淺談鉆孔灌注技術(shù)在山區(qū)高速公路中的應(yīng)用

【摘要】鉆孔灌注樁是目前橋梁工程中最常用的基礎(chǔ)施工形式，適用于各種地質(zhì)情況，因其屬于隱蔽性工程，成樁后再進(jìn)行質(zhì)量處理比較困難，所以在施工過程中要嚴(yán)格控制其施工質(zhì)量。本文結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，簡要闡述了鉆孔灌注樁施工技術(shù)以及常見問題的預(yù)防措施，以供同類工程借鑒。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；預(yù)防措施

1、引言

近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展、科技的進(jìn)步，公路橋梁建設(shè)快速發(fā)展，鉆孔灌注樁技術(shù)，因其對各種土層的適應(yīng)能力強，承載力高等特點，在公路橋梁建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。鉆孔灌注樁對于一般性粘土、填土、淤泥質(zhì)土及砂土等而言，施工方便，成孔效果好。因此，深入研究鉆孔灌注樁施工技術(shù)，能夠提高公路橋梁的質(zhì)量，延長使用壽命，保證公路運輸安全。文章結(jié)合河南省三門峽至淅川LXTJ-7標(biāo)鉆孔灌注樁工程實例，分析其施工工藝，并詳細(xì)介紹施工事故及預(yù)防措施，為同類工程施工提供實踐經(jīng)驗。

2、工程概況

河南省三門峽至淅川高速公路盧氏至西坪段LXTJ-7標(biāo)毛坪大橋共有樁基142根。路線大部分位于河谷漫灘處，地質(zhì)情況主要是粉質(zhì)粘土、卵石、中風(fēng)化斜長角閃片巖。因地下水較多不適宜人工挖孔施工，沖擊鉆相對旋挖鉆孔施工具有機械設(shè)備簡單、成孔后孔壁較堅硬、用泥漿量少等優(yōu)點。

3、施工過程

3.1施工準(zhǔn)備

（1）場地準(zhǔn)備

鉆機場地應(yīng)滿足平整性要求，以避免鉆機傾斜、傾倒。旱地時應(yīng)清除雜物換出軟土，整平夯實；場地為陡坡時，可以用枕木、型鋼搭設(shè)工作平臺；有水時應(yīng)采用圍堰或搭設(shè)工作平臺[1]。同時考慮采用沖擊式施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固，鉆孔的順序也應(yīng)在施工前做好施工組織設(shè)計。

（2）護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒的作用有：固定樁位、保護(hù)孔口、引導(dǎo)鉆頭方向等。護(hù)筒一般采用5～6mm鋼板制成，直徑應(yīng)比設(shè)計樁徑大20～30cm，經(jīng)全站儀測量精確定樁位后埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒頂宜高出地面30cm，底部應(yīng)低于最低沖刷線以下1m。護(hù)筒平面偏差控制在50mm范圍之內(nèi)。

（3）泥漿制備

鉆孔泥漿由水、粘土（膨潤土）和添加劑組成。利用泥漿自身稠度產(chǎn)生的靜水壓力，保護(hù)孔壁的穩(wěn)定性。泥漿池位置盡量減少對后續(xù)工序的影響，水源與粘土做好備用。泥漿稠度應(yīng)視地層、孔深變化或操作要求靈活掌握。

3.2鉆孔施工[2]

鉆孔是最關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，才能保證成孔質(zhì)量，首先要注意開孔質(zhì)量，開孔后測量校核樁位。施工過程施工人員應(yīng)全程監(jiān)控，在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣，還要隨時檢查成孔質(zhì)量。當(dāng)因其他因素停鉆時應(yīng)即時往孔內(nèi)注水，保證孔內(nèi)水頭高度。成孔后為避免因周邊樁基施工震動影響，利用探孔器（直徑與樁徑相同，長度為直徑的4～6倍的簡易鋼筋籠骨架）檢查成孔質(zhì)量，檢查合格后清孔下放鋼筋籠，準(zhǔn)確校核鋼筋籠中心，準(zhǔn)備混凝土灌注。鉆孔過程根據(jù)不同巖層及孔深選擇合理鉆孔速度及調(diào)整泥漿相對密度，一般控制在1.2～1.4范圍。

3.3灌注水下混凝土

下放鋼筋籠，安裝導(dǎo)管（直徑30cm）后二次清孔避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌，檢查泥漿指標(biāo)（相對密度、稠度、含沙率），樁底沉淀物厚度滿足規(guī)范要求后，準(zhǔn)備混凝土灌注。計算首批混凝土用量，首批混凝土必須保證導(dǎo)管底部埋入混凝土中1.0m以上，且連續(xù)灌注，灌注過程導(dǎo)管最小埋深2.0m。

4、施工過程事故分析及預(yù)防措施

4.1鉆孔過程易出現(xiàn)故障及措施[3]

（1）塌孔：鉆孔過程中，如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷有氣泡或護(hù)筒內(nèi)水位突然下降，即塌孔跡象。根據(jù)不同地層，控制使用好泥漿指標(biāo)。在回填土、松軟層及流砂層鉆進(jìn)時，嚴(yán)格控制鉆孔速度。地下水位過高，應(yīng)升高護(hù)筒，加大水頭?？妆谔鷩?yán)重時，應(yīng)探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1～2m處，搗實后重新鉆進(jìn)。

（2）縮徑：鉆錘磨損嚴(yán)重，焊補不及時或因地層中有遇水膨脹的軟土粘土造成孔徑變小。選用帶保徑裝置鉆頭，鉆頭直徑應(yīng)滿足成孔直徑要求，并應(yīng)經(jīng)常檢查，及時修復(fù)。易縮徑孔段鉆進(jìn)時，可適當(dāng)提高泥漿的稠度。對易縮徑部位也可采用上下反復(fù)掃孔的方法來擴大孔徑。

（3）孔內(nèi)漏漿：一般是鉆孔鉆至透水層時由于泥漿的性能較差、或護(hù)筒周圍透水、或鉆孔遇到小溶洞時發(fā)生的。當(dāng)遇護(hù)筒內(nèi)水頭不能保持時，一般采取護(hù)筒周圍回填土夯實、增加護(hù)筒埋置深度、適當(dāng)減小護(hù)筒內(nèi)水頭高度、增加泥漿相對密度和稠度；也可往孔內(nèi)回填片石、卵石及適當(dāng)投入一定數(shù)量的水泥，反復(fù)沖擊，增加護(hù)壁。

（4）卡鉆：沖擊鉆沖孔時，因先形成了梅花孔、十字孔、沖錘磨損未及時補焊、鉆孔直徑變小而新鉆又過大、沖錘傾倒、遇到探頭石或孔內(nèi)掉入物件卡住等原因造成的?？ㄣ@錘后不宜強提，可用邊沖邊吸的辦法將卡錘周圍的鉆渣松動后再提出。

4.2混凝土灌注過程易出現(xiàn)故障及預(yù)防措施[4]

（1）鋼筋籠上浮：混凝土灌注過程混凝土面頂推力和泥漿浮力作用使鋼筋籠上浮。其預(yù)防措施：①鋼筋籠焊接固定在護(hù)筒上。②嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，坍落度控制在180±20mm。當(dāng)混凝土面低于鋼筋籠底1m時，減緩混凝土灌注速度，直至面高出鋼筋籠底面2m后回復(fù)正常灌注速度。③導(dǎo)管在混凝土內(nèi)埋深不宜過大，嚴(yán)格按照規(guī)范控制在2-6m之間，提升導(dǎo)管時，不宜過快，防止導(dǎo)管鉤鋼筋籠，將其帶上。

（2）堵管：導(dǎo)管多次提升、下落混凝土面均不能下降?；炷恋募壟渑c攪拌過程必須保證混凝土的和易性、坍落度及初凝時間滿足設(shè)計或規(guī)范要求，灌注用導(dǎo)管應(yīng)平直，內(nèi)壁光滑不漏水。

（3）樁身混凝土夾泥或斷樁：樁底沉淀物過厚或?qū)Ч芴嵘^早，使帶有泥漿的混凝土埋入樁內(nèi)。預(yù)防措施：①灌注前嚴(yán)格檢查泥漿指標(biāo)、沉淀物厚度滿足設(shè)計規(guī)范要求。②混凝土灌注過程中導(dǎo)管提升要緩慢，特別到樁頂時，嚴(yán)禁大幅度提升導(dǎo)管。嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深，嚴(yán)禁中途斷料。

（4）樁頂部位疏松：沉渣和泥漿的影響，使樁頭部分混凝土強度較低。混凝土灌注前二次清底，保證孔內(nèi)泥漿稠度、含砂率以及孔底沉淀厚度在規(guī)范要求范圍。混凝土應(yīng)超灌0.5～1m。

5、結(jié)語

鉆孔灌注樁施工技術(shù)以其自身的優(yōu)點，在橋梁基礎(chǔ)工程中應(yīng)用越來越廣泛。在樁基施工過程中，現(xiàn)場管理人員必須具有高度的責(zé)任心，對樁基各個施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計要求施工，以預(yù)防為主，保證樁基的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]公交第一公路工程局有限公司.JTG/T F50-2011 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]廖志清.論橋梁樁基鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].中國水運，第12卷第12期：221-222.

[3]孫新華.鉆孔灌注樁施工工藝及常見缺陷處理[J].山西建筑，2008，第34卷第7期：141-142.

[4]羅梅芳.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點[J].中國西部科技，2009，總第178期：43-44，89.