淺析鉆孔灌注樁的施工工藝

■慕容明海 ■湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410132

鉆孔灌注樁因其具有適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)影響較小、施工安全、施工噪音小、灌注成樁速度快、所需設(shè)備較簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)，而且鉆孔灌注樁可將上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載均勻地傳遞至深層穩(wěn)定的基礎(chǔ)土層中，可大大減少了基礎(chǔ)的沉降，故被廣泛采用，是目前橋梁工程最常用的基礎(chǔ)形式之一［1］。

1 鉆孔灌注樁的優(yōu)勢(shì)

(1)保證地基的安全性。鉆孔灌注樁的工藝特點(diǎn)是將地基與地質(zhì)土層密緊的結(jié)合起來，可大大改善地基品質(zhì)。施工過程中需要灌注混凝土漿液，利用漿液的滲透作用提高灌注樁與土層的結(jié)合度。

(2)提高地基的穩(wěn)定性。鉆孔灌注樁技術(shù)因?qū)Φ鼗善鸬接行У膲好?、劈裂作用，從而將鉆孔灌注樁的穩(wěn)固作用充分發(fā)揮出來。

(3)降低成本。由于施工過程中對(duì)各類地質(zhì)條件有較好的適應(yīng)性，操作工藝日趨簡(jiǎn)單化，在降低難度的同時(shí)可以縮短工期，大幅提高工程的經(jīng)濟(jì)效益［2］。

2 鉆孔灌注樁施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)

鉆孔灌注樁的施工應(yīng)考慮土質(zhì)、樁徑大小及入土深度的要求、現(xiàn)場(chǎng)工程設(shè)備等因素，選用合適的鉆具和鉆孔方式，以保證順利達(dá)到預(yù)定孔深，其施工工藝分為:場(chǎng)地準(zhǔn)備→測(cè)量放樣(設(shè)置定樁位)→埋設(shè)護(hù)筒(測(cè)量復(fù)核)→安裝鉆機(jī)及制備泥漿→鉆進(jìn)成孔(達(dá)到設(shè)計(jì)孔深)→一次清孔(泥漿指標(biāo)檢測(cè))→吊放鋼筋籠→吊放導(dǎo)管→二次清孔(泥漿指標(biāo)檢測(cè)，沉渣厚度測(cè)定)→灌注水下混凝土→終灌(測(cè)樁頂標(biāo)高)→拔護(hù)筒，移機(jī)→破樁頭樁檢測(cè)→接筑承臺(tái)。鉆孔灌注樁雖施工技術(shù)比較成熟，但是由于鉆孔灌注樁是在地下而且是在水中成孔，水下灌注混凝土，加之成孔方法各異，地質(zhì)條件的各種變化，混凝土灌注時(shí)間的長(zhǎng)短，施工技術(shù)人員水平及經(jīng)驗(yàn)的高低等因素，鉆孔灌注樁極易出現(xiàn)各種缺陷，所以有必要對(duì)鉆孔灌注樁施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)探討。

2.1 場(chǎng)地準(zhǔn)備

在施工前，應(yīng)平整好場(chǎng)地。當(dāng)樁基墩臺(tái)處無水時(shí)，宜將鉆架安置于土地平實(shí)，無雜物和軟土處;當(dāng)場(chǎng)地有淺水時(shí)，可采用土或砂袋等圍堰筑島;當(dāng)場(chǎng)地位于深水或陡坡，可搭設(shè)支架，設(shè)置施工平臺(tái)支撐鉆機(jī)。在水流平穩(wěn)的深水中時(shí)，可將施工平臺(tái)架設(shè)在浮船上，在就位、錨固穩(wěn)定后，再進(jìn)行水上鉆孔。水中支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和船只的浮力、穩(wěn)定性都要事先進(jìn)行驗(yàn)算［3］。

2.2 測(cè)量放樣

根據(jù)施工圖紙先對(duì)鉆孔灌注樁進(jìn)行放樣，利用導(dǎo)線點(diǎn)用全站儀準(zhǔn)確放出樁位中心，做好標(biāo)記，并測(cè)出鉆機(jī)平臺(tái)及護(hù)筒標(biāo)高，計(jì)算出鉆孔深度。

2.3 埋設(shè)護(hù)筒

一般在孔口位置埋設(shè)鋼護(hù)筒，其作用為開始鉆孔時(shí)的導(dǎo)向、保護(hù)孔口和維持水壓力。根據(jù)放樣的樁位中心，埋置護(hù)筒，要求護(hù)筒的中心與樁位中心的水平面位置偏差不大于50mm。

2.4 安裝鉆機(jī)及制備泥漿

要求鉆機(jī)平穩(wěn)放置，成孔中心須對(duì)準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)不發(fā)生位移、傾斜和沉陷。鉆機(jī)(架)安裝就位時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量，要求在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常用水平尺檢查轉(zhuǎn)盤水平度，及時(shí)采取措施糾正。

泥漿的作用是在鉆孔的時(shí)候在孔壁上形成一層泥漿膜，對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)，防止孔壁坍塌，其基本要求如下:

(1)根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層情況制備泥漿，宜選用高塑性黏土或膨潤(rùn)土。

(2)施工期間，護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上，在清孔過程中應(yīng)不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。

(3)灌注混凝土前，鉆孔內(nèi)泥漿比重一般以1.1～1.3為宜，太小易引起塌孔，太大可能導(dǎo)致灌注失敗;含砂率不得大于8%;黏度不得大于28s。

2.5 鉆進(jìn)成孔

成孔方式一般有正、反循環(huán)鉆孔、旋挖成孔、干作業(yè)成孔和沖擊鉆成孔，其沖擊鉆成孔的施工要點(diǎn)如下:

(1)開孔時(shí)，采用低錘密擊，反復(fù)沖擊造壁，保持孔內(nèi)泥漿面穩(wěn)定。

(2)每鉆進(jìn)4～5m應(yīng)驗(yàn)孔一次，在更換鉆頭前或容易縮孔處，均應(yīng)驗(yàn)孔并做記錄。

(3)排渣過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給泥漿。

(4)沖孔中遇到斜孔、梅花孔、塌孔等情況時(shí)，應(yīng)采取措施后方可繼續(xù)施工。

(5)穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣，清孔后灌注混凝土之前的泥漿指標(biāo)應(yīng)符合要求。

2.6 一、二次清孔

清孔的目的是去除孔底沉淀的鉆渣和泥漿，保障樁基的承載力。清孔的方式有:掏渣清孔、抽漿清孔及換漿清孔。二次清孔是在安放鋼筋籠和導(dǎo)管后進(jìn)行，目的是減少鋼筋籠下放過程中造成的孔底淤積物增加。

2.7 吊放鋼筋籠

清孔合格后立即下放鋼筋籠，鋼筋籠一般采用分段錯(cuò)開式制作。在鋼筋籠吊放過程中，應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠的連接焊縫質(zhì)量，焊縫長(zhǎng)度單面焊為10d，雙面焊為5d，對(duì)質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。沉放時(shí)不能碰撞孔壁，下籠完畢后根據(jù)籠頂標(biāo)高所需吊筋長(zhǎng)度，并將吊筋固定牢靠，以防掉籠［4］。

2.8 吊放導(dǎo)管

安放導(dǎo)管前應(yīng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密承壓試驗(yàn)及接頭抗壓試驗(yàn);導(dǎo)管安放按照孔位中心分節(jié)連接，直至導(dǎo)管距離孔底0.3m～0.4m為止;導(dǎo)管上口接漏斗，在接口處設(shè)隔水球。

2.9 灌注水下混凝土

灌注水下混凝土施工要點(diǎn)如下:

(1)混凝土配合比應(yīng)通過試驗(yàn)確定，粗骨料宜為卵石，有良好的和易性，水灰比宜為0.5～0.6，可適當(dāng)提高砂率(宜采用40% ～50%)，坍落度宜為180～220mm。

(2)在首批混凝土灌注后，導(dǎo)管埋入混凝土深度應(yīng)不小于1.5m;檢查導(dǎo)管是否漏水，有無泥漿回灌現(xiàn)象;當(dāng)孔內(nèi)混凝土上升到接觸鋼筋籠底時(shí)，應(yīng)防止鋼筋籠被頂起。

(3)混凝土灌注過程中嚴(yán)禁中斷，在準(zhǔn)確計(jì)量混凝土灌注深度和導(dǎo)管埋深后，方可拔管。導(dǎo)管埋深宜為2～6m。

(4)灌注水下混凝土應(yīng)控制提拔導(dǎo)管速度，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面。灌注過程中的故障應(yīng)記錄備案。

(5)灌注將近結(jié)束時(shí)，可適當(dāng)減小導(dǎo)管埋深。在拔出最后1節(jié)長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢，避免孔內(nèi)上部泥漿進(jìn)入樁中。

(6)灌注水下混凝土應(yīng)迅速進(jìn)行，防止坍孔和泥漿沉淀過厚。每根樁的灌注時(shí)間不能太長(zhǎng)，盡量控制在8小時(shí)內(nèi)完成;為防止頂層混凝土失去流動(dòng)性，導(dǎo)管提升困難，每小時(shí)灌注高度最好不小于10m。

2.1 0 終灌

灌注至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，繼續(xù)超灌，至超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m～1.0m，以保證樁身的質(zhì)量。

3 總結(jié)

鉆孔灌注樁雖已有比較成熟的施工工藝，但由于樁基工程施工的特點(diǎn)，任何一個(gè)疏忽都有可能給樁基帶來施工事故或質(zhì)量事故。因此，有必要對(duì)其施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的探討。

［1］曲松明.樁基工程施工特點(diǎn)及具體施工工藝的若干思考［J］.黑龍江科技信息，2013，03：294.

［2］胡友欣.淺談鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制措施［J］.中國(guó)水運(yùn)，2014，1，(14):150.

［3］謝春來.鉆孔灌注樁施工工藝淺析［J］.山西建筑，2011，14(37):66.

［4］黃家偉.鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制［J］.山西建筑，2007，14(33):112.