道橋施工中應(yīng)用的鉆孔灌注樁技術(shù)研究

鄒茂良 謝輝

沈陽誠達(dá)公路工程有限公司 遼寧 沈陽 110034

1 鉆孔灌注樁技術(shù)特點(diǎn)

鉆孔樁分為以下幾個階段：①使用根據(jù)地面特殊特性選擇的鉆具移除土壤；②通過去除土壤中的粗糙物質(zhì)來“再生”泥漿（該過程稱為“除砂”）；③鋼筋籠插入鉆孔中；④鉆孔充滿混凝土。

為防止表面附近的土壤坍塌，建議先插入直徑略大于工具直徑的同軸套管。套管的實(shí)際長度取決于在開挖的前幾米土壤中遇到的土壤特性。通常使用鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)頭或連接到維修起重機(jī)的液壓振動錘將該臨時套管打入地面[1]。

2 道橋施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用

2.1 挖掘

當(dāng)在地下水位以下鉆探松散的土壤或非常軟的黏土?xí)r，使用特殊的膨潤土或聚合物泥漿來穩(wěn)定鉆孔壁。由于膨潤土泥漿與水相比具有更大的比重，其在井壁上可以形成防水層，當(dāng)這些泥漿在水位以上時施用，有助于使軸防水，防止墻壁遭到破壞。無論是膨潤土還是聚合物基鉆井泥漿，都是使用特定的高湍流混合設(shè)備在現(xiàn)場生產(chǎn)的。使用以下數(shù)量的膨潤土或聚合物制備漿液：膨潤土：每千升水30～70千克；聚合物：每千升水0.5～3千克。

當(dāng)工作面突然下降時，現(xiàn)場必須持續(xù)供應(yīng)泥漿，如果遇到無黏性，尤其是松散的土壤或地下空腔，泥漿必須具有一定的流變特性，如密度，黏度和含沙量，以便有效穩(wěn)定鉆孔，并且這些參數(shù)在工作期間必須定期檢查。一旦鉆探作業(yè)完成，使用特殊的清潔工具清潔鉆孔的底部，去除鉆孔中的泥漿。將離心泵降到孔的底部并將漿液泵送到稱為“除砂器”的特殊設(shè)備。在除砂器中，漿液通過一系列振動篩和水力旋流器進(jìn)行供給，這些振動篩和水力旋流器在將其輸送回鉆孔之前將其與土壤殘余物分離。該過程以連續(xù)的周期運(yùn)行，因此鉆孔中的泥漿保持在同一水平。

如果鉆井液不能使用，鉆孔可由臨時套管支撐。前軸可以使用鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)頭（最大15～20米）或連接到維修起重機(jī)的液壓振動錘將臨時套管打入地面。通常，上述技術(shù)在深度大于20米時無效，臨時套管只能使用稱為“套管式振蕩器”的特殊液壓設(shè)備驅(qū)動。

2.2 套管支撐

扇形套管用作臨時或永久性支撐具有更不穩(wěn)定土壤條件的鉆孔打樁系統(tǒng)。它在鉆井階段使用，可以通過使用鉆機(jī)或連接到鉆機(jī)，服務(wù)起重機(jī)或電源組的振蕩器進(jìn)行安裝和抽取。一個大的套管驅(qū)動板安裝在旋轉(zhuǎn)裝置的下方，以連接第一個1.5米的套管部分。其中的土壤通過鉆孔工具如螺旋鉆或鉆孔鏟斗移除。使用機(jī)械接頭連接部分必須達(dá)到所需的長度。

在混凝土澆筑階段，套管分段收回，由打樁機(jī)和振蕩器提取。節(jié)段套管法可應(yīng)用于地基樁，割樁和連續(xù)擋土墻。在巖石或石塊的土壤中推薦套管鉆井，這些巖石或石塊傾向于將鉆桿從鉆井軸線上移開，從而對其造成嚴(yán)重?fù)p害。有兩種類型的套管：①臨時套管：臨時套管用于將鉆孔的側(cè)面保留足夠長的時間，以便放置流體混凝土。臨時套管保持到位，直到混凝土澆筑到足以承受地下和地下水壓力的水平。放置混凝土后，套管被移除。②永久性外殼：其名稱暗示使用永久性外殼；外殼保持并成為基礎(chǔ)的永久部分。

2.3 插入鋼筋籠

使用合適容量的維修起重機(jī)將鋼筋籠插入豎井中。當(dāng)它降下時，混凝土或塑料墊片被施加到籠子的外部以確保設(shè)計(jì)的混凝土保護(hù)層。為了保證在樁底部有足夠的混凝土保護(hù)層，籠子被支撐并懸掛在孔底部15～20厘米處。根據(jù)要求，可以在內(nèi)部安裝鐵管進(jìn)行非破壞性聲波測試。

2.4 澆注混凝土

鋼筋籠安裝完成后，將一根內(nèi)徑不小于250毫米的導(dǎo)管沿著軸的中心向下降。一般來說，弦線由2或3米長的部分組成，它們相互連接，直到到達(dá)距孔底0.3～0.5m處，導(dǎo)管內(nèi)放入隔水栓，將一個漏斗放置在導(dǎo)管頂部，將首批混凝土倒入漏斗內(nèi)。混凝土沿著導(dǎo)管流下，灌注首批混凝土必須保證將導(dǎo)管底部以上一米范圍內(nèi)全部充滿混凝土。由于兩種流體之間的密度差異很大，漿液不會與混凝土混合，而是被迫上升至收集在特殊泥漿坑中的表面，以備再次使用。當(dāng)混凝土在井眼內(nèi)上升時，繩索縮短以確保任何時候不超過2～6米的導(dǎo)管浸沒在濕混凝土中。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，繼續(xù)澆筑混凝土直至混凝土面高出設(shè)計(jì)高度1米，停止灌注，拔出導(dǎo)管[2]。

3 道橋施工鉆孔灌注樁的注意事項(xiàng)

①泥漿制備注意事項(xiàng)。泥漿可以選擇優(yōu)質(zhì)黏土或膨潤土造漿，正循環(huán)鉆機(jī)鉆孔和反循環(huán)鉆機(jī)的入孔泥漿比重分別控制在1.1～1.3和1.05～1.1；泥漿制備過程中需要將砂率控制在4%以內(nèi)，黏度控制在17～20s，pH不大于6.5。如果原土造漿無法滿足施工要求時，可以選擇膨潤土或高塑性黏土，必要的時候也可以摻入化學(xué)制品，從而使泥漿性能得到有效改善。②吊裝鋼筋籠。在吊運(yùn)過程中為了避免鋼筋籠發(fā)生縱橫方向的塑性變形，需要提前制定好起吊方法，嚴(yán)禁下端拖地，必要時可以選擇措施臨時加強(qiáng)剛度。起吊時最好選擇兩點(diǎn)吊法，第一吊點(diǎn)選定在骨架下部，第二吊點(diǎn)選定在在骨架長度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。先提起第一吊點(diǎn)，待骨架稍提起時，開始同時起吊第二吊點(diǎn)，最終待骨架同地面垂直時停止起吊，檢查骨架是否順直，符合要求后解除第一吊點(diǎn)。③清孔。嚴(yán)禁以加深鉆孔深度來代替清孔，并且在終孔后灌注砼前需要進(jìn)行二次清孔。在起鉆前基本清除沉渣后進(jìn)行第一次清孔，清孔結(jié)束時要保證泥漿比重指標(biāo)低于1.03～1.1的上限要求；二次清孔需要持續(xù)砼到場后結(jié)束。為了有效提高清孔效率，清孔階段可以在泥漿泵周圍（正循環(huán)）或泥漿回流槽內(nèi)（反循環(huán)）用篩網(wǎng)對泥漿攜帶的細(xì)砂進(jìn)行攔截。④水下混凝土灌注。混凝土灌注過程需要連續(xù)進(jìn)行，待先灌入混凝土滿足初凝時間前完成二次混凝土灌注，避免從導(dǎo)管中有先前灌入的混凝土流出而引發(fā)斷樁現(xiàn)象。保證混凝土灌注在1.5h內(nèi)灌注完成，避免摻加緩凝劑，從而有效提高混凝土灌注質(zhì)量。灌注趨于結(jié)束時，嚴(yán)禁一次性全部將導(dǎo)管拆除，最好逐節(jié)快速拆除，拆除時間最好控制在15min以內(nèi)。

4 結(jié)束語

在道橋施工中，鉆孔灌注樁技術(shù)具有重要的作用，因此必須做好施工技術(shù)的質(zhì)量控制，做到施工過程的規(guī)范性，減少工程風(fēng)險。本文對道橋施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用程序進(jìn)行了總結(jié)，希望能促進(jìn)道橋工程施工質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 付春瑩.道橋施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的運(yùn)用[J].科技展望,2015,(15):126.

[2] 劉萬軍.道橋施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,(19):48.