鉆孔灌注樁在橋梁樁基工程中的施工方法研究

摘 要：在高速公路建設中，橋梁樁基工程占有重要地位，只有穩定、高質量的樁基工程，才能保證整個高速公路建設的健康發展。本文結合廣深沿江高速公路K9+074～K38+100段的橋梁工程實際情況，對高速公路橋梁樁基工程的鉆孔灌注樁施工方法進行了分析探討。

關鍵詞：高速公路橋梁；樁基工程；鉆孔灌注樁；施工方法

廣州至深圳沿江高速公路起于黃埔經濟技術開發區，接G107國道，終于深圳市南山區月亮灣接深港西部通道，是繼廣深高速公路之后粵港的第二條南北通道。其中A1合同段起于廣州市黃埔區雙沙，與107國道相接（起點樁號K0+000），終點為環保路高架橋（終點樁號K38+100），路線全長38.1km，合同工期32個月。其中K9+074～K38+100段路基、橋梁工程（全長29.026km）由廣東省長大公路工程有限公司負責施工。下面結合K9+074～K38+100段橋梁樁基工程的施工經驗，談談具體的橋梁樁基工程中鉆孔灌注樁的施工方法。

1 樁基放樣

在施工準備階段及施工過程中熟悉勘測設計單位所提交的樁志。在點交過程中進行復核，發現問題及時提出處理。根據設計資料在施工現場布設測量控制網和施工水準點，用型全站儀采用坐標法直接放樣至每個樁基的中心。在鉆孔的護筒四周埋好固定護樁，又叫騎馬樁或十字樁，用兩根線十字交叉，交叉點對準樁中心點，再用鋼卷尺量出（等或不等）距離并做好記錄以備在鉆孔過程中隨時檢查樁孔的中心偏位。

2 埋設護筒

根據橋梁工程地質及水文地質條件，護筒采用鋼護筒。鋼護筒根據鉆孔樁的直徑用5mm厚鋼板卷制而成。護筒內徑大于樁徑300mm。將鋼護筒吊裝入孔內后定位，在護筒外側四周與孔壁間填充粘土夯實。在護筒埋設過程中一定要控制好護筒的中心位置偏差，垂直度偏差。護筒的頂端高程，埋置深度，與樁線的偏差符合技術規范要求。

護筒頂端高程，高出地面0.3或水面1.0～2.0m。一般情況埋置深度為2～4m，特殊情況加深以保證鉆孔和灌注砼的順序進行。有沖刷影響的河床，要沉入局部沖刷線以下不小于1.0～1.5m。

3 搭設鉆孔平臺

在平整施工場地后，在每個樁孔除護筒范圍外，縱向每隔50cm鋪設一根枕木，鋪設長度要比鉆機稍長，鋪設的枕木的標高誤差不得超過2cm。當地質條件差時，可用幾層枕木縱向和橫向交差鋪設。當平臺搭好以后，用25t汽車吊把鉆機吊到平臺上，調整平穩固定以后再試機。

4 泥漿的制備及泥漿循環系統

鉆孔樁泥漿一般由水、粘土及添加劑組成，根據鉆孔經驗和地層情況，采用高效聚丙烯銑氨不分散低固相泥漿。

5 鉆孔

本標段位于廣州市黃埔區及東莞市，主要為三角洲平原地貌，局部見低矮殘丘。鉆孔施工時采取了以下措施：（1）鉆機的基礎場地堅實、平整，鉆機底座調整平穩牢固。（2）鉆機安裝完畢后，連接好泥漿循環系統，確認各項工作正常后，方可開始鉆進。（3）鉆進作業分班連續進行，堅持交接班制度，做好交接班記錄，交代鉆進情況及下一班應注意事項。（4）鉆進時，先向孔內運送泥漿，再開動鉆機。泥漿從護筒口流入，然后從鉆頭的鉆桿下吸進，通過鉆桿中心排至沉淀池內，泥漿在沉淀池內沉淀后再流入孔內，如此循環反復。初鉆時，應慢速以小沖程鉆進，待導向部位或鉆頭全部進入地層后，方可加速鉆進。（5）根據不同的地質條件，選擇適當的沖程，以便達到最佳的鉆進效果。在通過堅硬密實卵石層時采用高沖程，在通過松散砂、礫類土或卵石夾土層中時宜采用中沖程，以防止沖程過高，對孔底振動過大，引起塌孔。在易坍塌地段采用小沖程，并提高泥漿的粘度和相對密度。（6）在開孔和整個鉆進過程中，應隨時注意孔內的水位，經常測量泥漿的相對密度和粘度，保持穩定流量。（7）在通過漂石或巖層時，如表面不平整應先投入粘土、小片石，將平面墊平，再沖擊鉆進，防止發生斜孔、坍孔事故。（8）要注意均勻地松放鋼絲繩的長度，并隨時檢查鋼絲繩的完好情況，磨損、斷絲超過規定時，禁止使用，必須更換新品。

6 成孔

先用回轉鉆機掃去覆蓋層，到達護筒底口后，改為沖擊鉆，在護筒底口分層拋填粘土、片石。反復沖填（3次以上），以護好護筒底口，防止滲水、漏砂、塌孔。進入巖層后，視巖石硬度情況確定沖程，若巖石強度較低，沖程應略低（2.5～3M左右）。穿越溶洞頂板時，低沖程進尺，防止打空錘。派專人觀察孔口液面，一旦發現漏水，溶洞頂板打穿，立即補水，快速拋填足夠的片石、粘土填充封堵，待液面穩定后繼續沖擊。

斜面開孔、溶槽、石筍等情況，也應拋填強度比巖石稍高的片石，反復沖擊處理，保證成孔垂直度。

整個沖進過程中均嚴格加強管理，經常觀察。防止沖成十字孔。繩卡，吊桿等關鍵部位每隔一小時提鉆檢查一次，防止掉鉆、卡鉆。嚴密的施工組織管理是成敗的關鍵。鉆孔過程中，試驗室應及時實地做好鉆孔芯樣采集工作。

7 清孔

鉆孔達到設計規定深度后，且成孔質量符合設計要求應立即進行清孔。清孔時，孔內水位保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止鉆孔內的任何塌陷。

清孔時，將附著于護筒壁的泥漿清洗干凈，并將孔底鉆渣及泥砂等沉淀物清除。鉆孔在終孔和清孔后，對孔徑、孔形、孔松、傾斜度，應采用專用儀器測定。如經檢查發現有缺陷，例如中心線不符、超出垂直線、直徑減小、橢圓截面、孔內有飄石等，立即采取適當措施，要妥善處理。

8 鋼筋籠制作和安裝

8.1 鋼筋制作。鋼筋骨架在鋼筋棚中統一制作，然后運至現場。每個樁基的鋼筋籠根據樁基設計長度和鋼筋的搭接長度分幾節加工成型，存放于干燥的地方并墊設枕木，同時每組鋼筋籠用標志牌寫明墩號、節號和長度存放在一起，以便使用時按順序裝車運出。

8.2 鋼筋骨架的起吊和就位。鋼筋骨架起吊時采取有效的措施防止骨架變形。當骨架下放至最后一個加勁箍時，可用型鋼等穿過加勁箍的下方，將骨架臨時支承于孔口，再吊來第二節骨架，進行焊接，接頭焊好后將骨架徐徐下落，如此循環，使全部骨架降至設計標高為止。鋼筋骨架就位后，用鐵絲綁扎或焊接定位鋼筋方式將骨架固定在孔位中心，最后檢測鋼筋骨架的底標高是否與設計相等。

9 混凝土的灌注

灌注混凝土所需的導管（采用絲口連接的快速接頭導管）、漏斗、溜槽、儲料斗、工作平臺、隔水栓、閥門等需準備好，下導管前必須做水密性試驗。混凝土的運輸時間和距離應盡量縮短，以迅速、不間斷為原則，防止在運輸過程中產生離析，灌注前混凝土坍落度的損失（比出罐時）不超過2cm。導管管徑視樁徑大小而定，由內徑200～350mm的管子組成，用裝用墊圈的法蘭盤連接管節。導管進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。在灌注砼開始時，導管底部至孔底有250～400mm的空間。首批灌注砼的數量能滿足導管初次埋置深度≥1.0m和填充導管底部間隙的需要。

灌注砼時，溢出的泥漿引流至適當的地點處理，以防止污染或堵塞河道和交通。

灌注混凝土是鉆孔灌注樁施工的重要工序，灌注前對孔底沉淀層再進行一次測定，檢測合格后立即灌注首批水下混凝土，剪球、拔塞及開閥，將首批混凝土灌入孔底后，立即測探孔內混凝土面高度，計算出導管埋深，探測泥漿面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，通常采用繩系重錘吊入孔中，使之通過泥漿沉淀層而停留在混凝土表面或表面10～20cm，根據測繩所示錘的沉入深度計算混凝土的灌注深度，本法完全靠探測者手中所提測錘在接觸混凝土頂面以前與接觸混凝土頂面以后不同重力的感覺判斷。一般要求測錘重一些為好，測繩經常用鋼尺校核其刻度，每根樁在灌注混凝土前至少校核一次。

灌注開始后，應緊湊、連續進行，嚴禁中途中斷。在灌注過程中，防止混凝土從漏斗溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿內含有水泥而變稠凝結，以致探測不準確。同時注意管內混凝土下降和孔內水位升降情況，及時測量孔內混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除。灌注混凝土時，導管埋入混凝土的深度控制在2～6米范圍內，當混凝土內摻有緩凝劑、灌注速度較快、導管較堅固并有足夠的起重能力時，可適當加大埋深，但最好不要超過6米。導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。拆管時，暫停混凝土的灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的導管，并掛上升降設備，然后松動導管的快速接頭，同時將起吊導管用的吊鉤掛上待拆的導管上端的吊環，待快速接頭拆除后，吊起待拆的導管，徐徐放在地上或平臺上，然后將漏斗重新插入井口的導管內，校正位置，繼續灌注。拆除導管的動作要快，時間一般不超過15分鐘，已拆下的導管要立即清洗干凈，堆放整齊。當導管內混凝土不滿含有空氣時，后續混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和導管，以免在導管內形成高壓氣囊，破壞快速接頭內的橡皮箍，而使導管漏水。

當混凝土面升至鋼筋骨架下端時，為防止鋼筋骨架被混凝土頂托上升，適當增加混凝土的流動性，當混凝土面接近和初進入鋼筋骨架時，應使導管底口處于鋼筋籠底口3米以下和1米以上，并徐徐灌注混凝土，以減小混凝土從導管底口出來后向上的沖擊力，當孔內混凝土進入鋼筋骨架4～5米以后，適當提升導管，減小導管埋置長度，以增加骨架在導管口以下的埋置深度，從而增加混凝土對鋼筋骨架的握裹力。為了確保樁頂質量，在樁頂設計標高以上應加灌一定的高度，以便灌注結束后將次段混凝土清除。在灌注快結束時，由于導管內混凝土柱高度減小，超壓力降低，而導管外的泥漿及所含渣土稠度增加，相對密度增大，出現混凝土頂升困難，可在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注工作順利進行。在拔出最后一段導管時，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導管下形成泥心。

10 結束語

總之，在施工過程中，應做好灌注前的各項準備工作和原材料的選用，以及灌注過程中各道工序的密切配合工作是鉆孔灌注成樁質量的保證。

參考文獻

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作者簡介：毛新（1975.11- ），男，漢族，廣東五華人，2004年畢業于廣東工業大學，現就職于廣東省長大公路工程有限公司，路橋工程師。研究方向：橋梁工程。