淺談鉆孔灌注樁施工工藝

郭心平， 田 華

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

鉆孔灌注樁作為一種常見(jiàn)的基礎(chǔ)施工形式以其適應(yīng)性強(qiáng)，成本適中，施工簡(jiǎn)單，成樁后承載力高等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于各種工程領(lǐng)域。但是,鉆孔灌注樁大多都是水下進(jìn)行的，其施工過(guò)程無(wú)法觀察，成樁后不能挖開(kāi)驗(yàn)收，因此質(zhì)量檢查相當(dāng)困難，它又是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的一種基礎(chǔ)形式。根據(jù)多年來(lái)從事鉆孔灌注樁的施工經(jīng)驗(yàn),本文分析了鉆孔灌注樁施工工藝和過(guò)程中可能存在的質(zhì)量問(wèn)題以及相應(yīng)防范措施，旨在為類(lèi)似工程提供借鑒。

1 鉆孔灌注樁的施工工藝

1.1 埋設(shè)護(hù)筒

平整好施工場(chǎng)地，根據(jù)樁位預(yù)埋護(hù)筒，護(hù)筒采用4mm的鋼板卷制加工，應(yīng)有足夠剛度。開(kāi)挖前用十字交叉法將樁中心引至開(kāi)挖區(qū)外，作四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，并做好保護(hù)(直到成孔后)。通過(guò)定位的控制樁把鉆孔的中心位置標(biāo)于坑底，然后旋挖機(jī)開(kāi)始鉆孔，鉆至一定深度把護(hù)筒吊放進(jìn)坑內(nèi)，然后移動(dòng)護(hù)筒，使護(hù)筒中心與鉆孔中心重合。找出護(hù)簡(jiǎn)的圓心位置，用十字線定在護(hù)筒頂部，同時(shí)用水平尺或垂球檢查，使護(hù)筒豎直。此后即在護(hù)筒周?chē)鷮?duì)稱、均勻地回填最佳含水量的黏土?；靥顣r(shí)分層夯實(shí)，達(dá)到最佳密實(shí)度。夯填時(shí)要防止護(hù)筒偏斜。

1.2 鉆機(jī)就位及鉆進(jìn)成孔

埋好護(hù)筒后，根據(jù)測(cè)量定出的樁孔位置立好鉆架并調(diào)整和安設(shè)好起吊系統(tǒng)，將鉆頭吊起，徐徐放進(jìn)護(hù)筒內(nèi)。啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)把鉆盤(pán)吊起，墊方木于鉆盤(pán)底座下面，將鉆機(jī)調(diào)平并對(duì)準(zhǔn)鉆孔。然后裝上轉(zhuǎn)盤(pán)，要求轉(zhuǎn)盤(pán)中心同鉆架上的起吊滑輪在同一鉛垂線上，鉆桿位置偏差不大于2cm。樁孔垂直度應(yīng)小于1/150,樁位誤差不得大于100mm。鉆進(jìn)成孔過(guò)程中，及時(shí)補(bǔ)充漿液量,保持對(duì)孔壁一定的水頭壓力以保證孔壁穩(wěn)定，防止塌孔。

1.3 泥漿制備與循環(huán)

在鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中，為防止坍孔，穩(wěn)定孔內(nèi)水位及便于攜帶鉆碴，采用膨潤(rùn)土制成泥漿進(jìn)行護(hù)壁。鉆機(jī)開(kāi)始鉆孔前需挖好泥漿池。在鉆孔過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)注意觀測(cè)泥漿性能的變化情況,并根據(jù)不同的地層對(duì)泥漿性能的不同要求及時(shí)調(diào)整造漿和補(bǔ)漿。在鉆進(jìn)過(guò)程中試驗(yàn)人員嚴(yán)格控制泥漿稠度、比重等性能指標(biāo)。

1.4 清孔

第一次清孔應(yīng)在完成孔之后并在吊裝鋼筋籠之前立即進(jìn)行。第一次清孔，采用鉆機(jī)放慢鉆速利用雙底撈渣鉆頭將懸浮沉渣全部帶出的方式進(jìn)行；第一次清孔到使用井徑儀檢測(cè)時(shí)間約30min。在下放鋼筋籠后，澆灌混凝土之前，必須進(jìn)行二次清孔。清孔時(shí)采用流量為120m3/h的3PN泥漿泵將孔底沉渣清出。清孔結(jié)束3～5min后，在監(jiān)理工程師監(jiān)督下用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)繩測(cè)量沉渣厚度。

1.5 鋼筋籠制作

主筋鋼筋可采用鋼筋剝肋滾壓直螺紋連接工法以加快對(duì)接速度，為導(dǎo)管水下灌注混凝土創(chuàng)造有利條件。加勁箍筋采用搭接焊，焊縫長(zhǎng)度不小于10d，加勁筋在安裝過(guò)程中安裝在主筋的內(nèi)側(cè)，以便于后續(xù)工作的施工，加勁筋與主筋采用點(diǎn)焊;為控制鋼筋籠頂標(biāo)高、吊樁過(guò)程后階段不發(fā)生變形，在鋼筋籠頂部第一個(gè)加強(qiáng)環(huán)兩邊對(duì)稱設(shè)置鋼筋吊筋到施工地面標(biāo)高，并焊接兩個(gè)吊環(huán)。

1.6 吊裝鋼筋籠

鋼筋籠吊裝采用履帶吊或汽車(chē)吊。吊放鋼筋籠入孔時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位徐徐下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高，若遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高起猛落式的強(qiáng)行下放。鋼筋籠下放前，應(yīng)先焊上鋼筋籠吊筋以控制鋼筋籠的樁頂標(biāo)高。鋼筋籠輕微變形或鋼筋局部脫落時(shí)采取在孔口調(diào)直或局部補(bǔ)焊的方式處理，對(duì)采取補(bǔ)焊的點(diǎn)必須在補(bǔ)焊10min后方可下放鋼筋籠；為防止吊點(diǎn)處鋼筋焊點(diǎn)脫落，加T鋼筋籠時(shí)對(duì)吊點(diǎn)處加固；鋼筋籠吊裝時(shí)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮、協(xié)調(diào)，以確保吊裝安全運(yùn)行；吊點(diǎn)加強(qiáng)焊接，確保吊裝穩(wěn)固。吊放時(shí)，吊直、扶穩(wěn)，保證不彎曲、扭轉(zhuǎn)。

1.7 設(shè)置導(dǎo)管、隔水栓

準(zhǔn)備若干套的剛性導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)徑300mm，導(dǎo)管中間節(jié)一般長(zhǎng)2～2.5m，下端節(jié)加長(zhǎng)至6m左右。管上設(shè)置一漏斗，漏斗下端可焊接不長(zhǎng)于0.5m的導(dǎo)管，以便漏斗與導(dǎo)管連接在一體。導(dǎo)管安裝完畢，底口離樁底約50cm。灌注混凝土前需在導(dǎo)管內(nèi)安設(shè)塑料球膽隔水栓。漏斗儲(chǔ)滿混凝土后，迅速打開(kāi)料斗閥門(mén)，灌注水下混凝土;待隔水栓漂起后及時(shí)回收，避免埋入混凝土中，以確保樁身施工質(zhì)量。

1.8 水下混凝土灌注

首批混凝土灌注時(shí),導(dǎo)管下口至孔底的距離一般宜為0.5 m，導(dǎo)管埋入混凝土中深度不得小于1.5m。開(kāi)始灌注前做好準(zhǔn)備工作。保證澆筑的連續(xù)不間斷。要經(jīng)常探測(cè)孔內(nèi)混凝土面位置，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱和管外泥漿壓力平衡,可按照以下公式計(jì)算管內(nèi)混凝土柱與管外泥漿柱壓力平衡所需高度HI:

其中，rw為泥漿密度；rc為混凝土密度；h為樁孔深度，m；H1為管內(nèi)混凝土柱與管外泥漿柱壓力平衡所需高度；h2為導(dǎo)管外混凝土面高度。

因此根據(jù)式（1），可計(jì)算出混凝土初灌量V(m3)：

其中，d為導(dǎo)管半徑，m；D為樁孔半徑，m；K為混凝土充盈系數(shù)。

2 結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁有許多優(yōu)點(diǎn),但由于施工環(huán)節(jié)多，工藝復(fù)雜，成樁質(zhì)量有可能受到多種因素的干擾和制約,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致樁身承載力的明顯降低，甚至造成病樁、斷樁等重大質(zhì)量事故。為了確保成樁質(zhì)量和樁基工程的安全，必須對(duì)鉆孔灌注樁的施工全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施予以補(bǔ)救。

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