鉆孔灌注樁海堤路段施工工藝及質量控制研究

吳佳捷

（上海中咨安通工程管理股份有限公司，上海200086）

0 引言

隨著我國經濟快速發展，國家加大了交通基礎設施建設。橋梁樁基礎是橋梁工程核心部分，由于橋梁上部結構荷載不斷增大，鉆孔灌注樁等基礎形式構成了公路橋梁工程中的基礎工程。鉆孔灌注樁具有承載能力大等優點，在公路橋梁建設中得到了廣泛應用。良好的基礎是橋梁建設成功的保障，目前我國鉆孔灌注樁施工樁長可達100m 以上，如何根據不同水文地質條件選擇合理的施工方案需要研究探討。鉆孔灌注樁施工需要把樁孔土排出地面，施工過程復雜，施工中操作不當會導致坍孔等質量問題，需要通過實際工程總結鉆孔灌注樁施工工藝技術。

1 鉆孔灌注樁施工技術研究

隨著我國城市經濟快速發展，橋梁上部結構荷載加大給基礎工程施工帶來很大挑戰。樁基礎是土木建筑深基礎工程中應用最多的形式，單一工藝灌注樁無法滿足發展需求，要綜合考慮多種因素選擇適合的施工技術。鉆孔灌注樁施工技術廣泛應用，由于施工技術具有隱蔽性，研究施工技術工藝有利于提高路橋工程質量。灌注樁技術是鋼筋籠預埋樁側，鉆孔灌注樁將結構物的荷載傳遞到地基土持力層[1]。

樁基礎設計要保證結構穩定性，重點包括樁型選擇等，樁身設計要注意樁基沉降驗算等問題。樁型選擇要根據施工現場實際情況進行合理性等方面綜合性研究。持力層選擇要考慮施工可行性要求，要選擇高強度的土層減少樁基沉降。樁長確定應從荷載等因素綜合考慮。由于群樁效應對樁基承載力造成不利的影響，樁間距要根據樁的排列等因素判定。確定合適樁型后用特定單樁承載力計算公式。計算沉降時采用準永久值，灌注樁結構設計要注意配筋率與箍筋等問題，縱向主筋沿樁身周圍布置。

鉆孔灌注樁施工使用護筒結構要控制其合理性，必須科學設置泥漿的配比[2]。鉆孔灌注樁施工測量放樣首先測定橋梁工程墩臺中線。施工中選擇合適的成孔形式決定后期成樁質量，應根據設計圖紙等資料編制可行的施工方案，灌注樁機械成孔方法包括泥漿護壁樁等。現代建筑中通常采用各種施工機具，鉆孔前埋設護筒固定樁位，施工部署主要根據工程的性質特點進行合理組織。護筒埋設首先固定樁位，設計鋼筋籠須滿足施工規范要求，選擇合適的吊放方式，根據孔深確定導管長度[3]。我國自1983年北京建筑研究所首先研發了樁端壓力注漿樁，國外開展了向下部結構輕型化方面的研究，鉆孔機械向新興智能化開發研究。目前灌注樁向長尺寸方向發展，許多國家研發成孔機械[4]。加強施工技術研究，對實際工程具有重要指導意義。

2 鉆孔灌注樁施工工藝關鍵技術

鉆孔灌注樁技術在公路橋梁工程中廣泛應用，施工中需要把握關鍵技術工藝。鉆孔灌注樁施工關鍵技術主要包括護筒埋設等[5]。技術人員要做好動態管理，鉆孔后選擇合適的清孔方式對孔洞實施清理。施工前要根據現場情況進行全面實地勘察，對施工方案編制依據等內容進行嚴格監管，保證施工進度不受意外情況影響。鉆機到位前檢查埋設高度是否符合設計預設標準，施工單位要設專人觀察記錄各項指標。

目前鉆孔灌注樁常用施工機械包括回旋鉆機等，要根據現場條件確定合適的施工機械。必須全面檢查鋼材性能，結合施工現場情況選擇合適的吊放方式。混凝土灌注須嚴格控制好孔底與導管下口距離，嚴禁在鋼筋骨架放置后進行，確保含砂率在要求標準內。導管埋設深度處于2～6m 之間，在卵石土等夾層中鉆孔需采用泥漿護壁，隨時進行泥漿指標檢測。護筒下陷原因是未考察處理地質條件，要與技術人員組織施工圖交底，測試成孔施工現場是否平整穩定。必須全面檢查鉆桿等相關狀況，可通過調整鉆孔架保證結構的平衡度。根據工程樁設計要求，混凝土灌注后拔出護筒，地面上的護筒在混凝土抗壓強度達5MPa后拆除。

鉆孔灌注樁施工中要加強對成孔質量的控制，要檢查鉆機定位是否穩固，必須控制成孔深度。常用樁基檢測法分為樁身完整性與樁基承載力檢測，要選擇適合的檢測方法。樁基承載力檢測是樁基檢測的重要部分，選擇檢測方法要根據施工現場情況確定。工程項目人員按職分工，重要內容包括終孔驗收，清孔除渣等關鍵施工工藝，要求嚴格把控每個環節。

3 鉆孔灌注樁海堤段工程施工工藝質量控制

港區跨線橋上跨出港輔道G 匝道，橋梁結構為5m×35m 等高連續箱梁，標準段總寬度13.5m，道路等級參照城市次干道設計。 跨線橋樁基采用D1200mm 的灌注樁，5#橋臺下設4 根樁，0#橋臺采用28 根699m 擴大承臺基礎。該區域屬于海岸地貌類型，拋石大小不一，填充較多粗礫砂、淤泥質黏土等。VII3 中風化花崗巖層地質性質良好，作為該工程樁基持力層。

試樁為2-2#樁基，樁身直徑1.2m，設計樁頂標高4.5m，要求樁端達到設計高程。施工準備工作包括混凝土供應，技術及安全交底等。混凝土質量已經過審核，混凝土配合比等性能經第三方檢測符合設計要求。樁基施工用水采用自來水，根據現場需求補充。施工用電采用箱變（500kVA）將業主指定電源引至施工現場，采用5 芯電纜接至樁機控制電箱。項目經理部對樁基施工人員進行三級安全教育，對現場進行安全隱患排查。對樁基施工隊伍就沖擊成孔進行技術交底，主要包括施工工藝、質量驗收標準等。鉆孔中隨時對孔內泥漿的性能進行檢測，沖孔灌注樁在終孔后，對樁孔的孔位、孔深和垂直度進行檢驗，對孔底的沉淀厚度進行檢驗。質量預控點包括樁基施工組織設計，原材料質量等。

圖1 沖擊鉆示意圖

試樁施工重點環節包括準備工作，護筒埋設，泥漿配置等。施工準備包括場地準備，樁位測量，機械設備檢查等工作。沖擊鉆機底座位于挖機回填場地上，鉆機機位前后用碎石填平并墊枕木。泥漿的性能指標對鉆機中的護壁效果有很大的影響，根據該工程的沖孔工藝，泥漿比重為1.2～1.4，沖孔初期在孔內加入水進行沖擊造漿。對泥漿的性能指標進行檢測。在沖孔前對電機旋向、摩擦離合器工作性能進行調試，將錘頭按照十字拉線法對準，開始鉆進時適當控制進尺，提錘高度控制在小于1.5m。2-2#樁基處工程地質層主要為拋石層，標高-8.8～-9.3 處有淤泥質粉質黏土，-9.8 以下為中風化花崗巖，試樁中鉆進2m 取樣渣留樣。入巖后每隔0.5m 取一次樣渣。沖孔中隨時注意孔內水頭以及泥漿稠度，施工出現漏漿現象，采取及時回填黏土措施處理。成孔后請第三方專業機構對成孔質量進行檢測，檢測結果表明成孔質量符合設計要求。

表1 鉆孔灌注樁成孔質量標準

表2 灌注樁鋼筋骨架制作和安裝質量標準

成孔質量達到要求后進行清孔，前階段先用比重大的泥漿進行孔內沉渣清理，使砂石粒能順利的浮出孔口，孔底沉渣厚度符合設計要求后下放鋼筋籠。鋼筋籠采用24 根HRB400Ф25 作為主筋，螺旋筋采用HRB400Ф12，鋼筋籠制作完成后經監理驗收合格。2-2#樁基實際樁長19.55m，兩節鋼筋籠連接采用單面焊，使用25t 汽車吊安裝鋼筋籠。2-2#樁基共安裝8 節導管，導管距孔底約40cm，灌注前將漏斗口密封。采用比重為1.05～1.10 的泥漿，撈取孔口出來沉渣。2-2#樁基預估混凝土方量為30m3，混凝土罐車到達現場后首先進行坍落度檢測，灌注前將混凝土運輸車由專人指揮倒至待灌注樁旁，斗內混凝土數量達致最大儲量時，首批混凝土灌注，混凝土灌注開始后保持連續進行，正確控制導管的提升和拆除，灌注完成時混凝土頂面標高為6.5m。

4 鉆孔灌注樁工程施工質量控制要點

試樁中出現沖孔漏漿等問題，針對實際情況采取相應的處理措施。泥漿導流槽不規范，施工場地文明施工較差，在護筒頂面周圍澆筑10cm 厚的C20 混凝土，引流至沉淀池和泥漿池，確保泥漿能順利流入池內，同時做好泥漿池的圍護工作，做好施工現場的安全文明施工工作。開挖埋設鋼護筒后回填土，由于回填土質松動，鋼護筒出現傾斜下沉。先在基底澆筑10cmC20 混凝土，標出護筒中心位置及圓周，護筒周邊用鋼筋進行定位固定。

表3 程控質量檢測

通過2-2#試樁的施工，對樁基施工方案驗證，及時發現了存在的問題，形成樁基施工總結結論。確定樁基施工工藝是可行的，明確各項施工工藝參數，泥漿比重維持在1.30～1.40 之間；明確混凝土灌注數量和導管拆除時間的協調問題。沖孔過程中要做好現場記錄以及泥漿比重的監控。入巖時需聯系設計勘測單位進行確認后方可繼續沖孔；了解了不同地質狀況下沉渣的形態。2-2#試樁施工的各項檢測指標滿足規范要求，試樁采用施工工藝合理，針對試樁過程中出現的問題找到原因，經總結，試樁完成各項內容達到目的。

5 結語

隨著科技的發展，建筑向高層延伸，建設場地淺層地基不能滿足建筑物對地基承載力的要求，需要利用地基深層堅實土層為基礎持力層。深基礎包括樁基礎、地下連續墻等類型，深基礎樁基應用日益廣泛，鉆孔灌注樁是適應性強的深基礎施工工藝。鉆孔灌注樁技術在路橋工程施工中得到了廣泛應用，技術人員要總結施工技術經驗，采用有效措施保障鉆孔質量。施工方要加強對施工人員的培訓考核。目前鉆孔灌注樁技術在橋梁領域應用處于起步階段，技術人員要加強灌注樁施工工藝研究。