淺析市政橋梁鉆孔灌注樁的施工質量控制要點

王立剛

摘 要：鉆孔灌注樁具有承載力強、沉降量小等優點，在市政橋梁建設領域中被廣泛應用，該類樁基的設計難度不大，主要為復核樁徑、樁長、樁間距等，現場施工時，由于作業環境不同，施工質量不易保證。文章在總結大量樁基設計及施工經驗的基礎上，得出影響鉆孔灌注樁質量的八個主要因素，并著重探討了鉆孔灌注樁在施工過程中的各項質量控制要點，為今后鉆孔灌注樁的設計及施工提供參考意見。

關鍵詞：市政橋梁；鉆孔灌注樁；質量控制

1 概述

隨著市政工程建設的不斷發展，樁基在橋梁工程中得到越來越廣泛的應用，其中鉆孔灌注樁因其承載力高、穩定性好、沉降均勻且沉降量小、施工噪聲低等優點，被廣泛應用在各類橋梁工程建設中。鉆孔灌注柱是采用不同的鉆孔方法，在地層中按要求形成一定形狀斷面的井孔，達到設計標高后，將鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土（有地下水時灌注水下混凝土），成為樁基礎的一種工藝[1-2]。

2 鉆孔灌注樁的施工流程

鉆孔灌注樁的施工過程大致可分為以下三個階段：（1）成孔階

段；（2）清孔階段；（3）水下灌注混凝土階段。施工工藝流程如下：場地整平→測量定位→埋置護筒→樁機就位→成孔→提升鉆頭→一次清孔→檢查鉆孔→制作、吊放鋼筋籠→放入導管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出導管、護筒。為確保鉆孔樁的施工質量滿足設計要求，施工時須嚴格按照鉆孔樁施工規范進行標準化操作，并應加強質量管理。

3 鉆孔灌注樁的質量影響因素

根據《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》（CJJ 2-2008）與《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF50-2011）等相關規定，結合以往市政橋梁項目的設計及現場服務施工的經驗教訓，初步歸納出以下八個鉆孔灌注樁的質量影響因素：

（1）鉆孔樁的垂直度：根據規范要求，鉆孔灌注樁成孔的垂直傾斜度不得超過1%。

（2）鉆孔的深度：孔深是直接影響鉆孔灌注樁承載力大小的決定性條件。

（3）鉆孔的直徑：鉆孔的直徑將直接影響樁的截面面積與成孔的大小，進而影響鉆孔樁的承載力與鋼筋籠保護層厚度，因而影響鉆孔樁的質量。

（4）泥漿：孔壁穩定的關鍵取決于泥漿的粘度，影響樁側摩阻力大小的關鍵取決于泥漿的比重。

（5）樁底沉渣：鉆孔灌注樁承載力的大小與樁底沉渣的多少密不可分。對于端承型鉆孔灌注樁，規范規定樁底沉渣厚度≤100mm；摩擦型鉆孔灌注樁，規范規定樁底沉渣厚度≤300mm。

（6）制作與吊裝鋼筋籠：鋼筋籠是鉆孔灌注樁的主體，其質量直接影響鉆孔灌注樁的承載力。

（7）灌注混凝土：灌注混凝土是鉆孔樁施工過程中極其關鍵的一道工序，灌注混凝土質量將直接影響成樁的質量。

（8）樁頭質量：樁頭的質量，主要取決于最后一次灌注混凝土的量，為保證樁頭的質量，規范規定最后一次灌注混凝土的量必須高于設計標高50mm～100mm。

4 鉆孔灌注樁的質量控制

4.1 施工機具的選擇

選取鉆孔樁施工機具時，應根據地質情況、設計樁長、樁徑以及施工條件同時兼顧施工工期、經濟成本等對工程的影響綜合選擇，可根據以下四個方面進行選取：

（1）根據工程項目所處的地質水文條件，選取合適的鉆機功率和類型，以保證鉆機扭矩足夠大，成樁過程順利無阻。

（2）不應選取較小的鉆桿直徑，以避免當鉆桿在承受壓力時容易產生彎曲變形，進而造成孔壁不垂直；且鉆孔太窄不滿足設計要求，也會導致樁底殘余大量的沉渣，難以保證成樁的質量。

（3）為保證鉆孔符合設計要求，規范要求鉆頭的直徑應比設計的樁徑小50～60mm，鉆頭錐尖的角度≥120°，且均勻對稱無出廠缺陷。

（4）導管的直徑，應根據樁體的容積與規范來合理選取。一般應使導管的外徑不小于鋼筋籠直徑的0.1m，灌注混凝土時，要保證導管距澆筑面大約0.5m，并保證導管接頭嚴密。

4.2 樁機就位

樁機安裝定位的原則，一是確定鉆樁位在工程場地平面的準確位置，二是確保鉆孔垂直以滿足設計要求。鉆孔樁施工前，必須作好施工場地整平和“三通一路”就緒，其次應建立測量的平面控制網和高程控制網，然后利用經緯儀或者全站儀準確確定出施工樁位在平面中的位置，并對樁位進行復核，以保證精準偏差在可控范圍內。

4.3 泥漿制備與使用

泥漿對孔壁的穩定性非常重要，控制泥漿在合理范圍內可以有效地防止孔壁坍塌，還可以為機具的潤滑和冷卻提供便利。泥漿最重要的三大指標是比重、粘度與砂率[3]，因此，要想制備滿足成孔所需要的泥漿，必須使其三大指標在合理的范圍內，即應將泥漿比重控制在1.0～1.15的范圍內，泥漿粘度為18～22s，泥漿的砂率≤4%。制備泥漿的材料包含水、粘土（或膨潤土）和添加劑等，然后按照適當的比例混合制備而成。

4.4 鉆進過程控制

（1）把握穩中求快的基本原則，避免孔壁坍塌等事故。

（2）根據地層的位置與鉆進速度，調整鉆進過程中的泥漿循環量，從而控制進尺速度與泥漿的粘度比重。

（3）在鉆進的過程中，要及時排渣、提鉆、除土，以保證泥漿比重和粘度在合理的范圍內。

（4）終孔階段，必須復檢鉆孔的直徑、鉆孔的深度、孔壁的傾斜度等，滿足終孔要求后，方可進行終孔。

4.5 清孔

（1）清孔的目的首先使孔底、孔壁干凈無沉渣，進而使灌注的混凝土與孔壁巖土體完美接合，是確保成樁質量的關鍵步驟。

（2）當鉆孔達到設計標高后，應對孔徑、孔深、孔位、垂直度等進行檢查，確認鉆孔合格后，應立即進行清孔工作。

（3）清孔應滿足以下標準：孔內排出或抽出的泥漿手摸無2～3m

m顆粒，泥漿比重≤1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s，嚴禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

（4）待清孔達到設計標準后，應盡快吊裝下沉鋼筋籠，并同時進行水下灌注混凝土。在澆注混凝土之前，應采用射水或射風的方式對樁底或樁壁進行3～5min的沉淀物清除，其目的為將孔底的沉渣翻動上浮，以保證成樁質量無缺選，射水或射風壓力不應大于0.05Mpa。

4.6 鋼筋籠

（1）鋼筋籠在鉆孔樁中主要承受拉應力，規范中明確指出，必須選用熱扎型鋼筋制作鉆孔樁的鋼筋籠。

（2）鋼筋原材料的出入場合格證明，是保障鋼材質量的先決性條件，規范對鋼材強度、規格質量、箍筋間距、焊接點搭接長度、焊條質量等，均有嚴格的控制要求。

（3）在制作鋼筋籠時，必須嚴格遵循設計要求，主筋的位置用鋼筋定位支架控制等分距離，鋼筋的接頭必須設置在彎矩或者剪力為零處。

（4）為保證鋼筋籠的最小保護層厚度滿足設計要求，鉆桿的直徑與鉆頭的質量必須符合相關規范要求，主要為制作鋼筋籠的主筋的長度不應大于9m，超過時要將鋼筋在受力較小處截斷。

（5）鋼筋在起吊、運輸、下沉的過程中，要防止其發生較大變形；在灌注混凝土時，要保證混凝土澆注面的標高與導管的埋置深度，嚴禁因浮籠問題將導管撥出混凝土面。

4.7 水下灌注混凝土

水下灌注混凝土是采用豎直的導管、利用混凝土自重、在水下進行灌注混凝土的施工工藝，其所用的各種材料（包括水泥、砂子、石子、水與外加劑等）除符合相應規范規定外，一般還應符合下述要求：

（1）混凝土的初凝時間：為保證水下灌注混凝土的質量滿足設計要求，應確保灌注混凝土的初凝時間大于或等于設計混凝土初凝時間的2倍。

（2）混凝土的工作性：水下灌注混凝土要求混凝土具有良好的流動性，含砂率控制在40～50%之間，宜選用≤38mm的卵石作為粗骨料，水灰比應控制在0.4～0.6范圍內，塌落度在18cm-20cm范圍內，并可在混凝土中摻入緩凝、塑化等外加劑。

（3）在水下灌注混凝土前，必須檢查鋼筋籠與鉆孔的中心位置是否準確，樁底沉渣的厚度與泥漿的三大指標等是否滿足設計要求，在灌注第一次混凝土之前，應先配制0.1～0.3m3水泥砂漿，并放入灌注混凝土的導管與漏斗中。

（4）埋管的深度一般應根據灌注混凝土的速率控制在2～6m的

范圍之內，當觀察到泥漿不再從鉆孔內冒出時，應立即將導管緩慢提升0.5～1.0m，然后再進行水下灌注混凝土。

（5）為確保灌注樁頂質量，應控制最后一次灌注混凝土的方量，使其灌注量高于樁頂設計標高不小于500mm，樁頂混凝土強度達到設計強度的70%時，將其浮漿面鑿除。

5 結束語

鉆孔灌注樁是市政橋梁樁基施工中的重要環節，其質量對工程穩定性有直接影響，因此，在鉆孔樁的整個施工過程中，必須嚴格遵照相關施工規范要求，并確保各類施工材料符合相應質量要求；為保證鉆孔樁的施工質量，必須加強現場管理人員的責任心，以防為主，以控為綱，對樁基的各個施工環節要充分重視，并精心施工，以避免各類施工質量事故。

參考文獻

[1]丁健偉.公路橋梁施工中鉆孔灌注樁質量控制探析[J].江西建材，2016，03：194+197.

[2]葉志峰.市政橋梁工程的基礎鉆孔灌注樁施工技術探究[J].江西建材，2016，17：156+159.

[3]焦洋，牟春龍.探討橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工技術[J].科技視界，2015，06：79+237.