淺談橋梁灌注樁施工控制技術

邢利科

中鐵隧道集團四處有限公司

淺談橋梁灌注樁施工控制技術

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隨著現代科學技術的發展，樁的種類和樁基形式、施工工藝和設備以及樁基理論和設計方法，都有了很大的演進。作為橋梁的基礎支撐，合理選擇樁基礎形式比較關鍵。鉆孔灌注樁具有諸多優勢，在路橋建設中發揮著重要作用，值得推廣。本文主要就是針對公路橋梁鉆孔灌注樁的施工及控制技術來進行分析。

公路橋梁；鉆孔灌注樁；施工控制

工程概況

杭州至瑞麗國家高速公路湖南省臨湘(湘鄂界)至岳陽公路項目土建工程施工第十合同段(簡稱：大岳高速公路第十合同段)，樁號K46+243.5～K50+743.231，線路全長3.3km。主要工程量為胥家橋大橋(左幅368m，右幅338m)，樁基58根；芭蕉湖1#特大橋(左右幅各1055.6m)，樁基133根；主線上跨C匝道橋(左右幅各83m)，樁基23根；互通主線橋(左右幅各500m)，樁基82根； E匝道橋(左右幅各217.6m)，樁基19根；支線上跨橋(橋長50m)，樁基6根。本標段樁基合計321根。

1、樁基礎的形式與特點

樁基礎的常見的成孔方式有人工挖孔、沖擊鉆及旋挖樁三種。

人工挖孔灌注樁做基礎，具有機具設備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，對周圍建筑物影響小，可全面展開施工，不受場地影響，縮短工期，造價低等優點。但隨著人工成本的上漲以及機械設備技術的不斷更新，在成本方面人工挖孔樁已不再有優勢。并且樁基危險性較大，安全隱患多，一旦出現安全事故，后果不堪設想。

沖擊鉆也是橋梁樁基施工的常用方法，施工操作方便，安全，高效，但震動干擾較大，一般晚上不允許施工，對于離建筑物很近的樁基不能采用沖擊鉆施工，并且受地下管線限制，泥漿用量非常大，尤其在城市或者城鄉結合部，泥漿很難找地方存放，處理的費用非常高，不利于環保、文明施工。

旋挖鉆有著快速、高效、環保等特點，泥漿用量較少，基本都可循環使用，不需要外運，但設備進出場費用高。因此通常在橋梁樁基礎中較少使用，而目前市場上新型的入巖式旋挖機已嶄露頭角，勢必也會逐漸地替代普通的旋挖機成為主流旋挖機。

2、鉆孔灌注樁技術的具體施工流程

2.1 護筒的埋設

鉆孔灌注樁施工技術護筒的埋設，程序的具體操作方法有以下兩個方面，即一是坐標放樣需要精確的進行，對樁的位置不能出現任何的誤差；二是埋設護筒，按樁位中心放樣，并用石灰劃出圓的弧線，再人工挖坑或挖掘機挖坑，放入鋼護筒，按測設的十字樁拉線，使護筒中心點與測量標定的樁位中心點重合，同時用線錘校正護筒的垂直度和水平位置，埋設護筒時四周要優質粘土回填，并分層對稱夯實，護筒內徑宜比樁徑大2O～4Ocm，一般埋置深度為200～400cm，埋設護筒時高出自然地面30cm。

2.2 泥漿的制備與護壁

樁灌注所需泥漿的最大作用在于護壁以及懸浮泥渣。在工程的實施中，需要根據實際情況對泥漿進行科學合理的調配，其中需要將施工現場的土質情況考慮在內，在工程的實施過程中，泥漿的制作首先需要對粘土進行打碎，然后把打碎的粘土移至到護筒內，最終用沖擊椎有節奏地對其進行沖擊作用，最終的效果是實現粘土到泥漿的轉變，起到護壁的作用。

2.3 鉆機就位、鉆孔

鉆機就位后應確保底部和頂端的平穩，保證在鉆進過程中，鉆機不會產生位移或沉陷，然后將鉆頭對中孔位，人工依據樁位十字線，使鉆頭尖與十字線中心對中，調整桅桿的豎直度及鉆機機身的水平，校準調整后便可開始鉆孔。開始時速度不能過快，在確保方向正確、力度均勻后，才能加快鉆進速度。嚴禁發生傾斜，否則會破會護筒。地表土壤中可能會有些硬質卵石，需加大沖程。鉆孔過程中記錄好每一個細節，包括調整、處理等，每鉆進3m左右，需檢查鉆機的垂直度，盡量不要傾斜。

2.4 鉆機清孔

鉆孔環節是灌注樁的前提工作，孔深、孔徑必須嚴格按照設計進行，若成孔不符要求，后續工作難以開展。鉆孔時會產生渣滓，需及時清理，否則易破壞孔的穩定，通常在鉆到設計標高后，用旋挖筒把孔底的沉渣清理干凈，厚度控制在10cm以內，清孔工作不得以加深鉆孔的方式代替。

2.5 吊放鋼筋籠

清孔之后，鋼筋籠的性能和吊放工藝十分重要，直接關系著樁基礎的質量，所以在安裝過程中應保證鋼筋籠的正放，將傾斜度控制在允許范圍內，特別是在分段進行吊裝時，上下段保持順直，在同一條軸線上；鋼筋籠入孔時，動作要輕緩，對準孔中心，緩慢下沉，不得出現松動、擺動等情況，防止碰撞孔壁，造成塌孔將泥土雜物帶入孔中；鋼筋籠入孔后應校正軸線位置垂直度，勿使扭轉變形，并應固牢定位，以免填充混凝土時發生掉籠或上浮。

2.6 混凝土澆筑

灌注混凝土前應檢查沉淀層厚度，沉淀層厚度控制在5cm以內，超過規定用空壓機吹浮。混凝土灌注采用導管法，灌注速度要循序漸進，導管底部以適當的深度埋在灌入的混凝土拌合物內，灌注首批混凝土時，導管下口至孔底的距離一般為25～40cm，第二次灌注的混凝土應將導管埋入的深度不得小于1m，在灌注過程中，應及時采用百米繩探測孔內混凝土面位置，及時調整導管埋深，導管埋深控制在2～6m之間，拆除導管時，控制在每次只拆除一節。為防止鋼筋骨架上浮，當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時，應降低混凝土的灌注速度，當混凝土上升到鋼筋骨架底口4m以上時，提升導管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢復正常灌注速度，整個澆筑過程不可間斷，應連續進行。

3、鉆孔灌注樁施工控制分析

3.1 施工控制要點

1)根據不同地層和地下水埋藏深度分別選擇長度、直徑、壁厚的護筒等；2)施鉆過程中應始終注意保持孔內泥漿有合理的稠度;3)松散粉砂或流砂中鉆進時加大泥漿稠度;4)保證孔內有足夠的水頭壓力(保證泥漿液面不低于護筒口2m);5)控制進尺速度; 6)確保護筒下設鉛直，護筒內施鉆時防止鉆頭撞擊護筒，造成護筒跑偏或變形導致護筒四周土層擾動過大；7)鉆頭經過護筒底部時要輕壓慢轉，避免進尺太快或停在一處空轉時間太長；8)一旦判明發生了坍孔，當孔內坍塌不嚴重時，可按1：1投入黏土和小礫石，回填至坍塌位置以上1m～2m(或護筒底腳以上)，稍停后加大泥漿比重繼續施鉆。

3.2 保證鉆機垂直度

安裝鉆機時，要對導架進行水平和垂直校正，檢修鉆孔設備，遇軟硬土層應控制進尺，低速鉆進;偏斜過大時，添入石子黏土重新鉆進，控制鉆速，慢速上下提升、下降往復掃孔糾正;如有探頭石或大孤石，宜用鉆機鉆透，把石塊打碎或擠壓進樁間土中。

3.3 孔底沉渣的控制

常檢查鉆斗，發現鉆頭筒外徑不足設計孔徑、斗齒磨壞、鉆斗封閉不嚴時應馬上修理。成孔結束后利用氣舉反循環自流補漿式進行清孔，直至開始澆筑之前停泵。驗孔時測量沉渣厚度，驗孔通過之后，在下設鋼筋籠之后、澆筑混凝土之前再次測量沉渣厚度，確保沉渣厚度不超過設計要求。

4、施鉆過程出現問題所采取的措施及對策

4.1 埋鉆

4.1.1 避免埋鉆所采取的措施

1)開鉆前要充分研究地質報告，掌握地層情況，同時在施工過程中密切注意地層變化;2)操作手在深層鉆進時要控制進尺;3)必須保證鉆孔內泥漿面的高度，及時補充泥漿，避免坍孔;4)制作鉆頭時應注意鉆筒尺寸;5)要注意鉆機本身的及時保養和維修，避免因鉆機出現故障而造成長時間停鉆;6)調整好泥漿的比重和粘度，根據地層的變化情況，應隨時調整泥漿稠度，砂層中泥漿適當調稠。使孔底能在一定時間內無沉渣，以保證設備偶然出現故障后有充分的時間排除，不致沉渣過多而迅速埋鉆。

先秦時還沒有“中國人民”這個詞，當時“中國”和“人民”都是單獨使用，詞義也不同于今天。“中國”本意是指京城，如《詩經·大雅·民勞》云：“惠此中國，以綏四方。”《毛詩傳》就訓釋為：“中國，京師也。”后來，“中國”也引申指中原地區、天下之中心等。

4.1.2 埋鉆后采取的對策

1)測量卡鉆深度，分析地層，分析造成埋鉆的原因。

2)主要方法有鉆頭周圍疏通法、護壁開挖法、鉆孔旁打小孔徑副孔等。

3)必要時可采用水下爆破的方式進行撈取鉆具。

4.2 卡鉆

4.2.1 避免出現卡鉆所采取的措施

1)控制鉆速，操作手精力集中避免吊繩放的過快;

2)遇到鉆桿在施鉆工程中偏斜，要立即根據地勘報告和進尺情況判斷鉆頭所處位置的地層巖性，準確判斷是否遇到探頭石或滑落的孤石，及時采取措施，反轉、慢提;

4)經常查看鉆機穩固情況、校驗鉆桿垂直度，及時采取糾偏措施;

5)提鉆經過護筒底沿時控制提升速度，遇到阻力，不要強行提拉，轉動鉆桿或反向轉動鉆具。

4.2.2 卡鉆后采取的對策

1)卡鉆事故處理過程中要持續使用新鮮泥漿置換孔內泥漿，避免長時間孔內操作造成坍孔、埋鉆;

2)判明是卡鉆時，可先用打撈鉤具鉤住鉆頭，同時給吊繩施加橫向力晃動鉆頭，待鉆頭松動后再將其提出;

3)如打撈鉤具不能奏效，則改用小鉆頭直接沖擊原鉆頭，使其松動后吊起;

4)經過長時間處理仍不能撈起，可以沖擊障礙物，將其打碎或壓進孔壁;

5)實在不行，可以考慮水下定位爆破，強行將鉆頭部分炸掉，保存價格昂貴的鉆桿，做廢孔處理。

5、結束語

總之，整個施工過程緊密聯系，有一環節出現問題，很有可能會影響到整體建設質量，這就要求在施工過程中嚴格按照要求進行每一步操作，做好每一項工作。