鉆孔灌注樁施工工藝和存在問題的預防措施

楊海兵 李長平

（1.陜西省石頭河水庫灌溉管理局 陜西 楊凌 712100；2.彬縣水利管理站 陜西 彬縣 713500）

1 工程概況

眉縣紅河谷無障礙快速干道公路橋工程位于眉縣營頭鎮霸王河渡槽南約200m處，工程類型為橋梁工程，橋梁長度106m，橋面寬度12m，為預應力混凝土連續箱梁橋，全橋跨徑組合為4×20m，交角90°，共5跨。橋梁上部結構為裝配式預應力混凝土連續箱梁。橋梁下部結構為雙柱式橋墩，基礎為鉆孔灌注樁基礎，橋臺為柱式臺、鉆孔灌注樁基礎。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

場地平整→施工排水系統→測量放樣→挖池及泥漿制取→鉆孔→泥漿循環→清孔→安裝鋼筋籠→二次清孔→灌注混凝土→樁體養護→成樁檢測。

2.2 鉆孔灌注樁施工方法

2.2.1 測量放樣

根據樁基設計坐標利用全站儀對每個樁位進行精確的控制放樣，并埋設頂部設有小鋼釘的木樁作為標記，埋設深度不小于30cm，鋼釘中心即為該處樁基的中心。在測量放樣后施工現場應用鋼尺進行復核，并立即在其周圍埋設護樁，護樁埋設在機械、人員不容易擾動的地方。兩相對護樁連線的交點即為樁基中心，外露足夠高度，以便埋設護筒及以后施工使用。開鉆之前由測量隊人員重新復測樁位，以保證鉆孔樁樁位的準確。

2.2.2 護筒作用和埋設

護筒的作用：固定樁位、導向、隔離地下水、防止孔口坍塌，并通過保證孔內水頭高度防止孔壁坍塌。

護筒埋設方法：護筒埋設時以樁中心為圓心，利用樁位護樁采用十字交叉法校驗、定位，吊放護筒就位，使護筒與施工樁中心為同心圓，人工或機械輕微下壓護筒使其固定，并保證其頂面水平，偏位不大于5cm，垂直度偏差不大于1%。然后用人工將其外側粘土分層夯實，保證其底腳不漏水、不坍塌。并在夯實過程中隨時檢查護筒的平面位置，如有偏位立即調整，直至其外部夯實、護筒平穩，埋置深度宜為2m～4m。

2.2.3 泥漿制取

根據施工地點地質情況制取泥漿，如施工地點地質情況為較好的粘土，并且其制取的泥漿各項指標達到要求則進行孔內制漿。根據現場樁位及機械的擺放，挖好泥漿池。為了回收泥漿，減少環境污染，設置泥漿循環凈化系統。

2.2.4 鉆機就位及固定

鉆孔時鉆架必須穩固，利用錘球保證鉆頭中心與樁基中心對齊，開鉆前對鉆機及其他機具進行檢查。機具配套，水、電暢通，保證機具在工作時的穩定性。

2.2.5 鉆進

鉆孔嚴格按施工規范及設計圖紙的規定和要求進行施工，同時還要求符合下列規定:

（1）開鉆時應慢速鉆進，待導向部位和鉆頭全部進入地層后，方可加速鉆進，鉆孔作業必須連續，經常對鉆孔泥漿進行檢測和試驗，不符合要求的隨時改正，注意補充新拌好的泥漿。在整個施工過程中，泥漿的損失較小，水頭始終保證在2m左右，防止孔壁坍塌、埋鉆頭的現象發生，確保鉆孔樁的成孔質量和成孔速度，及時填寫施工原始記錄，嚴格交接班、旁站制度。

（2）鉆進過程中，每進3尺～5尺檢查鉆孔直徑和豎直度。在地層變化處，撈取渣樣，判明土層，詳細記錄，畫出實際地質剖面柱狀圖，以便核對設計的地層地質剖面柱狀圖。發現和設計圖紙不符時應及時上報。

（3）升降鉆錐時要平穩，鉆錐提出孔口時應防止碰撞護筒、孔壁。在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時，應保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對密度和粘度。處理孔內事故或因故停鉆，必須將鉆頭提出孔外。

（4）終孔檢查。鉆進設計高程后用測繩在護筒四周（四等分）測量四個點的孔深，檢測孔深和孔底是否水平，如果相差較大則需根據實測情況分析原因進行技術處理。鉆孔完成后，孔徑、孔形、傾斜度和孔底沉淀厚度應采用專用儀器檢測，孔深可采用專用測繩檢測。鋼筋檢孔器的外徑應不小于樁孔直徑，長度為外徑的4倍～6倍；采用鉆桿斜測法量測樁的傾斜度時，量測應從鉆孔平臺頂面起算至孔底。

2.2.6 清孔

成孔檢查合格后開始排渣、清孔。在排渣、清孔時將補充泥漿注入管插入孔底，定時檢測泥漿比重，含砂率。清孔應符合以下規定：

（1）終孔后停止進尺，清除孔底鉆渣。清孔后的孔底沉淀物厚度符合設計規定。摩擦樁：設計未規定時，對于直徑≤1.5m的樁，≤200mm；對于樁徑＞1.5m，或樁長＞40m，或者土質較差的樁，≤300mm，支撐樁不大于設計規定；設計未規定時，≤50mm。清孔后泥漿指標：相對密度 1.03～1.10，粘度 17Pa·s～20Pa·s，含砂率＜2%，膠體率＞98%。

（2）清孔排渣時必須保證孔內水頭，防止塌孔。在清孔完畢，放置鋼筋骨架之前，應對鉆孔樁進行全面檢查。在吊入鋼筋骨架后，灌注水下混凝土之前，應再次檢查孔內泥漿的性能指標和孔底沉淀厚度；如超出規定，應進行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。

2.2.7 鋼筋籠加工及入孔

（1）鋼筋籠的幾何尺寸，焊接質量必須滿足設計、規范要求。對于長度大于20m的鋼筋籠，采用分段加工，入孔時焊接成型，但此種入孔方式一定保證分段鋼筋籠連接處的焊接質量，焊接后的整體鋼筋籠的軸線順直。鋼筋籠加工完成后，按圖紙要求進行聲測管安裝。聲測管采用管徑50mm，壁厚1.2mm的測管，頂部和底部應密封好，防止砂漿、雜物堵塞管道。聲測管接長時，在接縫處外側安裝套管，采用焊接的形式固定套管。聲測管安裝垂直度容許偏差不大于0.5%，且接頭處孔壁過渡圓順光滑。

（2）鋼筋籠運輸到施工現場，起吊時采用多點起吊，防止鋼筋籠受力不均勻而變形，吊入鋼筋籠時，鋼筋籠的中心應對準孔的中心，避免鋼筋籠碰撞孔壁。鋼筋籠接長時應加快焊接時間，盡可能縮短安放時間。鋼筋籠入孔后利用護樁對鋼筋籠的平面位置進行檢測、調整，使其平面位置滿足設計規范要求。

2.2.8 導管安裝

當鋼筋籠入孔就位后進行導管安裝，根據孔深合理配置導管，導管安裝必須按照做水密試驗時的編號順序進行拼裝。導管入孔前要再次對接頭處的密封墊、絲扣進行檢查，無異常時再進行安裝。導管安裝到位后導管下端口距孔底0.3m～0.4m為宜。

2.2.9 砼的灌注

（1）根據規范及現場實際情況計算首盤砼的用量，并根據首盤砼選用料斗及灌注方式，確保首盤砼灌入后導管下端口埋置深度≥1m。在灌注過程中，控制導管底口的埋置深度為2m～6m為宜，要經常量測孔內混凝土面的高程，及時調整導管出料口與混凝土面的相對位置，并始終予以嚴密監視，導管應在無水進入的狀態下填充。導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。同時在灌注過程中，要防止砼拌和物從漏斗處掉入孔中，使泥漿內含有水泥而變稠凝結，而使測深不準確。

（2）在灌注過程中，當導管內砼不滿含有空氣時，后續砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和導管，以免在導管內形成高壓氣囊，擠出管節間的橡皮墊，而使導管漏水。

（3）澆筑高度在5m～10m時根據砼的用量及孔內砼上升高度重新計算該樁基的砼用量，并與拌和站聯系避免造成短樁或砼的浪費現象。灌注的樁頂標高應比設計高出0.5m以上，以保證設計樁頂砼質量，多余部分在下道工序施工前必須鑿除，剔除后的樁頭應密實、無松散層。灌注混凝土時溢出的泥漿應引流至排漿池，以防污染或堵塞河道和交通。

（4）在灌注將近結束時，由于導管內砼柱高度減小，壓力降低，而導管處的泥漿及所含渣土稠度增加，比重增大，如出現砼頂升困難時，可在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀物，使灌注順利進行。在拔出最后一段長導管時，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導管孔，形成泥心。混凝土的灌注要如實地填寫澆注記錄。對澆注中出現的問題及時找出原因并及時處理，對現場出現的事故要及時上報，同時應查明原因，制定合理的處理措施。混凝土灌注將近結束時，應核對混凝土的灌注數量，以確定混凝土的灌注高度是否正確。

2.2.10 樁頭破除及樁基檢測

樁基澆筑完成后根據工地現場的實際情況進行樁頭破除，樁頭破除采用空壓機、風鎬配合人工進行，在接近設計高程10cm左右時采用人工鑿除，并且由外向內鑿，以免造成啃邊現象，樁頭頂面應該形成平面或凸面。在樁頭破除時如發現樁基鋼筋籠偏位超出規范、設計要求時，則需繼續向下破除樁基砼直至滿足要求，并采用調整鋼筋籠位置按接樁的方式進行樁基的完善。當樁基砼達到要求的齡期時按規定對樁基進行檢測。

3 施工中存在問題的預防措施

3.1 預防鋼筋籠上浮

關鍵是要嚴格細致地下好鋼筋籠，并將其牢固地綁扎或點焊于孔口。下放導管時，應使導管順樁孔中心位置而下。灌注要連續進行，并盡量縮短灌注時間。

3.2 預防鉆孔中存在的問題

3.2.1 坍孔

坍孔不嚴重時，回填至坍孔位置以上，采取改善泥漿性能、加高水頭后重新鉆孔。當護筒底口發生坍孔時，應采取護筒跟進、下內護筒等辦法進行施工；當坍孔嚴重時，應盡快回填，采用粘土并加入適量的堿和水泥，回填高度應高于坍孔處2m～4m，待其固化后，提高泥漿比重快速穿過該地層。

3.2.2 鉆孔漏漿

跟進護筒或減小孔內外水頭差、增加泥漿比重、改善泥漿性能。

3.2.3 偏孔

當偏孔不嚴重時采用提鉆至偏孔處，反復掃孔，使孔壁垂直。當孔壁偏孔嚴重時，回填至偏孔處重新鉆孔。

3.3 預防樁身縮頸

針對樁身縮徑現象，鉆孔過程中，應徐徐鉆進，以便形成良好的孔壁，始終保持適當的泥漿比重和足夠的孔內水位，確保孔內泥漿對孔壁有足夠的壓力。清孔時，應加快清孔速度，在清孔一段時間內，孔壁形成的泥膜阻止了孔壁滲水，不會引起膨脹。清孔后應盡快灌注水下混凝土，防止縮孔，或鉆孔過程中在錐頭外側焊一定數量的合金鋼，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用，以擴大孔徑。

4 結語

公路橋梁鉆孔灌注樁施工過程工序繁多復雜，隨時都可能出現各種質量問題，為避免質量問題的出現，施工中加強對每一環節的控制，質量控制人員在施工準備階段及施工過程中要采取積極有效的控制措施，防患于未然。對于出現問題的，及時分析原因，根據現場實際情況進行果斷的處理，制定安全可靠而又經濟的處理方案進行處理，確保灌注樁的成樁質量。陜西水利