鉆孔灌注樁施工技術分析

魏林茲

(福建省第一公路工程公司)

1 橋梁鉆孔灌注樁功能特點概述

(1)適應性非常好。鉆孔灌注樁既可以在陸地使用，也可進行水上作業，對于地質條件的適應性強，而且樁徑非常靈活，即可以采用30－60cm 的小直徑樁，也可以采用2－4m的大直徑樁體。

(2)樁基承載能力較強。鉆孔灌注樁可以根據地質條件的實際情況，選擇最為合適的鉆孔灌注樁尺寸條件，而且可以選擇變截面樁的形式提高樁體的單樁承載能力。

(3)施工成本相對較低。鉆孔灌注樁相比預制樁體施工，成本較低，而且鉆孔灌注樁的施工配筋較為靈活，可以采取上密下疏的方式，而且底端還可以采用素混凝土，因而造價較低。

(4)樁體抗震性能較高。鉆孔灌注樁由于通常會深入到底層一定的深度范圍內，或者是嵌入到基巖之中，樁體整體性能也非常好，因而可以有效地提高樁體的抗震性能。

需要注意的是，在鉆孔灌注樁施工過程中，應該根據施工現場的地質勘察報告、承載能力要求等進行鉆孔灌注樁的設計，尤其是合理的確定單樁承載力、樁體長度、直徑、混凝土強度等級等相關的施工技術參數。

2 施工前期準備工作

(1)施工技術準備工作。施工技術準備工作的主要內容是完成鉆孔灌注樁的施工作業現場準備工作，確定好鉆孔工藝方法以及灌注施工工藝方案，并對施工作業技術人員進行工藝流程、施工質量要求以及進度管理的技術交底。同時，按照施工組織設計，確定好消耗材料和備用機件數量、規格等技術參數，并按照進度要求組織設備材料進場。此外，還應該確定好成孔工藝、鋼筋工程、混凝土工程等關鍵施工工序的主要現場技術管理要點。

(2)施工現場準備工作。在鉆孔灌注樁施工現場的準備方面，主要是完成施工場地的水電路三通與場地平整，并組織施工測量人員對樁位進行測設。

(3)護筒埋設施工。設置護筒的作用主要是控制好鉆孔灌注樁的樁位，并導正樁具，同時加固孔口以免出現孔口或者是孔壁坍塌的問題，而且還可以作為鉆孔灌注樁施工過程中鉆孔深度、鋼筋籠下放、混凝土灌注以及導管下放等深度確定的基準。對于護筒，其內徑必須大于鉆頭直徑20～30 cm 左右，同時合理的控制護筒頂端高度，以提高孔內水位，形成水頭，確保鉆孔過程中孔壁的穩定。一般護筒頂面應高出鉆機操作平臺0.3 m 以上，以防雜物落入或地面水流入井內。對于護筒的埋設施工，先在樁位處開挖比護筒外徑大80～100 cm 的圓坑，并在坑底填筑50 cm 厚粘土，分層夯實后安設護筒。對于在水域中進行鉆孔灌注樁的施工，應該現將護筒沉至河床表面，之后通過射高壓水、壓重或者是打樁機震動下沉等埋設護筒。

(4)循環泥漿作業。泥漿在鉆孔灌注樁施工中的作用主要是保護孔壁、懸浮鉆渣以及減少鉆孔過程中鉆進阻力的作用。由于鉆孔灌注樁施工過程中泥漿用量相對較大，因此現階段主要使用粘土或膨潤土制作的泥漿來護壁，對于泥漿的技術指標要求通常要求膠體率≥95%;含砂率≤4%;造漿能力≥2.5 L/kg。在施工過程中，隨著造漿過程的不斷進行，泥漿密度越來越大，因此必須不斷加清水進行稀釋，將泥漿的密度控制在1.3 以下。

3 鉆孔灌注樁施工工藝要點分析

3.1 成孔施工

現階段對于成孔施工工藝，主要有正循環回轉泥漿護壁施工、反循環回轉泥漿護壁施工、沖擊鉆泥漿護壁施工以及潛水電鉆正循環施工等幾種形式，在施工過程中應該根據施工作業區域的地質條件以及土層性質等進行成孔施工工藝的選擇。其中，較為常用的是正循環回轉泥漿護壁成孔施工和沖擊鉆泥漿護壁成孔施工。在正循環鉆孔施工過程中，應該注意確保鉆孔中鉆機的就位穩固、周正、水平，重點確保“滑輪與鉆盤中心孔、護筒的中心”三點成一線，在鉆孔過程中應該定期進行復檢，如果遇到軟硬層變異處時，應緩鉆進，并采取鉆完一段再復掃一遍的方法進行施工。對于鉆進施工過程中的參數控制，應該參照下表進行施工工藝的控制:

鉆進技術參數

沖擊鉆成孔在開孔時，應低錘密擊，反復沖擊造壁，保持孔內泥漿面穩定，每鉆進4～5 m 應驗孔一次，在更換鉆頭前或容易縮孔處，均應驗孔并應做記錄，沖孔中遇到斜孔、塌孔等情況時，應采取措施后方可繼續施工。

3.2 清孔施工

進行清孔的主要目的是為了及時的除去孔底沉渣、孔壁泥皮，并降低孔內泥漿密度，以提高樁端承載力，提高摩阻力，確保導管灌注混凝土的順利進行。首次清孔是在鉆孔至設計深度后，停止鉆進施工，將鉆頭提離孔底0.2～0.3 m，采用泥漿泵全泵量往孔內注入優質正循環泥漿懸浮排渣清孔，配合鉆頭緩慢上下移動，清孔時間不少于30 min，而且應當確保沒有泥塊懸浮，在起鉆前基本清除沉碴，清孔結束時泥漿比重指標不得高于規范規定(1.03～1.1)的上限要求;二次清孔則是在鋼筋籠吊裝完成、導管下完后進行，這一階段可以采取大泵量向導管內泵入泥漿的方式循環清孔，也可以采取氣舉排渣法進行清孔施工，混凝土灌注前二次清孔后泥漿比重不應低于1.03，但不得高于1.1，孔底沉淀物厚度應符合設計或規范要求。

3.3 鋼筋籠吊裝施工

在鉆孔灌注樁施工中，為了避免出現鋼筋籠變形的問題，一般鋼筋籠應該采取分段制作的方式，分段的長度10m以內;鋼筋籠的保護層厚度必須滿足設計要求，在鋼筋籠的下放過程中，應該注意合理的控制，可以通過綁扎混凝土預制塊、焊接鋼筋混凝土預制塊或者是焊接彎鋼筋的方式，確保保護層厚度。在鋼筋籠的吊放過程中，應該根據孔口護筒頂標高計算鋼筋籠的安放標高，在下放過程中，應該對準孔位中心，緩慢下放，如果下放不順利，應該采用正、反旋轉慢慢下沉，嚴禁猛提，在放至設計標高后焊接固定在孔口護筒上。

3.4 混凝土灌注施工

(1)導管施工。在完成了鋼筋籠吊裝以后，應該及時進行導管的吊放施工。導管必須經過事先的拼裝以及水密承壓和接頭抗拉實驗，確保質量合格。在導管的下放過程中，應該盡量注意確保導管位于孔的中心部位垂直下沉，防止導管碰撞鋼筋骨架。導管的總長度應該根據鉆孔灌注樁的孔深以及澆筑平臺進行綜合確定，一般情況下控制控制底口距離孔底0.25～0.4 m。

(2)混凝土的灌注施工作業。對于混凝土，首先在施工作業前，應該進行配比設計，根據現場砂、石原材料優化設計施工混凝土配合比，一般情況下控制混凝土的拌和時間不少于90S，坍落介于18～22 cm，泌水率小于4%，密度不小于2 100 kg/m3。在混凝土的灌注施工中，首先應該確保初灌量能夠覆蓋導管口1 m 以上，灌注量的計算公式如下所示:V=π×d2×h1÷4 +π ×D2×HC÷4;式中:V 為初灌混凝土量(m3);d 為導管內徑(m);D 為樁孔直徑(m);h1為孔內混凝土高度達到Hc 時導管內混凝土柱與導管外水壓平衡，導管內混凝土高度(m)。在整個混凝土的灌注施工過程中，應該注意確保整個施工作業的連續進行，盡可能縮短拆除導管的間隔時間。當導管內混凝土不滿時，應徐徐地灌注，嚴格避免在導管內造成高壓空氣囊，嚴禁使用振搗設備振動導管。在灌注過程中要安排專人經常探測井孔內混凝土面位置，及時地調整導管埋深，并做好原始記錄，灌注過程中，導管埋入深度宜保持在2～6 m 之間，最小埋入深度不得小于2 m。整個混凝土的灌注高度應當適度超過設計標高0.8～1 m，多余部分可以在后期施工中鑿除。在完成混凝土的澆筑施工結束后，應該及時進行混凝土養護，養護期結束后采取聲測管超聲波的檢測方式進行樁基質量檢測，確保質量滿足要求。

4 結 語

鉆孔灌注樁基礎施工作為橋梁工程施工的關鍵內容，對于整個橋梁施工質量都有著決定性的因素。在現場的施工管理過程中，作業技術以及管理人員應當深入分析鉆孔灌注樁基礎的施工要點以及現場的地質、作業條件，合理的進行施工組織設計，強化施工工藝以及質量標準控制，以確保橋梁鉆孔灌注樁施工質量，提高橋梁工程整體施工建設水平。

［1］徐華. 基于層次分析法的綏中縣礦山環境質量評價［J］.安全與環境工程，2013，(11):116－120.

［2］常健. 基于層次分析法的橋梁安全綜合評價研究［J］.山西建筑，2014，(1):154－155.