移。

（4）安放導(dǎo)管

①導(dǎo)管采用φ250mm的鋼管，導(dǎo)管間采用絲扣連接。接導(dǎo)管前先洗凈連接頭，連接必須緊密，嚴(yán)禁滲漏。導(dǎo)管每節(jié)長度一般3m左右，最下端一節(jié)長度不小于4m，并配置1m、0.5m等短管調(diào)節(jié)導(dǎo)管長度。

②導(dǎo)管下放前在地面試壓檢查其連接的密封性，根據(jù)鉆孔深度，試水壓力一般不小于0.6～1.0MPa。

③孔內(nèi)居中下入導(dǎo)管，導(dǎo)管下端距離孔底約0.3～0.5m。

（5）混凝土灌注

①在混凝土灌注前，進(jìn)行二次清孔，并測量孔底沉渣厚度。

②按照施工配合比拌制砼，并保證供應(yīng)強(qiáng)度，確保在最先澆筑的砼初凝前澆筑完畢。

③首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度≥1.0m和填充導(dǎo)管底部的需要。

④灌注過程中，導(dǎo)管埋置深度控制在不小于2.0m，防止拔管過多造成斷樁或夾層。灌注時(shí)專人負(fù)責(zé)檢查記錄，隨時(shí)觀察管內(nèi)混凝土下降及孔口返水情況。

⑤首批砼灌注后，樁孔混凝土面高出鋼筋籠底部1m時(shí)，降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土上升到骨架底口4m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口高于骨架底部2m時(shí)，恢復(fù)正常灌注速度。

⑥當(dāng)灌注接近樁頂時(shí)，應(yīng)及時(shí)量測樁頂標(biāo)高，使灌注樁的樁頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出50～100cm，混凝土灌注過程中，用重錘或測桿檢查樁頂標(biāo)高。

⑦在灌注過程中或?qū)⒔Y(jié)束時(shí)，核對混凝土的灌入數(shù)量，以確定所測混凝土的灌注高度的準(zhǔn)確性。灌注結(jié)束后，整理、沖洗現(xiàn)場，清洗導(dǎo)管及工器具，護(hù)筒在灌注完畢后提起。

（6）清理樁頭、成樁檢測

為確保樁頂質(zhì)量，樁頂砼面標(biāo)高宜高于設(shè)計(jì)標(biāo)高50～100cm。在砼灌注結(jié)束后，保留10～20cm待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上后進(jìn)行鑿除，并報(bào)請檢測部門對樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測。

（7）特殊情況處理

①預(yù)防斷樁、夾泥、縮徑，減少泥皮厚度的措施

a、灌注過程中隨時(shí)測定混凝土面高度，保證導(dǎo)管埋深在2～6m范圍內(nèi)。

b、防止灌注混凝土的過程中堵塞導(dǎo)管是在灌注漏斗上加篩網(wǎng)（必要時(shí)），防止大塊碎石進(jìn)入導(dǎo)管而堵管；導(dǎo)管內(nèi)壁必須光滑順暢，不得有結(jié)塊砼或其它物品粘附在管內(nèi)壁。

c、使用好的泥漿，保證泥漿的質(zhì)量，快速成孔，減少清孔至灌注混凝土的時(shí)間間隔。灌注前洗孔：泥漿比重、粘度、含砂量、孔底沉渣滿足要求指標(biāo)。

d、鉆進(jìn)中產(chǎn)生的泥漿粘度、比重等始終保持設(shè)定的允許范圍內(nèi)，隨時(shí)清挖排除廢渣廢液，若有超標(biāo)時(shí)應(yīng)及時(shí)稀釋，應(yīng)先清洗后稀釋。

e、混凝土灌注至距頂部3m時(shí)，向孔內(nèi)放水稀釋泥漿或?qū)?dǎo)管在砼的埋深減為1.0m，以減少混凝土排除泥漿的阻力，防止樁頂產(chǎn)生瓶頸現(xiàn)象。

f、鋼筋籠下到設(shè)計(jì)標(biāo)高及防止上浮下沉措施：防止鋼筋籠的上浮和下沉，除采用剛性大的壓桿外，當(dāng)灌注混凝土返至鋼筋籠底部以上1m左右時(shí)，適當(dāng)放慢灌注速度，待混凝土面超過鋼筋籠底部3～4m，再保持正常灌注速度。

②處理斷樁措施

在灌注過程中，如因故把導(dǎo)管下口提出混凝土面，或停灌，即會(huì)產(chǎn)生斷樁，則可采取如下?lián)尵却胧?/p>

a、當(dāng)灌注混凝土量少、埋籠淺或未埋籠時(shí)，將籠拔出，重新下鉆掃孔，用反循環(huán)鉆機(jī)把孔內(nèi)混凝土掃開，吸出孔內(nèi)砂、石及其攜帶的沉淀?？咨顫M足要求后重新下籠、下導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，重新灌注砼。

b、在灌注的后期，可將導(dǎo)管拔出并進(jìn)行清洗，然后加裝底蓋閥并將導(dǎo)管及料斗內(nèi)灌滿混凝土后再插入孔內(nèi)混凝土面1～2m以下，然后剪斷底蓋閥的吊繩并提起導(dǎo)管（約0.5m），使混凝土排出，并繼續(xù)灌注至要求的高度。

四、結(jié)語

總之，鉆孔灌注樁成孔施工采用正循環(huán)方法能適用于多種較為復(fù)雜的地層，尤其是壤土地層，成孔質(zhì)量好，孔壁穩(wěn)定性好，不易塌孔，擴(kuò)孔率小，效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 林建清.鉆孔灌注樁在公路橋梁中的施工技巧[J]. 福建建材. 2015（04）.

[2] 魏建發(fā)，方良堂.公路橋梁施工中鉆孔灌注樁質(zhì)量控制分析[J]. 江西建材. 2014（23）.