鐵路客專橋梁鉆孔灌注樁的監(jiān)理與施工控制

李貴保

(山西奧通公路工程公司，山西太原 030023)

0 引言

隨著社會發(fā)展的進步，鐵路客運專線在進行著大規(guī)模的建設(shè)，其中的專業(yè)控制細節(jié)就是構(gòu)成整個工程建設(shè)的組成部分，起著至關(guān)重要的作用。鉆孔灌注樁是整個橋梁工程中最基礎(chǔ)的部分，質(zhì)量好壞關(guān)系到整個工程的質(zhì)量與人民生命財產(chǎn)的命運。

1 施工方案的審批

工程項目開工前，總監(jiān)理工程師應(yīng)組織專業(yè)監(jiān)理工程師審查承包單位報送的施工方案報審表，提出審查意見，并經(jīng)總監(jiān)理工程師審核、簽認后報建設(shè)單位。工程項目開工前，總監(jiān)理工程師應(yīng)審查承包單位現(xiàn)場項目管理機構(gòu)的質(zhì)量管理體系、技術(shù)管理體系和質(zhì)量保證體系，確能保證工程項目施工質(zhì)量時予以確認。對質(zhì)量管理體系、技術(shù)管理體系和質(zhì)量保證體系應(yīng)審核以下內(nèi)容:質(zhì)量管理、技術(shù)管理和質(zhì)量保證的組織機構(gòu);質(zhì)量管理、技術(shù)管理制度;專職管理人員和特種作業(yè)人員的資格證、上崗證。

2 鉆孔灌注樁的施工與控制

1)鉆孔。鉆孔安裝前，要對主要機具和配套設(shè)備進行檢查，底架要平整穩(wěn)定，不要發(fā)生位移和沉陷。鉆機頂端要用攬風繩對稱拉緊，鉆頭和鉆桿中心與護筒中心的偏差不得大于5 cm。鉆孔施工，要按施工設(shè)計文件提供的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料繪制地質(zhì)剖面圖，掛在鉆臺上，針對不同地層選用不同的鉆頭、鉆進壓力、鉆進速度及適當?shù)哪酀{比重。樁基中心位置測設(shè)完成后，要在縱橫向設(shè)護樁，隨時對樁位進行復(fù)核。護筒要堅固不漏水:鋼護筒要根據(jù)鉆孔樁徑、埋深和埋設(shè)方法經(jīng)過計算確定;護筒內(nèi)徑要根據(jù)鉆機類型確定并適當大于設(shè)計樁徑;護筒頂面要高出施工水位或地下水位2 m且高出地面0.5 m，護筒高度要滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求;在岸灘護筒埋深粘土和粉土大于1 m，砂土大于2 m，表土松軟要把護筒埋置在堅硬密實的土層中最少0.5 m;埋設(shè)要在護筒四周回填粘土并分層夯實;用錘擊、加壓、振動的辦法下沉護筒。

鉆孔位置必須準確，偏差要小于5 cm，要使初成孔壁豎直、圓順、堅實。鉆孔孔內(nèi)水位要高于護筒底腳0.5 m以上或者地下水位1.5 m～2.0 m，在沖擊鉆進中取渣和停鉆要及時向孔內(nèi)補水或者補泥漿，保持水頭高度和泥漿比重及粘度滿足要求。鉆進過程中，鉆頭起落速度要均勻，不要過猛或者驟然變速，鉆渣不要堆積在鉆孔周圍。鉆孔作業(yè)要連續(xù)進行，因故停鉆時，有鉆桿的鉆機要將鉆頭提離孔底5 m以上，其他鉆頭要將鉆頭提出孔外，孔口要進行護蓋，以保證安全。鉆孔過程中要經(jīng)常檢查土層變化的情況并作好記錄，隨時和地質(zhì)剖面圖核對。

鉆孔過程中應(yīng)檢查并記錄地質(zhì)變化情況，與地質(zhì)柱狀圖核對，設(shè)計單位對進入巖層的鉆孔樁的持力層進行地質(zhì)確認。鉆孔樁施工流程:施工準備→埋設(shè)鉆孔護筒→搭設(shè)作業(yè)平臺→樁機就位→鉆孔→成孔檢測→清孔→安放鋼筋籠→安設(shè)導(dǎo)管→澆筑水下混凝土→拔出導(dǎo)管、護筒→基樁檢測。鉆孔樁鉆孔應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件選用沖擊鉆機、旋轉(zhuǎn)鉆機、旋挖鉆機和套管鉆機等鉆孔設(shè)備進行施工。鉆孔場地要清除雜物，換填軟土，平整壓實;采用旋轉(zhuǎn)鉆或沖擊鉆機鉆孔進行泥漿護壁，要在場地中布置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。

鉆孔樁的泥漿護壁:在砂類土、碎(卵)石類土、黏土夾層中鉆孔時，要制備泥漿護壁;塑性指數(shù)大于15的黏性土鉆孔，浮渣能力可以滿足施工要求的情況下，能利用孔內(nèi)原土造漿護壁;沖擊鉆機鉆孔可以把黏土加工后投入孔中，用鉆頭沖擊造漿。泥漿性能指標，比重，正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機、沖擊鉆用管形鉆頭鉆孔，入孔泥漿比重1.1～1.3合適;沖擊鉆機用實心鉆頭時，入孔泥漿比重黏土粉土不大于1.3;大漂石、卵石層泥漿比重1.4合適;巖石泥漿比重應(yīng)為1.2;反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機入孔泥漿比重應(yīng)為1.05～1.15;入孔泥漿的粘度一般地層應(yīng)為16 s～22 s，松散易塌地層應(yīng)為19 s～28 s;新制泥漿的含砂率不大于4%;膠體率不小于95%;pH值要大于6.5。泥漿原料要選用優(yōu)質(zhì)黏土，要優(yōu)先選用膨潤土造漿。為提高泥漿粘度和膠體率要在泥漿中摻入燒堿或者碳酸鈉添加劑，摻量要經(jīng)過試驗確定。造漿后要試驗全部性能指標，鉆進中要隨時檢驗?zāi)酀{比重和含砂率。

旋轉(zhuǎn)鉆機，黏性土、粉土、砂性土可用正循環(huán)鉆機。黏性土、砂性土、卵石土和風化巖層可用反循環(huán)鉆機，卵石粒徑大于鉆桿內(nèi)徑2/3的或者卵石含量大于20%的不可以使用反循環(huán)鉆機;要根據(jù)地質(zhì)條件、鉆孔直徑及鉆進深度選用鉆機和鉆頭。旋轉(zhuǎn)鉆機的起重滑輪和固定鉆桿的卡機，要在同一垂直線上，保持鉆孔垂直。護筒內(nèi)存進一定量的泥漿再開鉆。剛開始鉆的時候要低檔慢速鉆進，鉆到護筒下1 m后才能按正常的速度鉆進。鉆的過程中要經(jīng)常檢查土層變化，不同的土層采用對應(yīng)的鉆速、鉆壓、泥漿比重和泥漿用量。在砂土或者軟土等容易塌孔的土層中鉆孔時，要采用慢速輕壓鉆進，同時必須提高孔內(nèi)水頭和加大泥漿比重。反循環(huán)鉆機，要把鉆頭提離孔底20 cm，把泥漿循環(huán)暢通再開始鉆進。

鉆孔過程中的異常，鉆孔發(fā)生坍孔，要把原因和位置查清楚，一步一步的分析處理。坍孔不嚴重的情況用加大泥漿比重和加高水頭的辦法即可繼續(xù)鉆進;坍孔嚴重要回填重鉆;沖擊法鉆孔把黏土塊夾小片石投入，用低錘沖擊，把黏土和小片石擠入孔壁，能夠制止坍孔。鉆孔出現(xiàn)彎孔和縮孔，把旋轉(zhuǎn)鉆機的鉆頭提起到偏斜部位進行反復(fù)掃孔，到鉆孔正直為止;出現(xiàn)嚴重彎孔、梅花孔和探頭石，要用小片石或者卵石與黏土混合回填到偏斜處，等填料沉密實重新再修孔?？ㄣ@不要強提，要找到原因和鉆頭的位置，用晃大繩或者其他辦法把鉆頭松動以后提起來。掉鉆要仔細查明原因進行處理?？ㄣ@、掉鉆，沒有護筒或其他防護設(shè)施的鉆孔，操作人員要特別注意安全，不要進入孔內(nèi)。

鉆孔檢驗的內(nèi)容，孔深、孔徑、孔位和孔形要用籠式井徑器或者超聲波檢測。必須確認滿足要求，再做孔底清理和水下混凝土的澆筑準備。清孔，沖擊鉆機或沖抓鉆機的鉆孔要用抽渣的清孔辦法;土質(zhì)密實不容易坍塌的沖擊鉆機鉆孔要用吸泥法;正反循環(huán)鉆機的鉆孔要用換漿法。不能用加深鉆孔的辦法來代替清孔。不管用什么辦法清孔，抽渣或吸泥必須及時往孔內(nèi)注入清水或者新鮮泥漿把孔內(nèi)的水位保持好。清孔的標準，孔內(nèi)排出或者抽出的泥漿用手摸沒有2 mm～3 mm的顆粒;泥漿比重不大于1.1;含砂率不大于2%;粘度要達到17 s～20 s;澆筑水下混凝土前要量測沉渣厚度滿足要求;設(shè)計沒要求，柱樁不大于50 mm，摩擦樁不大于200 mm;柱樁用射水或者射風輔助清孔要沖射孔底3 min～5 min，把孔底沉淀物翻動浮起，馬上澆筑水下混凝土;射水、射風壓力要比孔底壓力大0.05 MPa。

2)清孔。清孔達標及時下放鋼筋籠，鋼筋籠的原材料、加工、接頭和安裝要符合以下規(guī)定:鋼筋骨架保護層要用與樁同強度等級混凝土旋轉(zhuǎn)墊塊支撐保證，按豎向每隔2 m設(shè)一道，沿圓周布置4個～6個;鋼筋籠分段長度、總長度、吊入過程中的接頭焊接及所用焊條，鋼筋籠的主筋根數(shù)、螺旋筋間距、鋼筋節(jié)點綁扎、聲測管等均要加強控制。鋼筋籠吊裝入孔，過程中要防止孔壁坍塌。籠入孔后要準確牢固定位，上端均勻設(shè)置吊環(huán)或者固定桿件，不能在澆筑中發(fā)生變位入籠后不影響清孔就在吊放鋼筋籠后再清孔。聲測管設(shè)置要符合設(shè)計要求，保證接頭嚴密水漿進不去。

3)水下混凝土。水下混凝土配制，膠凝材料用量要大于350 kg/m3;連續(xù)級配的粗骨料，最大粒徑不要大于鋼筋凈距和導(dǎo)管內(nèi)徑的1/4，且不要大于60 mm?；炷翉姸劝幢仍O(shè)計提高15%配制，坍落度控制在180 mm～220 mm。水下混凝土澆筑，首批混凝土的量要滿足導(dǎo)管埋入混凝土中的長度大于1 m且小于3 m的要求;漏斗底口處要設(shè)置嚴密的隔水裝置，要能順利排出導(dǎo)管底口。連續(xù)澆筑中間不要停，拆導(dǎo)管要盡快，澆筑完成一根樁的時間要控制在首批混凝土初凝前完成，把地面以下和樁頂以下的護筒在混凝土初凝前拔出。澆筑中測量孔內(nèi)混凝土頂面位置，把導(dǎo)管埋深保持在2 m～6 m即行，埋深不小于1 m。澆筑快、導(dǎo)管堅固、起吊能力足夠可以適當加大埋深，不超過8 m。當混凝土澆筑面接近設(shè)計高程，用取樣盒等容器直接取樣確定混凝土的頂面位置，保證混凝土澆筑面高出樁頂設(shè)計高程0.5 m～1.0 m。

澆筑中混凝土拌合物注意不能從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔內(nèi)，導(dǎo)致泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)，使探測不準。澆筑中觀察導(dǎo)管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，孔內(nèi)混凝土面高度及時量測，指揮好導(dǎo)管的提升和拆除。

澆筑結(jié)束管內(nèi)混凝土高度減小，壓力降低，同時導(dǎo)管外的泥漿和含有的渣土稠度增加，發(fā)生澆筑困難的情況下，要在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，掏出部分沉渣土，順利的澆筑完成。

混凝土升到鋼筋骨架下端要防止鋼筋骨架被混凝土頂托上升，用流動性較大的混凝土澆筑;混凝土開始進入鋼筋骨架，導(dǎo)管底口要處于鋼筋籠底口3 m以下和1 m以上位置，慢速澆筑混凝土，以減小混凝土從導(dǎo)管底口出來后向上的沖擊力。澆筑的混凝土進入鋼筋骨架4 m～5 m，就要提升導(dǎo)管一些，減少導(dǎo)管埋深增加骨架在導(dǎo)管口以下的埋深，使混凝土對鋼筋骨架的握裹力增加。

吊放導(dǎo)管前鉆孔樁孔口澆筑混凝土工作平臺要搭設(shè)好，平臺必須堅固穩(wěn)定，高度滿足導(dǎo)管吊放、拆除和充滿混凝土后的升降要求。水下混凝土澆筑導(dǎo)管和漏斗，水下混凝土導(dǎo)管在平面上的布設(shè)根數(shù)、間距，要根據(jù)每根導(dǎo)管的作用半徑和樁底面積確定;導(dǎo)管直徑也要根據(jù)樁底面積確定。導(dǎo)管內(nèi)壁要光滑，內(nèi)徑一致，接口嚴密;20 cm～30 cm的直徑就可以;中間節(jié)長度2 m等長，底節(jié)要為4 m;漏斗下用1 m長導(dǎo)管。導(dǎo)管要進行試拼試壓不漏水，每一節(jié)要統(tǒng)一編號，每節(jié)從下至上標示尺度;導(dǎo)管組裝后軸線偏差不大于孔深的0.5%，在10 cm以內(nèi);組裝連接螺栓螺帽要在上面;試壓壓力要比孔底靜水壓力高出一半。根據(jù)孔深、孔口工作平臺高度等因素確定，漏斗底距孔口要大于一節(jié)中間導(dǎo)管長度。用單根導(dǎo)管澆筑混凝土接頭法蘭盤要加錐形活套，底節(jié)導(dǎo)管下端不要有法蘭盤;有條件要用螺旋絲扣型接頭，且必須有防止松脫裝置。用一根導(dǎo)管澆筑混凝土，導(dǎo)管位于鉆孔中央，澆筑前試驗一下升降，導(dǎo)管吊裝升降設(shè)備能力要與全部導(dǎo)管充滿混凝土后的總重量和摩阻力相適應(yīng)，留有一定的安全儲備。導(dǎo)管底距孔底距離要能保證隔水球囊或者其他隔水物順導(dǎo)管下落到導(dǎo)管底口后能順利排出管外。

4)干孔。干孔成孔，要按水下混凝土標準配制用導(dǎo)管法干孔澆筑，設(shè)計樁頂4 m范圍內(nèi)的混凝土要振搗密實;露出地面的樁頂部混凝土要進行保溫保濕養(yǎng)護。做好混凝土灌注樁的相關(guān)檢測。

3 結(jié)語

監(jiān)理要牢牢掌握嚴格監(jiān)理、熱情服務(wù)、秉公辦事、一絲不茍的總則，加強過程控制，做好事前監(jiān)理，把主動控制和被動控制結(jié)合起來，科學、有序的做好橋梁鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量和控制。只要精心組織，科學合理的安排好鉆孔灌注樁的施工作業(yè)，嚴格按照施工監(jiān)理程序進行報驗，充分發(fā)揮好施工單位自檢體系的作用，把交接檢、互檢、專檢工作落到實處，把廣大施工人員的積極性調(diào)動起來，就一定能夠做到質(zhì)量合格、進度滿足要求、費用合理、安全達標和環(huán)境保護符合社會等各方面要求的預(yù)期效果。

［1］鐵建設(shè)［2010］241號，高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南［S］.