砂層地質情況下鉆孔灌注樁施工質量控制

鄭雨

摘要：鉆孔灌注樁是橋梁樁基施工比較常見的一種形式，本文著重介紹了砂層地質條件下鉆孔灌注樁施工質量控制的關鍵要點，保證工程施工過程中的質量控制及項目順利進行。

關鍵詞：砂層；鉆孔灌注樁；橋梁施工

1. 引言

鉆孔灌注樁基，是橋梁樁基施工中較為常見的一種結構形式。對于含砂層地區(qū)的鉆孔灌注樁基礎施工，其質量控制較為困難。以某援建橋梁項目為例，其地層情況為：

粉砂主要由地表的各類巖石經(jīng)風化碎裂而成，成分與砂比較相似。砂層的主要特點為砂粒細小，粘性差，飽水松散、透水性查，流沙、流變性明顯，縮變性大，地質情況比較復雜。因此，在鉆孔灌注樁施工過程中，必須嚴格控制鉆孔到灌孔及成孔的各個環(huán)節(jié)，否則，會出現(xiàn)縮孔、塌孔、斷樁等各類質量事故。下面結合該援建跨河大橋項目的具體情況，進行詳細說明。

2. 鉆孔

（1）鉆孔鉆機的選擇

在此類土層地質條件下鉆孔施工，最適合選用的機械為循環(huán)鉆機，其他鉆孔設備作為輔助。循環(huán)鉆具有鉆孔、護壁、清空、處理故障等眾多功能。同時，造漿護壁的效果要強于其他的鉆孔設備。而且，循環(huán)鉆在鉆進過程中產生的振動小，不易因振動而造成塌孔。因此它是砂質地層鉆孔的首選機械。

（2）護筒埋設

護筒采用鋼護筒，筒壁厚度根據(jù)鉆孔樁徑、埋深和埋設方法選定，一般鉆孔樁可為4-12mm，必要時可根據(jù)鉆孔樁孔徑、埋設方法和深度通過計算確定，本項目采用15mm的鋼板卷制焊接而成（根據(jù)計算而定）。用振動打樁錘一次性振動沉入。護筒直徑根據(jù)孔的直徑而定。護筒內徑為比樁徑大20厘米。護筒埋入后，將四周用粉質黏土分層填筑夯實。鋼護筒的埋入深度應進入砂層，護筒埋設位置應準確，其中心線與樁位中心線的允許偏差不大于20毫米，并應保證護筒垂直偏差不大于0.5%。護筒內的水位必須做到穩(wěn)定，宜高于孔外水位1-2米。

（3）造漿泥漿護壁

對于本地層，鉆孔造漿非常關鍵，造漿質量如果達不到要求，則容易出現(xiàn)塌孔。因此，必須做好泥漿這一關鍵步驟。造漿過程一般設有制漿池、循環(huán)池、沉淀池。根據(jù)樁距及施工現(xiàn)場場地允許條件設置泥漿池，由于場地限制，本工程沉淀池、循環(huán)池、制漿池采用厚度為10mm的鋼板焊制的敞口水箱，每只容積為30m3。每臺樁機配備同規(guī)格的泥漿箱三只、并用鋼管把泥漿池連接在一起。成孔施工時孔口流出的泥漿經(jīng)砂石泵抽到沉淀池，經(jīng)沉淀后再到循環(huán)池，循環(huán)池到孔內形成一個循環(huán)系統(tǒng)。

（4）鉆孔鉆進過程控制

鉆機的鉆進速度，應根據(jù)孔內的具體情況而定。在鉆進過程中為更加有效的防止縮孔及鉆孔的傾斜，一般用檢孔器進行檢查。鉆機每鉆進10-15m檢驗一次。當鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)地質情況與設計不符時，應采取措施，保證鉆孔質量。

（5）清孔

清孔是鉆孔灌注樁施工的一道關鍵工序，清孔應分二次進行，第一次清孔在成孔深度達到設計要求時立即進行，利用成孔鉆具直接進行。清孔完畢后，采用井斜儀對成孔質量進行檢測。第二次清孔在下放鋼筋籠和灌注混凝土導管安裝完畢后進行，安裝清孔器并與砂石泵連接，利用泵吸反循環(huán)進一步將孔底沉渣吸出，同時逐步降低孔內泥漿密度。需要注意的是，混凝土在灌注時必須控制好泥漿比重至一個合理的范圍，否則過大的泥漿比重易造成泥漿沉淀層過厚，而泥漿比重過小泥漿中的懸浮物、粉砂等沉淀較快，樁底沉淀過厚，造成樁長不足，孔壁透水導致塌孔。因此，必須做好清孔這道工序。

3. 鋼筋籠及導管安裝

（1）鋼筋籠安裝

成孔后清孔完畢，應立即進行鋼筋籠的安裝，由于粉砂土質層易產生塌孔和縮孔，宜盡可能縮短鋼筋籠安裝作業(yè)時間，鋼筋籠安裝應注意以下一些問題：

安裝焊接質量必須保證。主筋焊接質量的好壞，直接關系到樁基礎的承載力能否達到設計要求。因此，必須保證鋼筋的數(shù)量、混凝土保護墊塊數(shù)量及縱向間距，保證主筋、箍筋的間距，保證骨架的長度，鋼筋籠的直徑。并且，搭接長度和焊接質量也必須滿足規(guī)范要求。

嚴格控制作業(yè)時間。焊接作業(yè)時間的長短，直接影響鉆孔內泥漿懸浮物的沉淀量，時間越長沉淀量越大，孔底沉渣越厚，影響樁長，又容易產生縮徑和塌孔等。因此，下鋼筋籠焊接時應盡可能縮短焊接作業(yè)時間，在條件允許的情況下，保證作業(yè)焊工人數(shù)。

鋼筋籠在一清完后吊放入孔。在起吊、運輸和安裝中應采取措施防止變形。防止鋼筋下放過程中碰觸孔壁造成塌孔或者脫落。在鋼筋籠安裝的過程中也要檢驗其垂直度。

鋼筋籠安裝到設計標高后，為防止在灌注砼過程中上浮，必須把鋼筋籠固定住。一般將連接筋的一邊焊接在鋼筋籠主筋上，另一邊焊接到鋼護筒上，保證其固定。

（2）導管安裝

導管一般采用直徑為25-35cm的鋼導管。安裝使用前要對導管進行檢查，進行導管水密性試驗，查看是否漏水。如果有要及時修補后再用。墊圈一般采用具有彈性和韌性的橡膠材料。

4. 混凝土澆筑

混凝土澆筑施工，嚴格把控原材料的質量及砼配合比，除此之外，混凝土灌注樁施工還應注意以下幾個問題。

（1）二次清孔后，沉渣厚度達到標準要求后方可灌注混凝土。一般沉渣厚度不大于40cm。

（2）為防止出現(xiàn)塌孔，要保證孔內水頭高度。

（3）嚴控混凝土的塌落度和水灰比，采用混凝土罐車運輸，運輸過程中不應出現(xiàn)離析及沁水現(xiàn)象。

（4）混凝土必須連續(xù)澆筑，防止間斷時間過長，孔底沉渣過厚，或導管內混凝土凝固，造成斷樁。

（5）混凝土灌注時，導管不要埋置過深，要灌一節(jié)，導管拔一節(jié)，及時測量混凝土頂面標高，做好計算。避免出現(xiàn)導管埋得過深拔不出來，或埋置過少，出現(xiàn)斷樁、夾層等質量事故。導管埋置深度一般不小于2m，不大于6m。應盡量縮短導管拆卸的時間。

（6）混凝土灌注到頂部時，由于泥漿沉渣較厚且泥漿濃度大，要用重鉛錘反復探測混凝土頂面標高，防止灌注樁長不足，造成接樁。

5. 總結

橋梁基礎鉆孔灌注樁施工，是一項非常復雜的施工工藝，受選擇的鉆具種類及不同的地層影響較大。為了做好鉆孔灌注樁施工，保證橋梁施工質量，在施工過程中要嚴控施工的各個環(huán)節(jié)，把握質量控制的關鍵環(huán)節(jié)，并在實際實施過程中反復總結經(jīng)驗，采取合理有效的措施保證施工質量。

參考文獻

[1]CJJ 2-2008 城市橋梁工程施工與質量驗收規(guī)范。

[2]JGJ 94-2008建筑樁基技術規(guī)范。

[3]《地基與基礎》-中國鐵道出版社1999。

（作者單位：中國路橋工程有限責任公司）