淺談懷溝大橋鉆孔灌注樁施工

趙柏古拉

摘 要：本文結合寧夏固原懷溝大橋鉆孔灌注樁施工實踐，就大型橋梁鉆孔灌注樁施工的關鍵工序和技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：橋梁基礎；鉆孔樁施工；關鍵工序；技術控制

懷溝大橋位于固原市原州區附近的懷溝上，中心樁號K1+910，軸線與懷溝交角105度。橋梁起點樁號K1+825.5，終點樁號為K1+944.5，懷溝大橋為4-40米裝配式預應力混凝土T梁橋，橋墩柱式墩、空心薄壁墩，最大墩高47.9米，基礎為鉆孔灌注樁基礎。橋臺為肋式臺，鉆孔灌注樁基礎，橋梁全長169米，橋梁寬20米；橋墩采用圓柱墩和空心薄壁墩。

本橋鉆孔灌注樁基礎樁徑有Φ1.5、Φ1.8兩種，均按拄樁設計。共有Φ1.5鉆孔灌注樁544m，Φ1.8鉆孔灌注樁2840m，擬采用旋挖鉆機成孔，導管法灌注水下混凝土。

鉆孔灌注樁施工工藝流程為：平整場地→設立工作臺→樁位放樣→埋設護筒→鉆機就位→鉆進→成孔→清孔→提鉆→下放鋼筋籠→下導管→灌注水下砼→拔除護筒→鑿除樁頭→驗收

1 施工準備

平整墩臺位置施工場地，用全站儀測設樁位并放出十字護樁，以方便隨時檢查樁位。制作鋼護筒，加工鉆孔樁鋼筋籠，儲備粘土，用于灌注水下混凝土的導管檢查其密封性，準備泥漿池、沉淀池并做好泥漿排放措施，防止污染環境。

（1）埋設護筒。護筒一律采用鋼護筒，內徑比樁徑大20～30cm，節長2.0～2.5m。護筒埋設深度2.0～3.0m，其頂端高出地面至少0.3m，高出地下水位1.5m以上。旱地護筒采用挖埋法，護筒周圍用粘土夯實。護筒節間焊接要嚴密，謹防漏水。

（2）護筒埋設要求準確豎直，護筒頂面中心和護筒底面中心位置與設計偏差小于2cm，護筒豎向的傾斜度不得大于1%。

（3）泥漿制備。用于護壁的粘土，其性能指標需符合規范要求。為保證泥漿的供應質量，施工時設置制漿池、貯漿池及沉淀池。泥漿傳送采用泥漿槽和泥漿泵。在鉆孔作業中隨時檢驗泥漿比重、粘稠度、含砂率、膠體率等，及時調整，確保護壁良好，鉆進順利，一般情況下泥漿指標保持在相對相對密度1.20～1.40，粘度保持在22-23 Pa.s，含砂率≤4，膠體率≥95，并及時填寫泥漿試驗記錄。泥漿循環使用，廢棄泥漿沉淀后妥善處理。

（4）鉆機就位。采用旋挖鉆機。鉆機就位后，調平機座，量測檢查鉆頭中心與護筒中心是否在一條鉛垂線上，與孔位中心的偏差是否在規范允許范圍之內。檢查鉆桿的垂直度是否滿足要求及鉆桿、鉆頭等部位連接是否牢固、運轉是否良好。

2 鉆孔作業

開鉆前應縱橫調平鉆機，安裝導向套，將鉆機緩慢放下，使鉆頭對準孔位。當電源指針偏向無負荷狀態時即開始下鉆，在鉆孔過程中，應經常觀察電流表，如超過額定電流時應放慢下鉆速度。操作的過程中，需要改變鉆桿的回旋方向時，須等鉆桿完全停止轉動后再重新啟動。

在開始鉆進或穿過軟硬土層交界處時，為保持鉆桿豎直，宜緩慢進尺。在含圓礫、角礫的土層或含水量較大的軟塑粘性土層中鉆進時，應盡量減少鉆桿晃動，以免擴大孔徑。

鉆進過程中應隨時清除孔口積土和地面散落土。遇到孔內滲水、塌孔、縮頸等異常情況時，應將鉆具從孔內提出，研究妥善處理。

在硬夾層中鉆進時可采取以下方法：對于直徑小于10cm的石塊，可采用普通螺旋鉆頭鉆進；對于直徑大于成孔直徑1/4的石塊，宜用鑲焊硬質合金的耙齒鉆頭慢速鉆進，石塊一部分可擠進孔壁，一部分沿螺旋鉆桿輸出鉆孔。

幾種常見鉆孔事故的預防及處理：

坍孔：坍孔多發生于松散砂層中，多數原因是泥漿粘度不夠，頭壓力不足，護壁情況不好造成，也有操作上的原因。處理方法：坍孔較少的可以改善泥漿的指標，加大泥漿比重，繼續鉆進，重者則孔內回填粘土，待恢復密實后重鉆。

斜孔：在鉆孔時，由于鉆孔方向偏斜產生斜孔，嚴重者影響鋼筋籠的安裝和樁的質量。斜孔的原因主要是鉆機、安裝的不正、不穩及鉆桿的彎曲、操作不良等，也有鉆進中如遇到較大巖石塊時而引起彎孔的現象。斜孔不嚴重時，可重新調整鉆機繼續鉆進；較嚴重時，可采用上、下反復孔的辦法加以處理，使鉆孔正直；嚴重時，要在孔內回填粘土，待恢復密實后重鉆。

3 清孔及成孔檢查

終孔后，會同監理工程師檢孔，報驗審批。合格后迅速清孔，清孔采用掏渣法和換漿法，嚴禁用加深鉆孔的方法代替清孔。測量孔徑、孔深、孔位和沉淀厚度，確認滿足設計和施工要求后，方可灌注砼。清孔后從孔底提出泥漿試樣，進行性能指標試驗，泥漿應達標準：相對密度1.03—1.1；粘度17—20Pa.s；含砂率<2%；膠體率>98%。測量孔底沉淀厚度，要求小于5cm，清孔完畢后，由質檢人員對孔徑、傾斜度進行測量并認真填寫紀錄，檢測合格后報請監理工程師進行檢測，報驗審批后，方可進行下道工序。

4 鋼筋骨架制作、運輸和起吊就位

4.1 制作

鋼筋、機械、焊條等的品種、規格和技術性能應符合國家現行標準規定和設計要求。冷拉鋼筋的機械性能必須符合規范要求，鋼筋平直，表面不應有裂皮和油污。鋼筋骨架制作采用加勁筋成型法。鋼筋籠分段制作，孔口焊接，每段長8-10m。同時，根據保護層要求，焊接鋼筋“耳朵”，焊在骨架主筋外側，布置間距以沿孔徑豎向每隔2.0m左右設一道，每道沿周圍對稱設置4-6個。

4.2 骨架的運輸

骨架的運輸，采用在平車上加托架的方法運輸，保證鋼筋骨架運輸過程中不變形。

4.3 骨架的起吊和就位

鋼筋骨架起吊和就位利用吊車起吊，為了保證骨架起吊時不變形，采用兩點法，中點到三分之一點之間，綁扎兩根杉木桿，起吊時，先提第一吊點，使骨架稍提起，再與第二吊點同時起吊，提起至設計標高為止，骨架通過槽鋼或鋼管固定于臨時設于孔口的井字架上，即可松開吊點，骨架上下節連接要保證主筋軸線同心，同時測量鋼筋骨架的標高是否與設計相符，偏差不得大于±5cm，質檢人員應做詳細的標記，請監理工程師進行檢測，檢測合格后可以進入下道工序鋼筋安裝的檢查項目.

5 澆注水下砼

灌注用砼采用商砼和攪拌站集中供應砼，罐車運輸砼至施工現場，要由質檢人員和試驗人員對進場商砼的坍落度、溫度逐車進行檢測，并由監理工程師旁站控制坍落度，檢測結果符合規范及施工要求后，可以進行砼灌注。

灌注水下砼采用導管法。導管用無縫鋼管制成，壁厚3mm，內徑為300mm，中間節長2m，底節長4m，導管采用絲扣連接，導管使用前要調直，并試拼組裝進行拉力和水密試驗，以保證導管在灌注水下砼的過程中不漏水、漏漿，并防止拉斷。水密壓力計算公式如下； P=rChC-rWHW

P—導管可能受到的最大內壓力（KPa）

rC—混凝土拌和物的重度（取24kN/m3）

hC—導管內混凝土柱最大高度（m），以導管全長或預計的最大高度計；

rW—井孔內水或泥漿的重度（kN/m3）

HW—井孔內或泥漿的深度（m）。

2）安裝導管時應注意如下事項

①導管的長度必須精確丈量，并做好記錄，以作為安裝和拆除導管的依據；

②導管吊入孔內以前，應用測繩對孔深進行測量，導管底應保持距孔底0.4m左右，避免導管下口被沉淀物堵塞，造成卡管事故；

③吊裝導管時，要保持導管的垂直狀態，防止傾斜掛卡鋼筋骨架；

④導管下放受阻時，應查明原因并采取徐起徐落和正反旋轉來加以解除，不得用高起猛落的方法；

⑤導管下放時，要逐節檢查絲扣有否松動。

6 鑿除樁頭

砼灌完24小時后在不影響其它樁施工的情況下，開挖并鑿除樁頭。此時鑿除樁頭需保留10～20cm，在樁頭砼達到設計強度時再次截除，以保證樁頭段砼質量符合規范。

7 結語

通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制，懷溝大橋鉆孔灌樁施工合格率100%，完全滿足了設計要求。