淺析鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術

王兆鑫

遼寧鐵工建設集團有限公司 遼寧大連 116000

鉆孔灌注樁指在工程現場通過機械鉆孔，并在其內放置鋼筋籠，灌注混凝土而做成的樁。該施工法過程是：平整場地→泥漿制備→埋設護筒→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護筒→檢查質量。

1 鉆孔

鉆孔是一道關鍵工序，在施工中必須嚴格按照操作要求進行，才能保證成孔質量，首先要注意開孔質量，為此必須對好中線及垂直度，并壓好護筒[1]。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用)，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現象。鉆孔的順序也應該事先規劃好，既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。鉆孔成樁機械：沖擊鉆機、回旋式鉆機、旋挖鉆機、泥漿泵、泥漿造漿機、抽渣設備、泥漿船（車）。

1.1 鉆機選擇

①沖擊鉆、牙輪回旋鉆適用于硬巖、弱風化巖、中風化巖。②旋挖鉆、回旋鉆、沖抓鉆適用于強風化巖、土質、砂質。③氣舉反循環法成孔適用于特長樁基成孔。

1.2 塌孔的原因分析

①泥漿相對密度過小，水頭對孔壁的壓力較小。②泥漿稠度小，護壁效果差，出現漏水；造成泥漿水頭高度不足，對孔壁壓力小。③在松軟的砂層中進尺過快，泥漿護壁形成較慢，孔壁滲水。④鉆進時中途停鉆時間較長，造成泥漿水頭高度不足，對孔壁壓力小。⑤提升鉆頭或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁。⑥鉆孔附近有大型設備或車輛振動。⑦孔內水流失造成水頭高度不夠。⑧清孔后未能及時灌注混凝土，放置時間過長。

1.3 塌孔預防措施

①根據不用地質情況，選用適宜的泥漿比重，泥漿粘度和不同的鉆進速度。②在陸地上埋置護筒時，底部應夯填密實，護筒周圍也要回填密實。③將護筒穿過淤泥及透水層，護筒銜接嚴密不漏水。④由于汛期或潮汐水位變化大時，采取升高護筒，增加水頭保持水頭壓力相對穩定。⑤鉆孔無特殊原因應盡量連續作業。⑥提升鉆頭或吊放鋼筋籠盡量保持垂直，不要碰撞孔壁。⑦鉆孔時盡量避免大型設備作業或車輛通過。⑧灌注作業不具備時暫時不要清孔，降低泥漿比重。

1.4 塌孔處理

①如為輕微塌孔，立即采取增大泥漿比重，提高泥漿水頭，增大水頭壓力。②塌孔不深時，可改用深埋護筒，護筒周圍夯實，重新開鉆。③若發生嚴重塌孔，應馬上用片石或砂類土回填，或用摻入不小于5%水泥砂漿的黏土回填，必要時將鉆機移開，避免鉆機被埋入孔內，待回填穩定后重鉆。當回填后片石的巖面傾斜較大時，鉆頭易擺動，撞擊護筒或孔壁，造成偏孔或塌孔、卡鉆等現象，這時先選用小沖程進行沖擊，待將孔底的浮土、凸出部分鑿平出現平臺后，再加大沖程轉入止常沖程。

2 清孔

鉆孔至設計標程，經對孔徑、孔深、孔位、豎直度進行檢查確認鉆孔合格后，應立即進行清孔。清孔應達到以下標準：孔內排出或抽出的泥漿手摸無2-3mm顆粒，泥漿比重不大于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。澆筑水下混凝土前，應測量沉渣厚度，柱樁一般不大于10cm，摩擦樁不大于30cm。沉渣過厚會導致樁的承載力不足、容易斷樁、樁長不足等影響。

2.1 清孔方法

抽渣法：適用于沖擊、沖抓成孔的摩擦樁或不穩定地層，終孔后用抽渣桶清孔。

吸泥法：適用于巖層和密實不易塌陷的土層。

換漿法：適用于正循環專輯，換漿時間以排出泥漿的含砂率與換入泥漿的含砂率接近為度。

2.2 孔底沉渣過厚原因分析

①護壁泥漿選用不當，導致孔底沉渣無法跟隨泥漿排出孔外。②清孔清渣程度不足，未能將孔內沉渣全部清除。③施工歷時過長，導致沉渣下沉，增加孔底沉渣。④混凝土初灌量不足且未設置隔水栓，樁端混凝土離析，從而增加孔底沉渣量。

2.3 控制孔底沉渣厚度措施

①選擇合適的鉆機機具及鉆孔方式：對土層松軟、易坍塌的樁位，應盡量避免采用震動大，負壓過低的施工機具和工藝方法②選擇合適的鉆孔泥漿指標：泥漿除了起護壁作用外，還是重要的排渣媒介。③確保清孔徹底、充分：一次清孔：在測得孔底沉渣厚度小于50cm時，及時抓緊時間吊放鋼筋籠。二次清孔：在混凝土灌注前利用導管進行第二次清孔。④選擇合適的清孔方式：根據不同的鉆孔方法、施工設備、設計要求及底層條件，來合理選用清孔方法

⑤準確測定沉渣厚度：測量方法不當，會造成沉渣厚度的誤判。⑥確保混凝土首灌量：應有足夠的混凝土儲備量，使導管一次埋入混凝土面以下1m以上。⑦在確保清孔效果的同時，應加強工序連接，提高工作效率，盡量縮短清孔至混凝土灌注之間的時間

3 灌注水下混凝土

水下灌注混凝土也稱導管混凝土，是將混凝土通過豎立的管子，依靠混凝土的自重進行灌注的方法。其原理混凝土拌和物是在一定的落差壓力作用下，通過密封連接的導管進入到初期灌注的混凝土下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿逐步上升，形成連續密實的混凝土樁身。鉆孔樁水下混凝土采用豎向導管法。在澆筑前，將導管下端下放到距孔底渣0．3-0．5m為宜。

①混凝土的初存量應保證首批混凝土澆筑后，使導管埋入混凝土的深度不小于1m。②混凝土的坍落度以18-22cm為宜。③每根樁混凝土的澆筑應盡量控制在8h內，每小時的澆筑高度宜不小于10m。④一經澆筑，應連續進行，中途任何原因中斷澆筑時間不得超過30min。⑤導管埋入混凝土中的深度任何時候不得小于1m，一般控制在2-4m。⑥在灌注無鋼筋段的混凝土時應盡量加快，當孔內混凝土面接近鋼筋籠時，應保持較深的埋管，放慢澆筑速度，當混凝土面升入鋼筋籠1-2m后，應減少導管埋深。⑦澆筑標高應高出樁頂設計標高1．0m。

4 結語

我國鐵路橋梁鉆孔灌注樁施工技術的控制是一項相對復雜和綜合性的工程。樁基礎是橋梁結構的基礎，其質量的好壞在很大程度上決定了橋梁的承載能力和使用年限，加強樁基施工技術，做好每個環節的質量控制，是保證鐵路工程質量的前提和基礎。