對水下鉆孔灌注樁主要施工工藝探討

摘要：鉆孔灌注樁技術具有較大的優勢，在水運工程施工中得到廣泛的應用。本文分析了鉆孔灌注樁施工工藝控制要點，切實保障工程的質量，從而提高工程的經濟和社會效益。

關鍵詞：水下鉆孔灌注樁;施工;工藝

引言

灌注樁是水運工程施工中必不可少的重要材料，它指的是通過機器或者人力在地基中挖掘一個孔洞，并向孔洞內填筑混凝土和鋼筋等材料做成的樁。依據打孔的方式不同，可以將灌注樁分為沉管、鉆孔等類型。鉆孔灌注樁由于其本身操作簡便，安全又穩定，所以被當下路橋施工中廣泛應用。但是由于操作工藝相對復雜，成樁以后又不顯示在表面，所以灌注樁出現問題都是很隱蔽的問題，也是會給整個水運工程造成極大危害的問題。

一、成孔階段的施工工藝

1.在埋設護筒的階段

護筒不僅可以防止孔壁塌陷，而且還具有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置等功能。在確定樁基之后，我們就可以開展護筒埋設工作。鉆孔灌注樁的護筒主要是應用厚度為3mm 的鋼板來制作。在埋設護筒的時候，要使樁的中心線與護筒的中性線對正，并保證護筒的垂直，埋設的深度范圍最好控制在1.0m ～1.5m 之間。另外，在護筒穩定之后，還需要用粘土在護筒周圍進行回填，保證護筒的穩定性。

2.在制備泥漿方面

鉆孔的泥漿包括水、粘土和添加劑，需要應用到冷卻鉆頭以及潤滑鉆具等工具，對于泥漿要及時進行循環和凈化，在確定泥漿稠度的過程中，需要將鉆孔方法和地層實際情況充分納入考慮范圍，靈活掌握泥漿稠度，結合操作情況，來合理的調整。如果泥漿過稀，那么就會影響到排渣能力和對護壁的保護效果;如果泥漿太稠，那么鉆頭的沖擊功能就會受到影響，鉆進速度遭到降低。

3.成孔的方法主要包括

當前我國主要的成孔方式有兩種形式，（1）正循環回轉鉆進成孔，所謂正循環回轉鉆進成孔，其主要優勢在于應用的鉆機較小，設備重量也相對較輕，很適應在地區狹窄的區域進行運用。通常在實際鉆孔過程中，使用泥漿保護墻壁，因為泥漿從泥漿泵中到鉆桿內之后，其會帶動孔壁和鉆桿相互之間的鉆渣形成孔。因為其整體鉆孔的過程都是按照一定程序的，多次進行的，所以也叫做正循環回轉鉆進成孔方法。（2）反循環回轉鉆進成孔，這種方法主要是在樁頂裝置一些護筒，在實際的鉆孔過程中，泥漿在孔內進行循環過程中，就會構成泥漿膜，因此可以在一定程度上保障成孔的完整性，確保成孔的施工質量，同時還能加快鉆孔的整體速度，費用成本還非常經濟實惠。

4.成孔的質量控制措施

要嚴格依據相關的設計要求來開展鉆孔工作，這樣成孔的質量方可以得到保證。首先是開孔，要保證開孔的質量，對中線和點位合理對好，保證護筒足夠的牢固，在開鉆之前，需要將泥漿灌注到護筒內，結合土層具體情況來確定泥漿比重指標，或者將清水注入進來，必要的情況下，可以將一些黃土或者膨脹土給添加進來，開鉆時，需要保證筒內泥漿濃度達到了一定要求。在正常鉆進的過程中，需要對鋼絲繩的長度及時松放。在成孔的過程中，需要對孔內進行仔細檢查，避免有異常情況出現，還需要對泥漿不斷的添加，并且抽渣，對鉆架進行檢查，避免有傾斜問題出現，各個部件牢固的連接，如果有松動或者傾斜問題出現，需要及時的修正。在鉆孔的過程中，需要科學記錄各個地層的巖土。當鉆到設計高程時，需要對孔深和孔徑以及孔底巖樣進行核對，合格之后，方可以開展清孔工作。

二、在清孔階段的施工工藝

1.研究清孔的新工藝

使用空壓機式吹砂管來進行循環清孔的原理為：使用軟風管把空氣吹入管底，將相對密度較小的此混合物從吹砂管排出，讓泥漿快速流動與樁孔沉渣的排出同時進行，此外，已沉淀的泥漿再次流回，維持管孔中的原水位，直至清理沉渣的程度滿足設計規范和施工要求。這種方法也是使用氣體進行上舉從而清孔法的一種，也叫氣舉法。優勢為：清孔耗時較少，可迅速高效地清孔，即使樁孔較深亦可以保持較高的清孔效率。因為時間較少，使用高速能降低塌孔和直徑縮小的概率。劣勢為：清孔機械較多，施工步驟繁雜，常常由于工序過多而產生錯誤，從而引起不必要的麻煩。此外，如果采用法蘭連接的方法進行吹砂管的接頭會導致接拆管的花費時間較長，管卡連接的方法又會導致掉管發生事故，而且由于吹砂管徑比較小，時常出現孔底仍存有粗渣的現象，所以其清孔的效果并不特別理想。

2.對清孔質量的要求

清孔的目的是使孔底沉渣、泥漿密度、泥漿含渣量等指標符合施工規范要求。清孔一般在終孔檢查完成后進行，主要采用注漿漂浮法進行清孔，其工作原理是當鉆孔達到設計高程時，對孔深、孔徑及孔斜度等進行檢查，若檢查達標，則往孔底注入泥漿，在泥漿上浮時就會將孔底的鉆渣帶出。若一次清孔完成后發現孔底仍殘留沉渣，則就需要進行二次清孔，直至所有指標都達標后，方停止清孔。在清孔時還要注意保持孔內的水位，并且對孔內的泥漿指標進行實時的監控，保障泥漿的厚度和密度。隨后應當進行鋼筋籠的加工安裝、導管的安放。

三、灌注水下混凝土的施工工藝

1.準備工作

灌注水下混凝土時，要對樁機和攪拌機進行檢查，以保證其正常運行，同時鋪設灌注平臺，將石、砂、水泥等原材料準備充分，確保暢通的運輸通道。此外，成孔及清孔質量檢驗合格后，安設導管，在灌注之前，需對導管進行檢測，確定導管密閉和抗壓性能良好。其次，要對鉆孔內的導管長度和孔底的距離加以控制，在此基礎上，導管和孔底距離應在一定距離之間，避免導管距孔底過近或過遠，具體數值在20cm到40cm之間。

2.對首批混凝土進行灌注

在導管內的隔水塞上部放置一定的水泥漿，這樣一方面可以避免粗骨料將隔水塞卡住，另一方面能夠用后面的混凝土將水泥漿沖到混凝土的最上面，從而形成了混凝土的保護層。隔水塞在往內斗中導入水泥漿時逐漸下沉，將泥漿全部壓入導管，在孔底灌入首批混凝土后，應及時測量孔內混凝土的高度和面積，以得出初次填埋的深度，在符合要求的情況下進行下次灌注。

3.對混凝土進行連續灌注

整個灌注過程應該連續施工，不可間斷施工。要保證商品混凝土能及時連續供應、施工人員拆卸導管操作熟練，灌注總時間不得長于首批混凝土的初凝時間。水下混凝土應有良好的和易性和流動性，混凝土運抵現場后，要及時檢查其坍落度（一般控制在180～220mm之間），檢查不合格的不得使用。

開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為400mm。首批混凝土的方量應保證灌入后的導管初次埋深不小于0.8m，首批混凝土落下后，應連續灌注。在灌注過程中，導管的埋深應控制在2～6m之間，一般最小不得少于1m，要設專人測量混凝土頂面標高，計算導管埋深和每次拆卸長度，嚴禁估算導管埋深或僅憑經驗拔管，嚴禁導管埋深過小甚至拔出混凝土面。拆下的導管應立即用清水沖洗干凈，防止殘漿硬固。

灌注頂標高應高于設計樁頂標高0.5～1m，以保證樁頭混凝土的強度。冬季施工當氣溫低于0℃時，應采取保溫或加熱措施，使混凝土進入導管時的溫度不低于5℃;夏季施工當氣溫高于30℃時，應在混凝土中摻入緩凝劑。

結束語

鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目，而且在水運工程中其質量的控制非常關鍵。施工機械的選型、施工現場的布置、鉆孔、清孔和灌注水下混凝土。在鉆孔樁施工中，要嚴格按施工方案，質量標準，操作規程和流程施工，嚴格把握各個影響質量的關口，靈活果斷處理施工中發生的各種問題，保證鉆孔樁的質量。

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