鉆孔灌注樁施工質(zhì)量及監(jiān)督

任永勝

【摘?要】鉆孔灌注樁目前在橋梁、房建、高層建筑、大壩基礎(chǔ)等工程中大量使用在地基處理方面，其主要有承載力大、施工周期短、技術(shù)相對(duì)成熟、施工機(jī)械設(shè)備單一、成本較低、適用于各種巖層等特點(diǎn)，施工時(shí)大部分為水下施工無法進(jìn)行觀察以及施工成樁后因其埋入土層或巖層具有一定的深度，不具備開挖驗(yàn)收的條件。因此鉆孔灌注樁在整體工程施工完成后具有高度隱蔽性。怎樣監(jiān)督控制施工過程中各個(gè)工序的施工質(zhì)量為其以后使用的可靠性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁;質(zhì)量;監(jiān)督及控制

1工程實(shí)例

某市小場溝河匯入主河道溫榆河，溫榆河左右岸河堤內(nèi)設(shè)置為公園，小場溝河匯入口位于溫榆河右堤樁號(hào)11+550處，為解決公園內(nèi)道路暢通，在小場溝匯入主河道口新建小場溝人行景觀橋，該橋跨越小場溝，橋位處河道采用矩形斷面，橋梁設(shè)計(jì)為1跨20m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支空心板梁，橋梁中心與河道中心交角為90°，橋梁全寬4.5m，其中人行道寬3.5m，兩側(cè)各設(shè)0.5m欄桿;上部構(gòu)造預(yù)制梁長19.96m，梁高0.95 m，單片預(yù)制中梁寬1.24m，預(yù)制邊梁寬1.62 m，鉸縫寬0.1m，一孔橋梁由1塊中板、2塊邊板組成;橋臺(tái)采用U型橋臺(tái)，基礎(chǔ)為C30鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)。

2鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝流程如下圖：

2.1鉆孔前的準(zhǔn)備工作

技術(shù)準(zhǔn)備：按照施工設(shè)計(jì)圖紙的要求，編制施工方案，準(zhǔn)備施工機(jī)械設(shè)備。清除雜物、淤泥，平整樁基范圍內(nèi)的場地并壓實(shí)。

施工放樣：復(fù)測控制點(diǎn)及控制網(wǎng)和導(dǎo)線，測放樁位及高程。樁位放樣時(shí)，樁的縱橫向允許偏差滿足驗(yàn)收規(guī)范要求，并在樁的前后左右距中心2m處分別設(shè)置牢固護(hù)樁，以供隨時(shí)檢測樁中心和高程。

施工便道和場地平整：合理布置施工便道，與鉆孔位置保持一定的距離，滿足施工需要亦不影響孔壁穩(wěn)定。鉆孔安排在河道枯水位季節(jié)施工，鉆孔前已在樁基施工范圍外側(cè)進(jìn)行高壓旋噴樁圍堰施工。確保鉆機(jī)在鉆進(jìn)中保持穩(wěn)固，保證施工安全和成孔質(zhì)量。

孔位探測：首先在孔位處挖2m深的檢查坑，檢查孔位地下是否有管線、光纜或其他物體，若有，及時(shí)通知相關(guān)部門確認(rèn)，并協(xié)商解決辦法，進(jìn)行妥善處理。

檢修調(diào)試機(jī)械設(shè)備：對(duì)鉆孔機(jī)械、泥漿設(shè)備、樁體混凝土灌筑設(shè)備、混凝土拌合及運(yùn)輸設(shè)備等進(jìn)行維修、調(diào)試。

技術(shù)交底：對(duì)參與施工的人員進(jìn)行環(huán)境保護(hù)教育及施工技術(shù)交底。

材料進(jìn)場：各類鉆孔樁施工的原材料按要求進(jìn)場。

試驗(yàn)檢驗(yàn)：完成原材料檢驗(yàn)及混凝土配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)等工作。

泥漿：泥漿原料選用優(yōu)質(zhì)粘土或膨潤土造漿，并在泥漿中摻入適量燒堿或碳酸鈉等外加劑，其摻入量由試驗(yàn)決定。

泥漿池施工：利用挖掘機(jī)開挖，人工整修基底，采用磚塊砌筑，水泥砂漿抹面;因本工成樁基數(shù)量較少現(xiàn)場泥漿坑采用塑料薄膜保護(hù)坑壁。

泥漿拌制：用造漿機(jī)制漿，并儲(chǔ)存于泥漿池中。鉆孔施工時(shí)，根據(jù)地層情況及時(shí)調(diào)整泥漿性能指標(biāo)，以保證成孔速度和質(zhì)量，施工中隨著孔深的增加向孔內(nèi)及時(shí)、連續(xù)地補(bǔ)漿，維持護(hù)筒內(nèi)應(yīng)有的水位高程，防止孔壁坍塌。樁孔混凝土灌筑時(shí)，孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿池內(nèi)，利用于下一基樁鉆孔護(hù)壁中。

2.2護(hù)筒安裝

施工采用鋼護(hù)筒保護(hù)孔口和孔壁，護(hù)筒采用3mm-5mm鋼板制作，長度1.5-2m，內(nèi)徑比樁徑大20～40cm。

采用汽車吊機(jī)埋設(shè)鋼護(hù)筒。護(hù)筒采用就地挖埋法設(shè)置，護(hù)筒外周回填粘土夯實(shí)。護(hù)筒的埋深有效地保證在整個(gè)鉆孔施工中孔口周圍的穩(wěn)定，護(hù)筒外漏地表約20cm，護(hù)筒頂高程高于施工水位。護(hù)筒埋設(shè)頂面位置偏差不超過5cm，傾斜度不超過1%。

為避免護(hù)筒在起吊運(yùn)輸過程中變形，在適當(dāng)位置用鋼管焊成“+”字形內(nèi)支撐，待吊裝豎直后割除。

2.3鉆機(jī)選擇及就位

沖擊鉆用于卵石土層和巖石土層地基;回旋鉆機(jī)分正循環(huán)和反循環(huán)兩種，適用于黏性土、砂類土、碎石類土。

由于灌注樁所處位置地質(zhì)主要為粘質(zhì)粉土、粉細(xì)砂、砂質(zhì)粉土和重粉質(zhì)粘土，埋設(shè)好護(hù)筒后，即可安排鉆機(jī)就位，本工程選用鉆機(jī)為正循環(huán)潛水沖擊鉆，鉆頭由卷揚(yáng)機(jī)牽引沖擊旋轉(zhuǎn)鉆孔。鉆機(jī)就位時(shí)校核鉆錐中心對(duì)準(zhǔn)測量放樣時(shí)所測設(shè)的樁位即可，其對(duì)中誤差不得大于5cm。

2.4沖擊鉆成孔工藝：

鉆機(jī)就位，立好鉆架，對(duì)準(zhǔn)樁孔中心，拉好纜風(fēng)繩，即可開始鉆孔。

開始時(shí)先在孔內(nèi)灌筑泥漿，泥漿比重等指標(biāo)根據(jù)土層情況而定。如孔中有水、可直接投入適量的黏土及膨潤土，用沖錐以小沖程反復(fù)沖擊造漿。開孔及整個(gè)鉆進(jìn)過程中，始終保持孔內(nèi)水位高出地下水位1.5～2.0m，并低于護(hù)筒頂面0.3m，以防溢出。

護(hù)筒底腳下2～4m范圍內(nèi)一般比較松散易坍孔，按1∶1投入粘土和小片石（粒徑不大于15cm），用沖擊鉆錐，小沖程反復(fù)沖擊，使泥膏、片石擠入孔壁，要重復(fù)回填反復(fù)沖擊2～3次力求孔壁堅(jiān)實(shí)。

2.5檢測孔深、傾斜度、直徑

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)底高程時(shí)，必須檢測孔深、直徑和傾斜度，其中孔徑和孔深須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，傾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放鋼筋籠之前，對(duì)孔內(nèi)的石碴、泥漿進(jìn)行必要的清理，做到孔內(nèi)含泥量、含碴量和孔底沉渣符合設(shè)計(jì)及圖紙要求。

2.6終孔、清孔

鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，對(duì)孔深、孔徑、孔位、孔形等進(jìn)行檢查，填寫終孔檢查證，經(jīng)監(jiān)理工程師簽證認(rèn)可后，進(jìn)行孔底清碴工作。

沖擊鉆成孔的樁基，用抽碴筒多次從孔內(nèi)抽取鉆碴，并同時(shí)向孔內(nèi)注水以減少泥漿比重到1.1～1.25。當(dāng)抽碴筒抽出泥漿中無2～3mm大的顆粒時(shí)則證明抽碴清孔已到目的。

為準(zhǔn)確判定孔底碴是否清完，用一個(gè)帶釬的測錘和平底測錘兩次測孔，若兩次測孔深度相同并與終孔數(shù)字相符時(shí)測證明孔碴已清理干凈，否則還需繼續(xù)清至達(dá)到要求，沉碴厚度不得大于規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)。

2.7泥漿排放

對(duì)鉆孔、清孔、灌注混凝土過程中排出的泥漿，根據(jù)現(xiàn)場情況引入到適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)進(jìn)行處理，以防止對(duì)河流及周圍環(huán)境的污染。

3鉆孔灌注樁施工技術(shù)保證措施

3.1鉆孔中防止塌孔措施

a.護(hù)筒的埋設(shè)深度確保穿透淤泥質(zhì)軟土層，并做好護(hù)筒底部密封。

b.現(xiàn)場鉆孔操作人員，仔細(xì)檢測泥漿比重及粘度，尤其是含砂率的檢測，不同地層按要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

c.控制鋼筋籠安裝垂直度，安放鋼筋籠時(shí)，需對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心豎直插入，嚴(yán)禁觸及孔壁。

d.緊密銜接各道工序，盡量縮短工序間隔。

e.當(dāng)出現(xiàn)災(zāi)害性天氣無法施工時(shí)，提起鉆頭，調(diào)整泥漿比重，孔內(nèi)灌滿泥漿。

3.2鉆孔異常情況的處理措施

a.坍孔處理：鉆孔過程中發(fā)生坍孔后，要查明原因進(jìn)行分析處理，可采用加深埋護(hù)筒等措施后繼續(xù)鉆進(jìn)。根據(jù)現(xiàn)場情況也可在泥漿中加入大量的干鋸末，同時(shí)增大泥漿比重（控制在1.15～1.4之間），改善其孔壁結(jié)構(gòu)。鉆頭每次進(jìn)入液面時(shí)，速度要非常緩慢，等鉆頭完全進(jìn)入漿液后，再勻速下到孔底，每次提鉆速度控制在0.3～0.5m/s。坍孔嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)回填重新鉆孔。

b.縮孔處理：鉆孔發(fā)生彎孔縮孔時(shí)，一般可將鉆頭提到偏孔處進(jìn)行反復(fù)掃孔，直到鉆孔正直，如發(fā)生嚴(yán)重彎孔和探頭石時(shí)，應(yīng)采用小片石或卵石與黏土混合物，回填到偏孔處，待填料沉實(shí)后再鉆孔糾偏。

c.埋鉆和卡鉆處理：埋鉆主要發(fā)生在一次進(jìn)尺太多和在砂層中泥漿沉淀過快;卡鉆則主要發(fā)生在鉆頭底蓋合攏不好，鉆進(jìn)過程中自動(dòng)打開或在卵石地層鉆進(jìn)時(shí)，卵石掉落卡鉆等。

3.3清孔措施

當(dāng)?shù)貙痈缓凵邦愅粒K孔后粉砂、粉細(xì)砂快速沉淀，給清孔帶來困難，為降低孔底沉淤采取以下措施：

a.采用雙泥漿泵并聯(lián)供應(yīng)泥漿，增大泵量，提高泥漿循環(huán)速度，增強(qiáng)泥漿攜帶鉆碴的能力。

b.用優(yōu)質(zhì)膨潤土和化學(xué)外加劑提高泥漿粘度，以減緩砂粒沉淀速度。

c.嚴(yán)格控制鉆桿接頭的密封性，確保泥漿能全部從孔底返回。

d.及時(shí)排除廢棄泥漿，勤撈沉淀池中的沉碴，不斷補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿。

e.當(dāng)鉆進(jìn)砂層時(shí)及時(shí)開啟泥漿分離器，降低含砂率。

f.加快成孔與成樁速度，二次清孔完成后，立即澆筑水下混凝土，避免泥碴再次沉淀縮短從成孔到成樁的作業(yè)時(shí)間。

3.4鉆進(jìn)中的質(zhì)量保證措施

a.鉆進(jìn)中嚴(yán)格控制泥漿比重，成孔后，鋼筋籠安裝就位，利用混凝土泵管采用氣舉反循環(huán)法進(jìn)行二次清孔，嚴(yán)格控制孔內(nèi)沉碴厚度、空孔時(shí)間、水下混凝土灌筑速度和灌筑連續(xù)性，確保成樁質(zhì)量。混凝土在拌合站集中拌制，混凝土輸送車運(yùn)輸，導(dǎo)管法灌筑水下混凝土。樁基完成后，按設(shè)計(jì)要求對(duì)樁基進(jìn)行逐樁檢測。在墩臺(tái)建成后，進(jìn)行群樁沉降觀測。

b.緊鄰施工以保證安全為重點(diǎn)。在路堤地段，采用幫填邊坡，適當(dāng)抬高鉆孔平臺(tái)高度，鋼護(hù)筒加長的施工方案，避免因鉆孔時(shí)間過長造成邊坡失穩(wěn)，承臺(tái)開挖前，對(duì)跨越公路的墩位采用鋼軌樁或人工挖孔樁防護(hù)的方案，承臺(tái)施工完成后及時(shí)回填。

c.采用沖擊鉆孔工藝，鉆進(jìn)過程中應(yīng)防止出現(xiàn)塌孔、卡鉆、掉鉆等現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1]交通部，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003），人民交通出版社，2003

[2]交通部，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011），人民交通出版社，2011

（作者單位：中國葛洲壩集團(tuán)市政工程有限公司）