西安市太平河穿越繞城高速樁基工程中鋼筋混凝土鉆孔灌注樁施工技術

胡 濱

（西安市太平河渠道管理中心 陜西 西安 710086）

1 工程概況及特點

西安市太平河穿越繞城高速樁基工程位于西安市太平河新建紙廠段高速公路邊坡西南角，樁號為K13+080。工程主要施工內容包括灌注樁定點放線、鉆孔、制作及安裝鋼筋籠、商砼灌注及工程資料整理等。施工中澆筑灌注樁3個，灌注樁澆筑深度20m，孔徑1m。該工程為軟土地基，軟土內部含水量大，空隙率大，承載力低，再加上又位于高速路路基邊坡上，承受著較大的荷載，常規的灌漿加固方法無法滿足邊坡穩定要求。同時，施工過程中不能影響高速公路的正常通行，工程施工難度較大。經水利相關專家的充分論證，最終選擇用直接在現場邊坡上就地成孔，然后在孔內安放鋼筋籠再澆筑混凝土的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁的施工方法對邊坡進行加固處理。

2 灌注樁施工

2.1 施工工藝流程

鋼筋混凝土鉆孔灌注樁是通過鉆孔機械鉆出設計深度的大小樁孔，樁孔成型后，用吊車或其他起重機械將事先預制好的鋼筋籠吊入孔中，并在孔中澆筑混凝土而成的樁。具體施工流程如圖1：

圖1 鋼筋混凝土鉆孔灌注樁施工流程圖

2.2 施工過程及要求

2.2.1 場地平整、樁位放線

根據實際勘測成果，現場確定的灌注樁樁位的中心線位于高速公路邊坡西南角坡腳靠上位置。由于邊坡下面緊鄰太平河渠道，邊坡很陡，現有場地無法滿足施工條件，因此在放線前首先用挖掘機對原有邊坡進行部分挖裝，用裝載機、自卸汽車推運的施工方法，開挖平整清理出施工平臺。在平整出施工平臺時，一并將原有的臨時道路進行鋪墊、平整，為后續工作提供便捷的施工道路。這樣也有效地避免了在后續機械設備、材料運輸過程中原有道路無法滿足運輸要求時對施工平臺進行二次開挖。平臺開挖好后就可進行放線定樁。

2.2.2 開挖漿池、漿溝及護筒埋設

本次施工所需要的泥漿可在鉆孔時，由設備自行造漿，因此僅需開挖漿溝。漿溝開挖在樁孔的上面，沿著邊坡布設。這樣便于鉆孔時將多余、不合標準的泥漿沿著漿溝流走。

在漿溝開挖好后，就需在樁位上架設支架，并在泥漿護壁成孔時，進行護筒的埋設，本次護筒采用鉆機鉆孔壓進，人工回填的方式埋設。首先將鉆頭調整到鉆孔中心位置，然后裝配絞頭片，開始鉆孔，根據護筒的設計埋深，當鉆進大概1m～2m時，拆除絞頭片，安放護筒。護筒壓入孔內后，在護筒側面開300×300左右的孔，在護筒外墊20mm厚粘土，通過人工踏實，使護筒周圍土夯填密實，以防地面水滲入。護筒中心位置要求與樁位中心的偏差不得大于50mm，護筒內徑要大于鉆頭直徑100mm。埋設深度原則上在黏性土中不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m。本次護筒采用5mm的鋼板壓制而成，內徑1.2m，高度為1.5m，要求滿足孔內泥漿面高度的要求，本次埋設深度為1.2m。

2.2.3 鉆孔、成孔

護筒埋設好后，采用10kW的反循環鉆機鉆孔。鉆孔前用水平尺校正鉆桿，使鉆頭對準樁位，放下鉆頭，開動電機循循鉆進。一節鉆桿鉆入后應及時停機，再接第二節鉆桿，如此反復鉆至設計深度。鉆孔至設計標高后，對成孔的孔徑、孔深和傾斜度等進行檢驗，檢驗合格后，立即用清孔鉆頭進行清孔，排除鉆渣。同時在鉆進過程中要時刻注意以下情況：

一是鉆桿擺動情況。如發現鉆桿劇烈搖擺，或鉆了很長時間，孔深沒有相應增加，那可能遇到硬土或石塊。這時就需要立即停鉆，否則就有可能導致樁位發生偏移，孔壁出現坍塌，鉆桿被扭斷等現象。本工程在鉆第一個灌注樁時，當鉆孔深度達到18m左右時，就出現了長時間孔深未能增加的情況。這時停機檢查原因，發現由于土層18m以下，存在硬土，現有鉆頭無法鉆進，這時采用適當增加鉆頭沖擊壓力的方式解決了這個問題；否則就需更換鉆頭。二是時刻注意泥漿的情況。由于泥漿起著護壁作用，保證著孔壁的安全，因此在鉆孔的過程中，時刻要保證孔內泥漿的質量。在清孔過程中，對于多余的泥漿用管子導入鉆孔外的漿溝，使其流走。對于未達標的泥漿需要通過用新造的泥漿置換的方式對孔內泥漿進行置換。清孔后，澆筑混凝土前，在距孔底以上50cm處取樣，并用比重計測泥漿的相對密度，要求泥漿相對密度1.1～1.20，含砂率≤6%，膠體率≥90%。

2.2.4 下鋼筋籠和鋼導管

終孔檢驗合格后，就可以下鋼筋籠。為了不耽誤工期，本次鋼筋籠在打孔作業時就開始現場制作，制作時要特別注意鏈接焊縫質量，對質量不合格的要求進行補焊，確保鋼筋籠的質量。制作好后籠高20m，籠徑0.8m，采用長臂吊裝機將其吊入孔內。鋼筋下放到位后，用十字護樁對鋼筋進行定位，將鋼筋籠焊固在孔口方鋼上，防止在混凝土灌注過程中鋼筋籠出現上浮、下沉及偏移現象。鋼筋籠在吊入過程中要緩慢下放，注意防止鋼筋籠碰撞孔壁，不得強行下壓，否則會出現鋼筋籠變形、孔壁坍塌等現象，這時應停止吊放并尋找原因。鋼筋籠安放后的頂面標高和底面標高應符合設計要求，安裝深度誤差不得大于±100mm。

鋼筋籠吊入后，在混凝土澆筑工作前，首先需先吊裝混凝土灌入導管，導管在場外拼裝。拼裝后，通過水密性試驗，檢查導管是否存在漏水、漏氣現象。在吊裝過程中將導管進行編號，然后用吊裝機械分成5段按照編號順序起吊就位，各段之間用螺栓連接，連接好后，用卡盤固定在護筒口。同時，要求導管下至距孔底50cm處。導管安裝好后，先用重錘測量孔底沉渣厚度，如超過規范允許厚度，就需再次清孔，清孔可利用泵吸法進行，使沉淀厚度符合規定。

2.2.5 澆筑水下混凝土

本次灌注樁澆筑采用導管灌注法。由于灌注的灌注樁較少，混凝土用量少，因此為節省時間，直接采用現成的商砼進行灌注，但需在澆筑前對混凝土的和易性和坍落度進行檢查，要求混凝土具有良好的和易性，坍落度宜在160mm～220mm之間。同時，由于施工場地位于高速公路邊坡上，坡下緊鄰太平河渠道，場地坡度較陡，混凝土車無法到達灌注點，因此本次只能采用泵送的方式在渠道左岸直接用高壓混凝土泵通過輸送管道將混凝土送到導管中。在輸送的過程中，要求混凝土充滿管道，保持連續狀態，確保管中混凝土不分離、不自由降落、無氣堵現象，要求在混凝土的流塑性未完全損失前完成水下灌注作業。因此對施工過程中混凝土的和易性、流動性要求更高，增加了施工難度，需特別注意。

灌注采用帶閥門的漏斗連續灌注的方式進行，首次灌注時，應準備足夠的混凝土量，保證首灌后導管埋入混凝土面以下0.8m。在灌注時在閥門下放置一個充氣球膽，并且邊灌注混凝土邊提升導管。在這個過程中，要用測深錘探測孔內混凝土面位置，根據探測情況，及時調整導管埋深，使導管埋深控制在規定的范圍內，禁止導管提出混凝土面。最后灌注高度高出樁頂50cm，以便清除樁頭浮漿和消除測量誤差。

2.2.6 成樁

水下混凝土灌注完成后，就需要對混凝土樁進行養護，等混凝土達到養護天數后，進行質量驗收，確保灌注樁符合設計要求。按照《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2002）的有關規定對樁體承載力、混凝土實際灌注量、混凝土強度等進行質量檢測，要求混凝土充盈系數大于1；強度達到設計要求；樁頂扣除樁頂浮漿層及劣質樁體標高誤差不大于-50mm。

3 結語

鋼筋混凝土鉆孔灌注樁對各種地質條件適應性強、施工操作簡單，承載力大，因此在各類加固地基、邊坡中廣泛使用。但作為永久性隱蔽工程，其成樁后無法對其開挖驗收，其質量的好壞要在施工過程中加以控制，控制難度很大。作為基礎工程的加固措施，其質量的好壞又直接影響后續其他工程的施工，如質量出現問題，將可能對整個工程造成巨大的影響。因此在施工中要嚴格按照施工標準要求施工，確保基礎工程的施工安全。陜西水利

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[4]建筑地基基礎工程施工質量驗收規范（GB50202-2002）[S]