橋梁鉆孔灌注樁施工方案

成長斌

河南龍航科技有限公司 河南鄭州 450003

機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備：根據(jù)現(xiàn)場需要，配備CK1500沖擊鉆機(jī)、25噸吊車、150KW發(fā)電機(jī)、泥漿泵、混凝土罐車、電焊機(jī)、水泵、鋼筋加工機(jī)械、反鏟挖掘機(jī)。

1 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)現(xiàn)場需要，配備CK1500沖擊鉆機(jī)、25噸吊車、150KW發(fā)電機(jī)、泥漿泵、混凝土罐車、電焊機(jī)、水泵、鋼筋加工機(jī)械、反鏟挖掘機(jī)。

2 樁基施工

2.1 施工流程

鉆孔灌注樁的施工順序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→初步放樣→恢復(fù)定線→護(hù)筒埋設(shè)→護(hù)筒對(duì)中復(fù)測→鉆機(jī)就位對(duì)中、調(diào)平→鉆孔→成孔清孔檢測→下鋼筋籠→下導(dǎo)管→二次清孔→混凝土澆注→破樁頭→成樁檢測。

2.2 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場安裝一臺(tái)400KV變壓器用以施工用電需求，并備用一臺(tái)150KW發(fā)電機(jī)。整平施工場地后壓實(shí)，以保證鉆機(jī)在施工中平穩(wěn)。

2.3 護(hù)筒埋設(shè)

測量放出樁基中心點(diǎn)，并設(shè)置樁基護(hù)樁點(diǎn)，開始埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒采用Q235鋼板制作，內(nèi)徑1.6m，護(hù)筒埋設(shè)高出地面0.3m左右,埋設(shè)深度在2m以上。護(hù)筒底部和四周所填粘質(zhì)土分層夯實(shí)，埋設(shè)時(shí)位置要準(zhǔn)確，豎直。護(hù)筒埋設(shè)完后，用護(hù)樁復(fù)核護(hù)筒中心，平面允許誤差50mm，豎直線傾斜度不大于1%然后用水準(zhǔn)儀測出護(hù)筒頂標(biāo)高。護(hù)筒頂部焊加強(qiáng)筋和吊耳，并切割出水口。

2.4 泥漿配置

在兩個(gè)墩柱之間不影響施工的地方開挖一基坑，作為泥漿池。泥漿池要能蓄1.5～2根樁基容量的泥漿，保證鉆孔時(shí)的泥漿循環(huán)連續(xù)。泥漿池內(nèi)滿鋪不透水塑料布，防止泥漿滲透流失。根據(jù)沖擊鉆的施工特點(diǎn)，泥漿原材料采用優(yōu)質(zhì)黃黏土。泥漿性能指標(biāo)符合下表1要求，泥漿池與沉淀池要分開，以免相互污染。

表1 泥漿性能指標(biāo)表

2.5 鉆孔

鉆機(jī)就位后，立好鉆架，對(duì)準(zhǔn)樁位中心、調(diào)平鉆機(jī)，拉好纜風(fēng)繩。

（1）開鉆前注意事項(xiàng).吊鉆的鋼絲繩必須選用軟性、優(yōu)質(zhì)、無死彎和無斷絲的鋼絲繩，鋼絲繩與鉆頭的聯(lián)結(jié)必須牢固。開鉆前，應(yīng)在護(hù)筒內(nèi)多加一些粘土。地表土層松疏時(shí)，還要混和加入一定數(shù)量的小片石，然后注入泥漿和清水，借助鉆頭的沖擊把泥膏、石塊擠向孔壁，以加固護(hù)筒角。

鉆孔前鉆機(jī)必須固定牢固，嚴(yán)禁在鉆孔過程中鉆機(jī)移位。

（2）鉆進(jìn)時(shí)操作要點(diǎn)。

①開孔時(shí)位置要準(zhǔn)確，在整個(gè)鉆孔過程中要保證鋼絲繩與樁基中心線重合。②開孔時(shí)宜用小沖程，使初成孔堅(jiān)實(shí)、豎直、圓順，能起導(dǎo)向作用，并防止孔口坍塌。當(dāng)鉆進(jìn)至護(hù)筒腳下3-4m后，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加大沖程。③鉆孔作業(yè)要連續(xù)進(jìn)行，鉆進(jìn)過程中，應(yīng)做好相關(guān)的現(xiàn)場記錄，包括開鉆、成孔時(shí)間，鉆機(jī)型號(hào)，地質(zhì)描述等內(nèi)容，以及泥漿測試記錄，地質(zhì)取樣資料。正常鉆進(jìn)時(shí)間間隔不能超過4小時(shí)，要隨時(shí)控制泥漿稠度。要注意地層變化，在地層變化處均要撈取渣樣。正常情況下每鉆進(jìn)2m取一次。渣樣提取后存放于小塑料袋中，并標(biāo)明取渣時(shí)間、樁號(hào)、標(biāo)高和渣樣名稱，判明后記入記錄表，并繪制樁基地質(zhì)柱狀圖。④堅(jiān)硬的漂石、卵石和巖層宜采用中、大沖程，松散地層采用小沖程。⑤鉆孔時(shí)，隨時(shí)察看鋼絲繩的回彈情況，耳聽鉆錐的沖擊聲，以判別孔底情況，掌握勤松繩，少量松繩，不打空錘的原則。⑥沖擊過程中要勤抽碴，使鉆頭經(jīng)常沖擊新鮮地層。勤檢查鋼絲繩和鉆頭的磨損情況。抽渣后應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿或補(bǔ)水，向孔內(nèi)投放粘土自行造漿。在抽碴后隨著沖擊投放粘土，不宜一次倒進(jìn)很多，防止粘結(jié)。不能滿足沖擊要求的鋼絲繩應(yīng)盡快更換，以免發(fā)生掉錘及其它安全質(zhì)量事故。鉆頭直徑磨損超過1.5cm時(shí)及時(shí)更換、修補(bǔ)，確保鉆孔直徑符合設(shè)計(jì)要求。⑦沖擊鉆進(jìn)過程中，也應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿的比重。大卵石、漂石控制在1.4左右，巖層控制在1.2左右。泥漿比重過大容易粘錘糊錘，進(jìn)尺緩慢；過小宜坍孔或者磨損鉆頭。鉆進(jìn)過程中要經(jīng)常檢查樁孔是否發(fā)生傾斜。現(xiàn)場檢查樁孔傾斜一般采用的方法是：先將鉆頭吊到孔口，拉好十字線繩，十字線繩交點(diǎn)緊貼鉆頭鋼絲繩，緩慢將鉆頭下放至樁底后拉緊鋼絲繩，鋼絲繩和十字線繩交點(diǎn)的距離即為樁孔傾斜值。樁孔傾斜值不得超過1%樁長，且不大于500mm。否則立即采取措施進(jìn)行糾偏。樁孔傾斜一般采用反復(fù)回填至樁孔合格位置以上重新鉆孔，直至樁孔傾斜值滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后才能繼續(xù)向下鉆孔。

2.6 成孔檢測、清孔

鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，檢查保護(hù)筒的中心位置、傾斜度、鉆孔底部高程、深度、直徑和頂部高程，填寫最終孔檢驗(yàn)證書，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，對(duì)孔底進(jìn)行道碴清理。

為了準(zhǔn)確確定孔底壓載物是否清除，采用鉆孔量錘和量錘對(duì)孔進(jìn)行兩次檢測。如果兩個(gè)測孔的深度相同，且與最終孔數(shù)相一致，則證明鎮(zhèn)流器已經(jīng)清洗干凈。否則，須繼續(xù)清洗，直至符合規(guī)定為止。采用泥漿置換法清洗時(shí)，井眼清洗應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn):泥漿重力1.1，含砂量<2%，粘度17～20s，井眼排出或出泥漿手接觸不到2～3mm的顆粒；水下澆注混凝土前孔底壓載層厚度采用15cm。清孔時(shí)間不宜過長，注意保持水頭在洞內(nèi)地下水位2.0米以上，防止坍落。

孔檢查:主要檢查孔徑、孔的垂直度和孔的深度。保持架孔探測器檢驗(yàn)。孔徑測量裝置由22根鋼棒組成，外徑120厘米，長12米。在檢測過程中，檢測器測量鋼絲繩的零點(diǎn)和孔的頂部檢測器，使檢測器中心的孔、孔的中心檢測器和提升鋼絲繩的中心在同一鉛垂線上，慢慢地下入孔中。下面的位置是根據(jù)繩子的尺寸和孔探測器的長度確定的12米。如果鉆孔底部沒有堵塞，說明鉆孔樁的質(zhì)量合格。

2.7 鋼筋骨架的制作及運(yùn)輸

鋼筋籠在鋼筋加工場集中加工，然后用拖車托運(yùn)到現(xiàn)場，鋼筋存放地須下墊上蓋。鋼筋籠經(jīng)現(xiàn)場質(zhì)檢員檢驗(yàn)合格后報(bào)現(xiàn)場監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后方可使用。

2.8 鋼筋骨架的吊裝

鋼筋籠骨架入孔采用25t汽車吊機(jī)，采用三點(diǎn)吊的方法。起吊應(yīng)按骨架長度的編號(hào)入孔。

在鋼筋籠上端用φ16鋼筋設(shè)置兩根吊筋，吊筋的主要作用是控制鋼筋頂面標(biāo)高和固定鋼筋。鋼筋籠外側(cè)對(duì)稱設(shè)置控制鋼筋保護(hù)層厚度用的墊塊，在鋼筋籠加強(qiáng)筋的四個(gè)方向均勻設(shè)置4塊。吊放鋼筋骨架入樁孔時(shí)，待骨架同地面垂直后，檢查其是否順直。骨架進(jìn)入孔口后，將其扶正，緩慢下降，嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。根據(jù)護(hù)筒上的標(biāo)高點(diǎn)，推算鋼筋籠頂端高處護(hù)筒頂端的長度，以此控制鋼筋籠標(biāo)高。骨架落到設(shè)計(jì)高程后，將其校正在樁中心位置并固定。

聲測管焊接時(shí)應(yīng)檢測其密封性。措施為每焊完一節(jié)聲測管，往里注滿水，然后觀察其水面高度變化2分鐘左右。如水面無變化，則說明密封良好，可以焊接下節(jié)。如果水面上升或下降，證明密封性不行，可能漏水或者滲泥漿。必須把鋼筋籠重新提起來，找到滲漏部位，進(jìn)行處理后，水面無變化，才能焊接下節(jié)聲測管[1]。

2.9 安裝下放導(dǎo)管

水下混凝土的灌注宜選擇直徑為30cm、長度2.5m，壁厚不小于6㎜的無縫導(dǎo)管。下方導(dǎo)管之前，應(yīng)做好水密性試驗(yàn)，壓力為1.3倍孔底靜水壓力，試驗(yàn)的導(dǎo)管長度為預(yù)使用的所有導(dǎo)管。導(dǎo)管全部連接好后，裝滿清水，然后一端封閉，一端接入帶油表的空壓機(jī)，最后加壓，保證灌注過程中不漏水和爆裂。鋼筋籠安裝好后，根據(jù)孔深安裝導(dǎo)管，導(dǎo)管底部離孔底30～40cm，其軸線偏差不宜超過鉆孔深度的0.5%并不宜大于10cm。

2.10 二次清孔

導(dǎo)管安裝好后，在澆注混凝土前用射水法進(jìn)行二次清孔,將孔底沉淀物翻動(dòng)上浮，射水壓力應(yīng)比孔底壓力大0.05Mpa，清孔時(shí)間為3～5min。樁底沉碴厚度不大于5cm，并泥漿指標(biāo)達(dá)到規(guī)范值，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格并簽證，然后拆除氣管，立即進(jìn)行水下混凝土的灌注。

2.11 灌注水下混凝土

混凝土由攪拌站集中攪拌，澆筑時(shí)應(yīng)事先向攪拌站提供混凝土用量、混凝土標(biāo)號(hào)、準(zhǔn)確時(shí)間、施工場地和使用場地。混凝土配合比應(yīng)具有良好的和易性，在輸送和灌注過程中不應(yīng)有明顯的分離和泌水現(xiàn)象。灌注期間應(yīng)保持足夠的流動(dòng)性。混凝土拌合物運(yùn)輸?shù)綕仓F(xiàn)場時(shí)，應(yīng)檢查混凝土的均勻性和坍落度。坍落度應(yīng)在180～220毫米之間，并應(yīng)及時(shí)作出記錄。如果不符合要求，應(yīng)混合兩次。第二次混合后仍不符合要求的，不得使用[2]。

首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度（≥1.0m）和填充導(dǎo)管底部的需要。首批混凝土拌和物下落后，應(yīng)連續(xù)快速地進(jìn)行灌注，中途不應(yīng)停頓，要盡量縮短灌注時(shí)間。在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常用標(biāo)有尺度的測繩掛圓錐形測深錘，測探混凝土面上升高度。及時(shí)提拔導(dǎo)管，調(diào)整導(dǎo)管的埋置深度控制在2～6m范圍內(nèi)。任何時(shí)候，都應(yīng)確保埋管不小于2m的要求。

在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，并注意保持孔內(nèi)水頭。

當(dāng)混凝土面升到鋼筋骨架下端時(shí)，為防止鋼筋骨架被混凝土頂托上升，可采取以下措施：可采取在鋼筋骨架上口四周用鋼管套上，頂在鉆架上固定等措施來阻止其上浮。混凝土的總澆筑時(shí)間應(yīng)盡量縮短，防止頂部混凝土進(jìn)入鋼骨架，混凝土流動(dòng)性過小。當(dāng)混凝土表面接近鋼骨架約1M時(shí)，埋管應(yīng)保持深埋，緩慢填充，以減少混凝土從管底出來后向上的沖擊力。當(dāng)混凝土表面的孔進(jìn)入鋼筋骨架的底部超過4米,應(yīng)該適當(dāng)提高管減少管道的埋深,但不少于2米,以保證骨架的埋藏深度低于管的底部,從而增加混凝土對(duì)鋼筋骨架的把持力。當(dāng)導(dǎo)管升高到骨基部以上2M以上時(shí)灌注率可恢復(fù)。

灌注樁頂標(biāo)高應(yīng)不低于設(shè)計(jì)高度0.5m，以保證混凝土的強(qiáng)度。注漿結(jié)束時(shí)，隨著管內(nèi)混凝土柱高度的減小和壓力的減小，管內(nèi)泥漿和礦渣土的稠度增大，比重增大。如果混凝土難以舉升，可加水稀釋洞內(nèi)泥漿，將部分沉渣去除，便于灌注。拔出最后一根長管時(shí)，要慢慢拔出，防止堆積在樁頂?shù)哪酀{擠入管道，形成泥芯。

當(dāng)澆注的混凝土開始凝結(jié)時(shí)，可將吊環(huán)切斷，避免鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)。在澆筑混凝土的同時(shí)，每樁應(yīng)按規(guī)定制作2～4組混凝土試塊。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天后，應(yīng)及時(shí)提交混凝土抗壓強(qiáng)度報(bào)告。由現(xiàn)場專人記錄混凝土澆筑情況、澆筑時(shí)間、混凝土表面深度變化、導(dǎo)管埋深、導(dǎo)管拆除及異常現(xiàn)象。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)采取應(yīng)急措施，澆筑過程不應(yīng)中斷，澆筑應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)完成[3]。

3 樁基施工注意事項(xiàng)

（1）鉆孔灌注樁施工要制定嚴(yán)密的操作工藝要求，人員要明確分工，合理搭配，盡量采用有施工經(jīng)驗(yàn)的工人，要對(duì)所有操作人員進(jìn)行具體的操作交底。工序之間銜接要緊湊，應(yīng)有檢查、簽認(rèn)、交接、時(shí)間等嚴(yán)格要求和記錄。

（2）施工作業(yè)隊(duì)配置的機(jī)具設(shè)備除滿足工程需要外，還必須配備足夠的備用設(shè)備，特別是發(fā)電機(jī)和水下混凝土灌注設(shè)備，并且必須保證設(shè)備的完好。施工期間機(jī)修工和電工應(yīng)派專人進(jìn)行值班，防止因設(shè)備配備不足和機(jī)械故障而出現(xiàn)意外事故。

（3）鉆孔過程中應(yīng)注意：鉆孔位置要正確，并始終保持垂直打孔，防止樁位偏移和樁身傾斜的發(fā)生。要注意地質(zhì)條件的變化，調(diào)整泥漿比重和稠度，并在孔內(nèi)保持一定的水頭高度，防止發(fā)生塌孔等事故。現(xiàn)場應(yīng)配備常用的檢測設(shè)備，如粘度計(jì)、砂百分計(jì)、測深錘等，檢測泥漿指數(shù)和井深。在鉆井過程中遇到的問題要及時(shí)處理。最終孔應(yīng)與主管核對(duì)并記錄。廢泥或沉淀物應(yīng)予以處理，不準(zhǔn)排放，污染周圍環(huán)境。

（4）灌注水下混凝土應(yīng)注意：灌注前要確定泥漿指數(shù)和井底沉淀厚度，不符合要求的應(yīng)進(jìn)行二次井眼清洗。水下澆筑混凝土應(yīng)具有良好的工作性和足夠的流動(dòng)性，并應(yīng)經(jīng)常檢測坍落度，以防止混凝土離析粘結(jié)。首次澆筑混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足首次埋管深度的嚴(yán)格要求，澆筑過程中應(yīng)準(zhǔn)確檢測混凝土上升面的高度，為管道埋深的控制提供依據(jù)。應(yīng)采取措施防止鋼筋骨架上浮。澆筑施工應(yīng)連續(xù)快速進(jìn)行，澆筑時(shí)間應(yīng)盡可能縮短，以滿足首批混凝土初凝前完成澆筑的要求，否則容易造成混凝土頂升困難。

（5）在鉆孔灌注樁施工過程中，應(yīng)當(dāng)有技術(shù)人員在現(xiàn)場進(jìn)行綜合治理。施工隊(duì)負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)隨時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)，并派專人做原始記錄。施工原始記錄應(yīng)當(dāng)規(guī)范、完整、準(zhǔn)確。嚴(yán)禁偽造。收集，整理，歸檔，及時(shí)登記。

（6）電焊工、起重工、信號(hào)工、司機(jī)等為特種設(shè)備作業(yè)工，需要持證上崗。

4 結(jié)語

鉆孔灌注樁施工工藝目前已經(jīng)是非常成熟的施工技術(shù)，但是目前國家提倡和諧社會(huì)、倡導(dǎo)綠色施工和文明施工，所以在具體施工過程中一定要做好安全保證措施、環(huán)境保護(hù)措施、文明施工措施。