鉆孔灌注樁施工工藝和存在問(wèn)題的預(yù)防措施

楊海兵 李長(zhǎng)平

（1.陜西省石頭河水庫(kù)灌溉管理局 陜西 楊凌 712100；2.彬縣水利管理站 陜西 彬縣 713500）

1 工程概況

眉縣紅河谷無(wú)障礙快速干道公路橋工程位于眉縣營(yíng)頭鎮(zhèn)霸王河渡槽南約200m處，工程類型為橋梁工程，橋梁長(zhǎng)度106m，橋面寬度12m，為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，全橋跨徑組合為4×20m，交角90°，共5跨。橋梁上部結(jié)構(gòu)為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。橋梁下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)為柱式臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

場(chǎng)地平整→施工排水系統(tǒng)→測(cè)量放樣→挖池及泥漿制取→鉆孔→泥漿循環(huán)→清孔→安裝鋼筋籠→二次清孔→灌注混凝土→樁體養(yǎng)護(hù)→成樁檢測(cè)。

2.2 鉆孔灌注樁施工方法

2.2.1 測(cè)量放樣

根據(jù)樁基設(shè)計(jì)坐標(biāo)利用全站儀對(duì)每個(gè)樁位進(jìn)行精確的控制放樣，并埋設(shè)頂部設(shè)有小鋼釘?shù)哪緲蹲鳛闃?biāo)記，埋設(shè)深度不小于30cm，鋼釘中心即為該處樁基的中心。在測(cè)量放樣后施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用鋼尺進(jìn)行復(fù)核，并立即在其周圍埋設(shè)護(hù)樁，護(hù)樁埋設(shè)在機(jī)械、人員不容易擾動(dòng)的地方。兩相對(duì)護(hù)樁連線的交點(diǎn)即為樁基中心，外露足夠高度，以便埋設(shè)護(hù)筒及以后施工使用。開鉆之前由測(cè)量隊(duì)人員重新復(fù)測(cè)樁位，以保證鉆孔樁樁位的準(zhǔn)確。

2.2.2 護(hù)筒作用和埋設(shè)

護(hù)筒的作用：固定樁位、導(dǎo)向、隔離地下水、防止孔口坍塌，并通過(guò)保證孔內(nèi)水頭高度防止孔壁坍塌。

護(hù)筒埋設(shè)方法：護(hù)筒埋設(shè)時(shí)以樁中心為圓心，利用樁位護(hù)樁采用十字交叉法校驗(yàn)、定位，吊放護(hù)筒就位，使護(hù)筒與施工樁中心為同心圓，人工或機(jī)械輕微下壓護(hù)筒使其固定，并保證其頂面水平，偏位不大于5cm，垂直度偏差不大于1%。然后用人工將其外側(cè)粘土分層夯實(shí)，保證其底腳不漏水、不坍塌。并在夯實(shí)過(guò)程中隨時(shí)檢查護(hù)筒的平面位置，如有偏位立即調(diào)整，直至其外部夯實(shí)、護(hù)筒平穩(wěn)，埋置深度宜為2m～4m。

2.2.3 泥漿制取

根據(jù)施工地點(diǎn)地質(zhì)情況制取泥漿，如施工地點(diǎn)地質(zhì)情況為較好的粘土，并且其制取的泥漿各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求則進(jìn)行孔內(nèi)制漿。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁位及機(jī)械的擺放，挖好泥漿池。為了回收泥漿，減少環(huán)境污染，設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。

2.2.4 鉆機(jī)就位及固定

鉆孔時(shí)鉆架必須穩(wěn)固，利用錘球保證鉆頭中心與樁基中心對(duì)齊，開鉆前對(duì)鉆機(jī)及其他機(jī)具進(jìn)行檢查。機(jī)具配套，水、電暢通，保證機(jī)具在工作時(shí)的穩(wěn)定性。

2.2.5 鉆進(jìn)

鉆孔嚴(yán)格按施工規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定和要求進(jìn)行施工，同時(shí)還要求符合下列規(guī)定:

（1）開鉆時(shí)應(yīng)慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向部位和鉆頭全部進(jìn)入地層后，方可加速鉆進(jìn)，鉆孔作業(yè)必須連續(xù)，經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)，不符合要求的隨時(shí)改正，注意補(bǔ)充新拌好的泥漿。在整個(gè)施工過(guò)程中，泥漿的損失較小，水頭始終保證在2m左右，防止孔壁坍塌、埋鉆頭的現(xiàn)象發(fā)生，確保鉆孔樁的成孔質(zhì)量和成孔速度，及時(shí)填寫施工原始記錄，嚴(yán)格交接班、旁站制度。

（2）鉆進(jìn)過(guò)程中，每進(jìn)3尺～5尺檢查鉆孔直徑和豎直度。在地層變化處，撈取渣樣，判明土層，詳細(xì)記錄，畫出實(shí)際地質(zhì)剖面柱狀圖，以便核對(duì)設(shè)計(jì)的地層地質(zhì)剖面柱狀圖。發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)圖紙不符時(shí)應(yīng)及時(shí)上報(bào)。

（3）升降鉆錐時(shí)要平穩(wěn)，鉆錐提出孔口時(shí)應(yīng)防止碰撞護(hù)筒、孔壁。在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時(shí)，應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和要求的泥漿相對(duì)密度和粘度。處理孔內(nèi)事故或因故停鉆，必須將鉆頭提出孔外。

（4）終孔檢查。鉆進(jìn)設(shè)計(jì)高程后用測(cè)繩在護(hù)筒四周（四等分）測(cè)量四個(gè)點(diǎn)的孔深，檢測(cè)孔深和孔底是否水平，如果相差較大則需根據(jù)實(shí)測(cè)情況分析原因進(jìn)行技術(shù)處理。鉆孔完成后，孔徑、孔形、傾斜度和孔底沉淀厚度應(yīng)采用專用儀器檢測(cè)，孔深可采用專用測(cè)繩檢測(cè)。鋼筋檢孔器的外徑應(yīng)不小于樁孔直徑，長(zhǎng)度為外徑的4倍～6倍；采用鉆桿斜測(cè)法量測(cè)樁的傾斜度時(shí)，量測(cè)應(yīng)從鉆孔平臺(tái)頂面起算至孔底。

2.2.6 清孔

成孔檢查合格后開始排渣、清孔。在排渣、清孔時(shí)將補(bǔ)充泥漿注入管插入孔底，定時(shí)檢測(cè)泥漿比重，含砂率。清孔應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）終孔后停止進(jìn)尺，清除孔底鉆渣。清孔后的孔底沉淀物厚度符合設(shè)計(jì)規(guī)定。摩擦樁：設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，對(duì)于直徑≤1.5m的樁，≤200mm；對(duì)于樁徑＞1.5m，或樁長(zhǎng)＞40m，或者土質(zhì)較差的樁，≤300mm，支撐樁不大于設(shè)計(jì)規(guī)定；設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，≤50mm。清孔后泥漿指標(biāo)：相對(duì)密度 1.03～1.10，粘度 17Pa·s～20Pa·s，含砂率＜2%，膠體率＞98%。

（2）清孔排渣時(shí)必須保證孔內(nèi)水頭，防止塌孔。在清孔完畢，放置鋼筋骨架之前，應(yīng)對(duì)鉆孔樁進(jìn)行全面檢查。在吊入鋼筋骨架后，灌注水下混凝土之前，應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿的性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度；如超出規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。

2.2.7 鋼筋籠加工及入孔

（1）鋼筋籠的幾何尺寸，焊接質(zhì)量必須滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范要求。對(duì)于長(zhǎng)度大于20m的鋼筋籠，采用分段加工，入孔時(shí)焊接成型，但此種入孔方式一定保證分段鋼筋籠連接處的焊接質(zhì)量，焊接后的整體鋼筋籠的軸線順直。鋼筋籠加工完成后，按圖紙要求進(jìn)行聲測(cè)管安裝。聲測(cè)管采用管徑50mm，壁厚1.2mm的測(cè)管，頂部和底部應(yīng)密封好，防止砂漿、雜物堵塞管道。聲測(cè)管接長(zhǎng)時(shí)，在接縫處外側(cè)安裝套管，采用焊接的形式固定套管。聲測(cè)管安裝垂直度容許偏差不大于0.5%，且接頭處孔壁過(guò)渡圓順光滑。

（2）鋼筋籠運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，起吊時(shí)采用多點(diǎn)起吊，防止鋼筋籠受力不均勻而變形，吊入鋼筋籠時(shí)，鋼筋籠的中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔的中心，避免鋼筋籠碰撞孔壁。鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)應(yīng)加快焊接時(shí)間，盡可能縮短安放時(shí)間。鋼筋籠入孔后利用護(hù)樁對(duì)鋼筋籠的平面位置進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)整，使其平面位置滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

2.2.8 導(dǎo)管安裝

當(dāng)鋼筋籠入孔就位后進(jìn)行導(dǎo)管安裝，根據(jù)孔深合理配置導(dǎo)管，導(dǎo)管安裝必須按照做水密試驗(yàn)時(shí)的編號(hào)順序進(jìn)行拼裝。導(dǎo)管入孔前要再次對(duì)接頭處的密封墊、絲扣進(jìn)行檢查，無(wú)異常時(shí)再進(jìn)行安裝。導(dǎo)管安裝到位后導(dǎo)管下端口距孔底0.3m～0.4m為宜。

2.2.9 砼的灌注

（1）根據(jù)規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況計(jì)算首盤砼的用量，并根據(jù)首盤砼選用料斗及灌注方式，確保首盤砼灌入后導(dǎo)管下端口埋置深度≥1m。在灌注過(guò)程中，控制導(dǎo)管底口的埋置深度為2m～6m為宜，要經(jīng)常量測(cè)孔內(nèi)混凝土面的高程，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管出料口與混凝土面的相對(duì)位置，并始終予以嚴(yán)密監(jiān)視，導(dǎo)管應(yīng)在無(wú)水進(jìn)入的狀態(tài)下填充。導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。同時(shí)在灌注過(guò)程中，要防止砼拌和物從漏斗處掉入孔中，使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)，而使測(cè)深不準(zhǔn)確。

（2）在灌注過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿含有空氣時(shí)，后續(xù)砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和導(dǎo)管，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，擠出管節(jié)間的橡皮墊，而使導(dǎo)管漏水。

（3）澆筑高度在5m～10m時(shí)根據(jù)砼的用量及孔內(nèi)砼上升高度重新計(jì)算該樁基的砼用量，并與拌和站聯(lián)系避免造成短樁或砼的浪費(fèi)現(xiàn)象。灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出0.5m以上，以保證設(shè)計(jì)樁頂砼質(zhì)量，多余部分在下道工序施工前必須鑿除，剔除后的樁頭應(yīng)密實(shí)、無(wú)松散層。灌注混凝土?xí)r溢出的泥漿應(yīng)引流至排漿池，以防污染或堵塞河道和交通。

（4）在灌注將近結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)砼柱高度減小，壓力降低，而導(dǎo)管處的泥漿及所含渣土稠度增加，比重增大，如出現(xiàn)砼頂升困難時(shí)，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀物，使灌注順利進(jìn)行。在拔出最后一段長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管孔，形成泥心?；炷恋墓嘧⒁鐚?shí)地填寫澆注記錄。對(duì)澆注中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)找出原因并及時(shí)處理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的事故要及時(shí)上報(bào)，同時(shí)應(yīng)查明原因，制定合理的處理措施?；炷凉嘧⒔Y(jié)束時(shí)，應(yīng)核對(duì)混凝土的灌注數(shù)量，以確定混凝土的灌注高度是否正確。

2.2.10 樁頭破除及樁基檢測(cè)

樁基澆筑完成后根據(jù)工地現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行樁頭破除，樁頭破除采用空壓機(jī)、風(fēng)鎬配合人工進(jìn)行，在接近設(shè)計(jì)高程10cm左右時(shí)采用人工鑿除，并且由外向內(nèi)鑿，以免造成啃邊現(xiàn)象，樁頭頂面應(yīng)該形成平面或凸面。在樁頭破除時(shí)如發(fā)現(xiàn)樁基鋼筋籠偏位超出規(guī)范、設(shè)計(jì)要求時(shí)，則需繼續(xù)向下破除樁基砼直至滿足要求，并采用調(diào)整鋼筋籠位置按接樁的方式進(jìn)行樁基的完善。當(dāng)樁基砼達(dá)到要求的齡期時(shí)按規(guī)定對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)。

3 施工中存在問(wèn)題的預(yù)防措施

3.1 預(yù)防鋼筋籠上浮

關(guān)鍵是要嚴(yán)格細(xì)致地下好鋼筋籠，并將其牢固地綁扎或點(diǎn)焊于孔口。下放導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)使導(dǎo)管順樁孔中心位置而下。灌注要連續(xù)進(jìn)行，并盡量縮短灌注時(shí)間。

3.2 預(yù)防鉆孔中存在的問(wèn)題

3.2.1 坍孔

坍孔不嚴(yán)重時(shí)，回填至坍孔位置以上，采取改善泥漿性能、加高水頭后重新鉆孔。當(dāng)護(hù)筒底口發(fā)生坍孔時(shí)，應(yīng)采取護(hù)筒跟進(jìn)、下內(nèi)護(hù)筒等辦法進(jìn)行施工；當(dāng)坍孔嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)盡快回填，采用粘土并加入適量的堿和水泥，回填高度應(yīng)高于坍孔處2m～4m，待其固化后，提高泥漿比重快速穿過(guò)該地層。

3.2.2 鉆孔漏漿

跟進(jìn)護(hù)筒或減小孔內(nèi)外水頭差、增加泥漿比重、改善泥漿性能。

3.2.3 偏孔

當(dāng)偏孔不嚴(yán)重時(shí)采用提鉆至偏孔處，反復(fù)掃孔，使孔壁垂直。當(dāng)孔壁偏孔嚴(yán)重時(shí)，回填至偏孔處重新鉆孔。

3.3 預(yù)防樁身縮頸

針對(duì)樁身縮徑現(xiàn)象，鉆孔過(guò)程中，應(yīng)徐徐鉆進(jìn)，以便形成良好的孔壁，始終保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和足夠的孔內(nèi)水位，確保孔內(nèi)泥漿對(duì)孔壁有足夠的壓力。清孔時(shí)，應(yīng)加快清孔速度，在清孔一段時(shí)間內(nèi)，孔壁形成的泥膜阻止了孔壁滲水，不會(huì)引起膨脹。清孔后應(yīng)盡快灌注水下混凝土，防止縮孔，或鉆孔過(guò)程中在錐頭外側(cè)焊一定數(shù)量的合金鋼，在鉆進(jìn)或起鉆時(shí)起到掃孔作用，以擴(kuò)大孔徑。

4 結(jié)語(yǔ)

公路橋梁鉆孔灌注樁施工過(guò)程工序繁多復(fù)雜，隨時(shí)都可能出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題，為避免質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，施工中加強(qiáng)對(duì)每一環(huán)節(jié)的控制，質(zhì)量控制人員在施工準(zhǔn)備階段及施工過(guò)程中要采取積極有效的控制措施，防患于未然。對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的，及時(shí)分析原因，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行果斷的處理，制定安全可靠而又經(jīng)濟(jì)的處理方案進(jìn)行處理，確保灌注樁的成樁質(zhì)量。陜西水利