談鉆孔灌注樁的施工與控制

劉 廣

(山西省公路局晉城分局，山西 晉城 048000)

談鉆孔灌注樁的施工與控制

劉 廣

(山西省公路局晉城分局，山西 晉城 048000)

通過鉆孔灌注樁在橋梁工程中的施工實(shí)踐，闡述了鉆孔灌注樁的施工控制要點(diǎn)，并對(duì)水下混凝土灌注樁出現(xiàn)的導(dǎo)管堵塞、漏水、鋼筋籠上浮、樁頂空心等缺陷的成因及防治措施進(jìn)行了研究，以確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。

鉆孔灌注樁，施工，控制，防治

鉆孔灌注樁目前在我國(guó)公路橋梁的建設(shè)中已普遍使用，雖然在公路《橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中有一定的施工要求，但鉆孔灌注樁屬于水下施工，施工人員無法直接觀察整個(gè)施工過程的好與壞，對(duì)施工過程的缺陷沒有辦法在過程中直接補(bǔ)救，只能通過成樁后進(jìn)行檢測(cè)才知道是否合格。這就要求鉆孔灌注樁施工必須嚴(yán)格要求，避免出現(xiàn)任何問題，否則將直接影響工程的質(zhì)量和進(jìn)度，還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。所以有必要對(duì)鉆孔灌注樁的施工做進(jìn)一步的探討，達(dá)到提高施工水平和節(jié)約資金的目的。

1 鉆孔及成孔的控制

放點(diǎn)定位至關(guān)重要。在放樁基的坐標(biāo)之前，一定要對(duì)設(shè)計(jì)交底的基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，確保水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)準(zhǔn)確。根據(jù)放點(diǎn)位置埋設(shè)護(hù)筒，并復(fù)核護(hù)筒的位置準(zhǔn)確，使護(hù)筒的中心與樁基的中心平面偏差不大于50 mm，護(hù)筒的周圍要填土夯打密實(shí)，護(hù)筒要高出地面至少300 mm，防止地表水或雜物流入孔內(nèi)，防止護(hù)筒在鉆孔過程中發(fā)生漏漿或傾斜。開孔前，在護(hù)筒四周要打護(hù)樁掛十字線，護(hù)樁最好用混凝土固定，以便在鉆進(jìn)過程中隨時(shí)拉十字線檢查樁位偏移情況，確保樁位不偏移。樁頂標(biāo)高的控制應(yīng)通過護(hù)筒頂某一固定點(diǎn)來檢測(cè)，但至少是開鉆前和停鉆后各用水準(zhǔn)儀檢測(cè)一次，以確定應(yīng)該鉆進(jìn)深度和是否已達(dá)到預(yù)計(jì)深度。在用測(cè)繩測(cè)孔深的時(shí)候，要考慮施工中常用的測(cè)繩遇水后縮水的問題，要保證測(cè)繩精準(zhǔn)，在使用的時(shí)候要預(yù)濕且用鋼尺標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核保證準(zhǔn)確。

1.1 為了保證樁基的成孔和成樁質(zhì)量，鉆孔要采取隔孔施工

鉆孔樁與其他樁基不同，它是先鉆成孔，再用導(dǎo)管灌注水下混凝土成樁，孔周圍土體向樁身移動(dòng)產(chǎn)生側(cè)向動(dòng)壓力，鉆孔過程中泥漿護(hù)壁，在樁初期，混凝土強(qiáng)度較低，選擇合適的樁距施工將有利于混凝土強(qiáng)度的提高和防止塌孔、縮徑的發(fā)生。

1.2 鉆孔和第一次清孔

鉆孔過程中除經(jīng)常檢測(cè)孔位、孔深、泥漿外，為了防止塌孔、縮徑和檢驗(yàn)是否與設(shè)計(jì)相符，還應(yīng)填寫詳細(xì)的鉆孔記錄，主要地層變化，判斷地質(zhì)情況并與地質(zhì)剖面圖核對(duì)。經(jīng)常復(fù)核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)鉆頭磨損超過1 cm，就要及時(shí)修補(bǔ)或更換。在孔深、孔徑及傾斜率檢查合格后，就要進(jìn)行第一次清孔。由于在鉆孔過程中為了保證護(hù)壁穩(wěn)定，孔內(nèi)泥漿密度、粘度都較大，含砂率也較高，需要對(duì)泥漿進(jìn)行稀釋，使泥漿的相對(duì)密度、粘度、含砂率等各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，同時(shí)清除孔底的沉渣?？椎壮猎鼘?duì)灌注樁承載能力有重要影響，尤其是嵌巖樁，必須使沉渣層厚度滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。泥漿的制備和清孔是確保灌注樁質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，泥漿要選用高塑性粘土或膨潤(rùn)土，并根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層等情況進(jìn)行調(diào)配。

2 鋼筋籠的加工與安裝

鋼筋籠制作前要對(duì)鋼筋原材進(jìn)行檢驗(yàn)。檢查鋼筋的出廠合格證是否齊全，外觀是否有破損或生銹，按檢測(cè)頻率檢測(cè)鋼筋的冷拉、冷彎等性能是否合格，確定合格后方可按設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范要求施工。鋼筋籠除檢查長(zhǎng)度、直徑、焊接等情況外，還應(yīng)特別注意鋼筋籠箍筋的綁扎質(zhì)量，如全部綁扎，有可能在吊放過程中箍筋下滑或松動(dòng)，如全部采用電焊，對(duì)箍筋的燒傷較嚴(yán)重，所以本人建議箍筋大部分采用梅花形綁扎，在綁扎中穿插一小部分點(diǎn)焊以進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。鋼筋籠做好后要放在平穩(wěn)的枕木上，既防止被污染又可保證不變形。鋼筋籠吊環(huán)的長(zhǎng)度能否使鋼筋籠準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上，因?yàn)榈醐h(huán)長(zhǎng)度隨孔頂標(biāo)高的變化而變化，所以應(yīng)對(duì)孔頂標(biāo)高和吊環(huán)加以復(fù)核，從而確保鋼筋籠能被吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高處。直徑較大的鋼筋籠應(yīng)在加強(qiáng)筋處加十字筋防止變形。鋼筋籠在吊放過程中應(yīng)逐節(jié)檢查焊縫質(zhì)量，對(duì)焊接不合格的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊，在下放過程中要防止碰撞孔壁，如：下放時(shí)不能全部順利下放，不要強(qiáng)行下放，要查找原因，防止塌孔和鋼筋籠變形，如是孔位偏斜造成，要提出鋼筋籠重新開鉆，成孔后檢查合格再放鋼筋籠，并盡可能縮短吊放鋼筋籠的時(shí)間，如鋼筋籠需加焊，也需加快焊接時(shí)間。

3 導(dǎo)管安裝和灌注前二次清孔

在導(dǎo)管安裝之前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，防止導(dǎo)管在灌注混凝土?xí)r漏氣、漏漿，而影響灌樁質(zhì)量。由于孔內(nèi)泥漿在安裝鋼筋籠和導(dǎo)管這段時(shí)間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，沉渣過后不容易被反起，最終成為永久性沉渣，影響樁基的承載能力。因此，必須在混凝土灌注前利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔(在導(dǎo)管口戴一個(gè)帽子，此帽子能安裝進(jìn)水管)，使泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)和孔底沉渣滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

4 混凝土灌注施工控制

4.1 原材料、配合比、坍落度的控制

水泥宜采用硅酸鹽水泥，水泥的初凝時(shí)間不宜早于2.5 h，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5 MPa。粗集料宜優(yōu)先選用卵石，如采用碎石宜適當(dāng)增加混凝土配合比的含砂率。集料的最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不應(yīng)大于40 mm。細(xì)集料宜采用級(jí)配良好的中砂?；炷僚浜媳鹊暮奥室瞬捎?.4～0.5，水灰比宜采用0.5～0.6，混凝土應(yīng)有良好的和易性，無明顯的離析和泌水現(xiàn)象，坍落度宜控制在180 mm～220 mm之間。

4.2 提升及拆管的控制

混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，隨著樁內(nèi)混凝土的不斷升高，需適時(shí)提升、拆卸導(dǎo)管，拆卸前需用測(cè)繩測(cè)定混凝土面的高度，以確定提管高度即拆管節(jié)數(shù)，埋管深度一般控制在2 m～6 m，不宜大于6 m或小于1 m，過多則影響灌注速度或造成塞管，過少則易造成浮漿或泥巴夾層，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土外，而且首次灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能使導(dǎo)管埋置深度不小于1.0 m。在施工過程中，上下提拉導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要合適，如抽拔導(dǎo)管的幅度過大則容易造成混凝土體突然沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁松散或塌落，有可能造成樁身夾泥成為質(zhì)量問題。灌樁要做好灌樁記錄，詳細(xì)記錄下每次卸管長(zhǎng)度、管的剩余長(zhǎng)度、埋深、灌注混凝土的方量等，以便備查。

5 水下混凝土灌注樁缺陷成因及防治措施

5.1 初灌未封底

導(dǎo)致初灌未封底的原因：1)樁底沉渣太多或混凝土沖擊力不夠，使初灌不能正常反漿，造成這種問題的原因是清孔不干凈或沒有二次清孔，也可能是管壁不夠潤(rùn)滑，混凝土未形成有力沖擊。應(yīng)認(rèn)真檢查孔深，采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘，準(zhǔn)確測(cè)量沉渣厚度，使之滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。在放第一斗料時(shí)，先將斗底用一物堵住，并吊在吊車上，當(dāng)料斗放滿料的同時(shí)突然將堵物去掉并形成連續(xù)放料，從而形成較大沖擊力；2)導(dǎo)管距孔底太遠(yuǎn)，初灌量不能埋住導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距孔底高度依據(jù)樁孔大小而定，最高不超過0.5 m。

5.2 導(dǎo)管堵塞

灌注時(shí)間過長(zhǎng)，上部混凝土接近初凝，形成硬殼，泥漿中沉渣不斷下沉，加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物，反漿困難，造成堵管。盡可能提高混凝土的灌注速度，使混凝土和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防止導(dǎo)管堵塞。混凝土的拌和質(zhì)量是堵塞導(dǎo)管的主要原因，和易性不好和離析可導(dǎo)致堵塞導(dǎo)管。另一方面澆筑完導(dǎo)管要沖洗干凈，保證導(dǎo)管內(nèi)壁的充潤(rùn)。如導(dǎo)管上部堵，可用鋼筋疏通，下部堵，可上下振擊。如運(yùn)料時(shí)間過長(zhǎng)，可多埋點(diǎn)導(dǎo)管，每隔15 min左右稍提一下導(dǎo)管。

5.3 導(dǎo)管漏水

導(dǎo)管使用前須做密封試驗(yàn)，檢查是否漏水，彎曲等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換。在灌注過程中發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)加快灌注速度，加大混凝土的埋深，使管內(nèi)混凝土超出漏水處。

5.4 鋼筋籠上浮

當(dāng)灌注到鋼筋籠底部時(shí)，混凝土對(duì)鋼筋籠具有較大的向上沖力，此時(shí)應(yīng)緩慢放料，減小對(duì)鋼筋籠的沖力，防止上浮。

5.5 樁頂空心

樁頂空心的原因是導(dǎo)管插入混凝土太深，混凝土的坍落度小，導(dǎo)管拔出后，混凝土澆筑不能及時(shí)充填，造成泥漿填入。為防止空心，在灌注結(jié)束前導(dǎo)管埋深應(yīng)不超過6 m，導(dǎo)管拔出混凝土之前，上下活動(dòng)幾次，幅度不超過0.5 m，并盡可能縮短灌注時(shí)間。

5.6 樁身有夾渣、夾泥、蜂窩、斷樁

在澆筑過程中，須不斷測(cè)定混凝土面的上升情況，并根據(jù)混凝土的上升確定拆卸導(dǎo)管的長(zhǎng)度、時(shí)間，防止發(fā)生樁身夾渣、夾泥、蜂窩、斷樁等事故。同時(shí)，在澆筑混凝土過程中，使混凝土澆筑的頂部能垂直上升，不要有大泥塊或局部沉渣過厚發(fā)生，是防止樁身夾渣、夾泥、蜂窩、斷樁的關(guān)鍵。

6 結(jié)語

從多條高速橋梁樁基施工和最后檢樁結(jié)果來看，此施工控制方法確實(shí)能保證樁基的質(zhì)量，減少經(jīng)濟(jì)損失，加快施工進(jìn)度。施工過程中嚴(yán)格控制各道工序，提高現(xiàn)場(chǎng)管理人員和操作人員的責(zé)任心，做好詳細(xì)的施工記錄，施工前做好充足的準(zhǔn)備，對(duì)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

[1] JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 湯惟金.灌注樁施工問題及相應(yīng)的防治措施分析[J].山西建筑，2013，39(4)：67-68.

On construction and control over bored piles

LIU Guang

(JinchengBranch,ShanxiEngineeringRoadBureau,Jincheng048000,China)

According to the construction practice of the bored piles in projects, the paper illustrates the construction controlling points for the bored piles, and researches the defects reasons for the underwater concrete bored piles, including the pipe blockage, leakage, floating of reinforced cage, and hollowness of pile tops, and their prevention measures, so as to ensure the construction quality of the bored pile.

bored pile, construction, control, prevention

1009-6825(2014)34-0091-02

2014-09-28

劉 廣(1977- )，男，工程師

TU473.14

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