橋梁樁基的鉆孔灌注施工技術

鄭 勇

（河南省交通建設工程有限公司 河南 鄭州 450052）

鉆孔灌注樁適用于工業建筑、民用建筑、道路橋梁建筑的基礎設施，它不受地下水位的限制，對地基的要求也不嚴格，在橋梁的基礎處理中應用的最為廣泛。目前橋梁有公路橋，公鐵兩用橋，大多部分還是跨水橋，施工環境相對較為復雜性，使橋梁鉆孔灌注與工業、民用建筑相比施工難度增大。

鉆孔灌注樁施工應根據施工現場的地質條件、施工環境、鉆機設備、樁徑大小和鉆孔深度等選擇使用的鉆具和鉆孔方法。 常見的鉆孔方法有正循環鉆機鉆孔、反循環鉆機鉆孔、沖抓鉆機鉆孔。不管采用何種鉆孔設備和鉆孔方法，鉆孔前應先熟悉鉆孔的一般規定并做好鉆孔準備。

1 鉆孔灌注樁的施工準備

1.1 施工場地準備

首先應根據地形條件、施工要求，平整施工場地、清除施工范圍內障礙物，綜合考慮進出場施工道路、場地的施工材料的運輸、泥漿、混凝土的泵送、運輸。然后布置鉆孔的場地，鉆機場地平面尺寸應根據樁基的設計的尺寸、鉆機的數量、鉆機的類型、底座尺寸、鉆孔方法等。

樁基的施工位于水下時，施工平臺應高于最好水位0.5m 以上。在深水中施工時，可以采用浮式施工平臺、鋼管樁平臺和雙壁鋼圍堰平臺。 施工平臺應能夠承受工作時所有可能存在的動載和靜載，并盡可能的穩定牢固。

1.2 施工前預設護筒

埋設護筒是鉆孔灌注樁施工不可缺少的準備工作。護筒可以保證主要是保持泥漿的水位，防止坍塌。另外護筒還可以起到定位、控制樁定標高，保護孔口，防止地面的雜物墜入孔內，影響樁基的質量。 一般情況下要求護筒直徑比樁徑大300mm 左右， 并且應盡量保證護筒的中心與樁的中心在一條直線上。 旱地、淺水處的護筒往往采用挖坑埋設法、護筒底部和四周所填粘質土必須分層夯實。 但對于深水處的護筒設置，應嚴格注意平面位置、豎向傾斜和兩節護筒連接質量均要符合要求，護筒連接處筒內無突出物，且不漏水。 沉入時可采用壓重、振動、錘擊并輔以筒內除土的方法。

1.3 鉆孔設備的準備

鉆孔設備很多， 應根據施工要求和地質情況選擇合適的鉆孔設備。常見的鉆機設備有正循環回轉鉆機、反循環回轉鉆機、正循環潛水鉆機、反循環潛水鉆機和全護筒沖抓鉆機等。 施工前因根據施工設計和地質情況選擇合適的鉆機設備，另外還要結合鉆土層的粒徑、碎石土的含量、鉆孔的深度、直徑。

2 鉆孔施工工藝

2.1 正循環鉆孔

正循環鉆孔適用于砂黏土、 黏土、 粉砂土以及含有粒徑不超過4mm 含量不超過20%-30%的砂礫等土層，鉆孔直徑不超過1.0m,深度不宜過大。

鉆孔前應在測定的樁位、準確埋設護筒，用以固定鉆孔位置；隔離地面水；通過提高井內的水頭以增大井內的水壓力；穩定孔口的土壤和雜物不掉進孔內，影響樁的質量。

護筒內徑應大于樁徑，護筒在構造上必須堅固、耐用、輕便、不漏水。

在陸地和淺灘直接埋設護筒時，埋設深度應根據地下水位或河道水位的高度確定，保證筒內有1m 以上的水頭高度，護筒頂面必須高出施工水位。護筒底端應埋入天然地層，冰凍地區護筒應穿透凍層。在深水小于3m 的淺水處安放護筒，一般須圍堰筑島，島面應高出施工水位的0.6-0.7m,有時為了減少筑島填土體積，可適當提高護筒的高度。當樁位處無法圍堰筑島時，可先將套箱或套筒內安放護筒。在水深大于3m 的深水河床安放護筒，通常利用浮船工作平臺，應盡量保證浮船的穩定性、牢固性。

正循環鉆機鉆孔時用泥漿護壁和排渣。在粘性土中泥漿相對密度取16-19pa.s, 在砂性土中泥漿相對密度取1.2-1.3 較宜。 另外要求泥漿的含砂率一般要求不大于6%。應根據地形條件及鉆孔樁多少，地形變化情況，制備泥漿。為了節省黏土可利用循環泥漿。應根據樁位布置情況，設泥漿溝、沉淀池、儲漿池及制漿筒，以使孔內溢流出的帶渣泥漿經沉淀后再返回儲漿池使用。

施工中應注意一下幾點，保證鉆孔質量：

1）在鉆孔過程中應根據土質情況控制鉆井速度和泥漿稠度，以防止塌孔、偏孔、卡孔和旋轉鉆孔負荷超載的情況的發生；

2）鉆孔作業應分班連續進行，應經常對鉆孔泥漿進行試驗，經常注意土層的變化，并取土渣樣試驗，并與原來勘測的地質剖面圖核對；

3）鉆井過程中須用檢孔器檢驗孔的質量，檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設計孔徑，長度要取孔徑長度的5 倍左右。 每次換鉆前都應檢驗孔。 不可采用重壓、沖擊或強插檢孔器的方式；

鉆孔施工完成后要立即進行清孔，清孔時可將空氣吹吸管接上高壓膠管，吊進孔底，用氣流擾動渣漿和清掃孔底，在開動空壓機吸取泥漿時，應開動水泵向孔內注入清水，以保持水頭高度。常見的清孔方法有抽漿法、換漿法、掏渣法和噴射法等。 清孔的目的是抽取孔內泥漿，清除鉆渣和沉淀層，盡量減小孔底沉淀厚度，另外清孔的是為灌注混凝土創造條件。 鉆孔的深度達到設計厚度后，應對孔深、孔徑進行檢查，符合設計要求后方可清孔。

不論用采取何種清孔方法，在清孔排渣時，必須注意保持孔內水頭，防止坍塌。 清孔后應從孔底提出泥漿試樣，進行性能指標試驗，試驗結果應符合設計的規定，不可用加深鉆孔的深度方法代替清孔。

2.2 全套筒沖抓鉆機鉆孔

除去一般鉆機的準備工作外，在鉆機就位前應安裝鉆機支腿的四塊鋼墊板，同時操作前后支腿，使鉆機保持水平，而后安裝底部護筒，安裝護筒頂端向圈，安裝抓斗或沖錘。 在開挖操作時，豎起操作支架，使其對準鉆孔中心，并利用搖管裝置安放護筒。利用抓斗挖掘土，這樣可以避免抓土沖擊過甚，撞擊護筒，下鋼護筒與抓土交替進行。

在抓挖過程中，盡量保證護筒內的水位高于外面的水位1-3m 左右，防止砂石涌入護筒，引起地面坍塌。

2.3 反循環鉆孔

反循環鉆孔，鉆渣時依靠泵吸或氣舉的方法，將鉆渣通過空心鉆桿或管道排出井外。 在鉆孔直徑大于1.0m 時，應采用反循環工藝。 反循環鉆孔主要靠靜水水頭壓力， 應保證護筒內的水位高于地下水位。反循環的鉆機泥漿不起排渣作用，故其相對密度較低。 反循環鉆機在停止鉆進后再由泵吸或氣舉方式在很短時間的排渣，出口泥漿與井口入泥漿相對密度相同時，即終止清孔，進行下道工序。

鉆孔施工作業是鉆孔灌注樁施工的一道重要施工工序，是后續工作施工進行的保證。只有根據工程質報告、設計要求、施工環境等條件選擇合適的鉆孔施工方法，才能保證鉆孔的質量，為后續的灌注混凝土施工打下基礎。

3 鉆孔灌注樁的病害處理措施

鉆孔樁在施工中通常會有護筒冒水、孔壁塌陷、縮頸、鉆孔偏斜、樁底沉渣過多等病害。 要及時的做出調整控制措施，在有冒水現象發生時要立即停止施工，用粘土在四周填實加固；孔壁塌陷要下鋼筋籠時做好位置測量，盡量的縮短施工時間；縮頸時采用上下反復掃孔的辦法；為防止鉆孔的偏斜，盡量采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機，在堅硬地區放慢打孔速度，發生偏斜時，提起鉆頭反復鉆幾次，在偏斜上部半米處重新打孔；樁底的沉渣要不斷的清洗，置換用水，控制泥漿的比重和粘度，使用質量較好的泥漿。

在含水量較多的地方施工時，要控制離析、夾泥的現象發生，施工前反復清除徹底孔壁和孔底，控制泥漿和含砂率。 灌注前要進行坍落度的試驗。澆筑時控制導管的高度，不要因導管過高引起斷樁，控制混凝土的質量，摻加必要的外加劑，改善水泥混凝土的性能。

［1］北京市政工程局，編.市政工程施工手冊[Z].北京：中國建筑工業出版社，1995.

［2］張寶林，等，主編.市政公用工程質量檢驗評定標準匯編[S].北京：中國建筑工業出版社，1999.

［3］張明君，主編.城市橋梁工程[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

［4］黃興安，主編.市政工程質量通病防治手冊[Z].北京：人民交通出版社，1999.