橋梁深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

【摘要】本文闡述了鉆孔灌注樁的施工工藝，針對施工工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提煉了施工要點或注意事項，并相應(yīng)地提出了質(zhì)量控制措施，希望為相關(guān)施工人員提供一點參考。

【關(guān)鍵詞】橋梁；深水樁基礎(chǔ)；鉆孔灌注樁

隨著交通建設(shè)的不斷發(fā)展，公路的需求量不斷的加大，橋梁建設(shè)過程中對跨度的要求，大跨度的橋梁建設(shè)也是在不斷地創(chuàng)新，由最初的沉箱、沉井基礎(chǔ)發(fā)展到了管樁基礎(chǔ)以及各種組合的基礎(chǔ)建設(shè)，而且國內(nèi)在采用的橋梁建設(shè)中大部分都采用的是大直徑的鉆孔灌注樁的施工方法，往往也是采用擴(kuò)孔的方法來進(jìn)行的，直徑可達(dá)到3～4m，這也標(biāo)志著橋梁基礎(chǔ)工程施工技術(shù)得到了很大的發(fā)展。我國的樁基礎(chǔ)應(yīng)用也是在世界建設(shè)中居于首位，因此如何探索深水基礎(chǔ)工程施工技術(shù)的發(fā)展，本文對此進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

一、沖擊鉆孔主要工序及要點

為防止沖擊振動使鄰孔壁坍塌或影響鄰孔剛灌注砼的凝固，應(yīng)注意：避免相鄰兩孔同時開孔；待鄰孔砼灌注完畢，一般經(jīng)24h后，強度達(dá)到2.5MPa方可開孔。開孔前應(yīng)在護(hù)筒內(nèi)投入粘土，投入方量與粘土質(zhì)量有關(guān)，一般按護(hù)筒內(nèi)水體積的1.1倍投入。用鉆頭高頻率低沖程造漿。鉆孔操作時要求操作人員注意察看鋼絲繩回彈及回轉(zhuǎn)情況，耳聽沖擊聲音，借以判斷孔底情況。要掌握“勤松繩、少松繩、勤抽查”的原則。停機(jī)時應(yīng)將鉆頭提起，防止沉碴埋鉆。墩位處應(yīng)常備打撈鉤，一旦掉鉆或卡鉆，必須及時處理。在不同的地層，采取不同的沖程，在同一地層，為防止出現(xiàn)“十字槽”。應(yīng)間隔一定時間有意識地改變沖程。

當(dāng)孔內(nèi)泥漿含量增大，鉆進(jìn)速度明顯減慢時，應(yīng)清除鉆碴一次。根據(jù)地層情況采用兩種清碴方法。在砂土層中采用泥漿正循環(huán)清碴，本方法要求泥漿在排出護(hù)筒口，流入泥漿池的過程中，有足夠長度的循環(huán)槽，使鉆碴沉淀于槽內(nèi)，并及時鏟出槽外，純凈泥漿通過泥漿泵壓回孔底，循環(huán)時間與鉆碴數(shù)量、孔深、孔徑成正比。在沖擊成孔過程中，為提高成孔效率，應(yīng)保證在沖程范圍內(nèi)鉆頭能夠以最大的沖擊力且保持經(jīng)常性地沖擊新鮮土層。必須勤于觀察，做出正確判斷，及時調(diào)整。

1.清孔及檢孔注意事項。終孔后及時清理，不能停歇過久，以免使泥漿、鉆渣沉淀增多而造成清孔工作的困難甚至塌孔。

2.鋼筋籠制作、安裝質(zhì)量控制。鋼筋籠制作：鋼筋骨架保護(hù)層、鋼筋籠焊接、聲測管安裝等應(yīng)符合規(guī)范要求。

鋼筋籠運輸、安裝：鋼筋籠節(jié)段在碼頭位置下水裝船，運輸至墩位附近，利用80t浮吊整體起吊直立，鋼筋籠吊裝應(yīng)采用專用吊具，防止鋼筋籠變形。鋼筋籠的吊裝：吊入樁孔時，動作要慢，對準(zhǔn)孔中心，對準(zhǔn)孔位輕放、慢放。防止刮孔壁。下放過程中，注意觀察孔內(nèi)水位情況，如有異樣，立即停止，檢查是否塌孔。鋼筋籠下放到位后，應(yīng)與護(hù)筒、鉆機(jī)等連接牢固，防止在混凝土灌注過程中，發(fā)生掉籠或浮籠現(xiàn)象。鋼筋籠就位后，其底面高程與設(shè)計高程偏差±5cm，平面中心偏差±2cm，鋼筋骨架垂直度允許偏差為骨架長度1%。

3.導(dǎo)管設(shè)置注意事項。封孔導(dǎo)管使用前應(yīng)預(yù)拼，并作水密試驗，試壓壓力取最長孔深孔底水壓力的1.3倍。封孔導(dǎo)管使用前應(yīng)作預(yù)拉試驗，預(yù)拉拉力取最長導(dǎo)管的自重及導(dǎo)管內(nèi)充滿混凝土的重量計（扣除浮力）。導(dǎo)管上口設(shè)儲料斗，儲料數(shù)量應(yīng)滿足首批混凝土入孔后，導(dǎo)管埋入深度不得小于1m，并不宜大于6m。導(dǎo)管入孔后值班技術(shù)人員做好測量標(biāo)記并測量孔深。導(dǎo)管安裝完畢，檢查孔底沉淀情況。若孔底沉碴厚度大于50mm，利用水封導(dǎo)管采用氣舉法進(jìn)行二次清孔。

4.灌注樁身水下混凝注意事項?；炷凉嘧⒐ぷ鲬?yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行，萬一發(fā)生混凝土灌注中斷事故，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管的埋置深度，間斷、少量提升導(dǎo)管，并立即排除故障。

灌注過程中，必須對每根樁做好灌注記錄，并按規(guī)定留取混凝土試件，每100m3應(yīng)制取2組試件，且每根樁一般不少于4組試件。試件放入試驗室標(biāo)養(yǎng)池內(nèi)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)28d后試壓其抗壓強度。

鉆孔樁除進(jìn)行常規(guī)質(zhì)量檢測外，尚須進(jìn)行如下質(zhì)量檢測：鉆孔樁混凝土強度達(dá)到設(shè)計規(guī)定后，對樁進(jìn)行超聲波檢測。

二、鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制和質(zhì)量分析

在鉆進(jìn)過程中如遇洪水或高潮水位時，水位變化勢必劇烈，會給鉆進(jìn)時帶來較大的坍孔風(fēng)險。深水環(huán)境下施工，泥漿指標(biāo)下降，攜渣能力差，易造成鉆孔進(jìn)尺慢，且根據(jù)橋址地質(zhì)情況、砂層較厚，易發(fā)生坍孔現(xiàn)象。主橋樁基均為長樁，將導(dǎo)致鉆進(jìn)困難，甚至出現(xiàn)掉鉆頭現(xiàn)象；成孔后可能出現(xiàn)斜孔、偏孔等現(xiàn)象?；炷凉嘧⑦^程中，由于混凝土和易性較差、混凝土發(fā)生離析，或因?qū)Ч苈裆钸^大、導(dǎo)管提空等，導(dǎo)致斷樁。

三、施工過程中采取的主要保證措施

1.防塌孔措施

（1）配備大功率、性能好的鉆機(jī)，選擇合理的鉆進(jìn)參數(shù)如泥漿性能指標(biāo)、鉆壓、鉆速等。（2）由具備豐富施工經(jīng)驗的技術(shù)工人參與施工，強調(diào)以預(yù)防為主的指導(dǎo)思想，避免塌孔事故的發(fā)生。因為上游的鐵路橋施工單位也是中鐵大橋局，故選擇在上游鐵路橋的施工隊伍，對橋位處的地質(zhì)情況較熟悉。（3）根據(jù)不同土層選擇與之相適應(yīng)的鉆進(jìn)方法。（4）當(dāng)河床水位變化時，或鉆至砂礫土層漏漿嚴(yán)重時，及時調(diào)整孔內(nèi)水頭，保證孔內(nèi)水頭在任何時候均比最高洪水位或最高潮位高1.5～2.0m。（5）鉆孔施工過程中采用優(yōu)質(zhì)膨潤土造漿，在鉆孔壁面形成一層富有韌性的膠合薄膜，以保證孔壁的穩(wěn)定。

2.防掉鉆頭、偏斜孔措施

鉆孔施工中采用加扶正圈導(dǎo)正、全孔減壓鉆進(jìn)的防斜措施，扶正圈直徑比設(shè)計樁徑小20cm，扶正圈的位置放在離鉆頭腰帶5～6m處，必要時也可每鉆進(jìn)20～30m，加一個扶正圈，以保持鉆具的導(dǎo)向性。采用減壓鉆進(jìn)，即鉆機(jī)的主吊鉤始終要承受部分鉆具的重力，而孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和（扣除浮力）的80%。

3.防縮徑措施

（1）使用與鉆孔直徑相匹配的鉆頭以反循環(huán)工藝鉆進(jìn)成孔。（2）在淤泥層和淤泥質(zhì)黏土層鉆進(jìn)時，采用小鉆壓、中等轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)成孔，并控制進(jìn)尺，以防止鉆孔縮徑。（3）在粉質(zhì)黏土層采用中等鉆壓、中等轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)成孔，并注意掃孔。（4）在粉細(xì)砂層采用大鉆壓、低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)成孔，并控制進(jìn)尺。（5）當(dāng)出現(xiàn)縮徑時，加大泥漿比重，以穩(wěn)定孔壁。在淤泥層和淤泥質(zhì)黏土地層鉆進(jìn)時，容易產(chǎn)生縮徑問題，鉆進(jìn)時應(yīng)注意，每進(jìn)尺以定深度后，上下提放鉆頭，重新掃孔，確保成孔直徑。（6）根據(jù)試驗孔的鉆進(jìn)參數(shù)、孔徑檢測匹配情況，適當(dāng)調(diào)整鉆頭直徑及鉆進(jìn)參數(shù)，以期達(dá)到設(shè)計要求。

4.混凝土澆筑質(zhì)量保證措施

（1）終孔前進(jìn)行嚴(yán)格的清孔，使泥漿指標(biāo)達(dá)到相應(yīng)的要求。（2）盡量保證各項工序的連續(xù)性，嚴(yán)格控制混凝土流量和下放速度，保持均勻的流量和流速。保證灌注的連續(xù)性，盡量縮短混凝土泵送的間歇時間。如存在其他問題混凝土在短時間內(nèi)（0.5～1h）不能攪拌到位時，混凝土泵儲料斗內(nèi)應(yīng)儲備滿斗混凝土，間隔10min泵送兩個行程，使混凝土減少泌水率，或放慢放料速度。應(yīng)及時清理混凝土儲料斗中殘余干硬混凝土?；炷翆?dǎo)管不宜埋置過深，拆除導(dǎo)管應(yīng)迅速及時，拆除后導(dǎo)管要檢查密封圈好壞，及時更換密封圈，并保證導(dǎo)管有足夠的安全埋管深度。測算混凝土上升高度和導(dǎo)管埋深要勤、要準(zhǔn)。（3）選擇合理的混凝土配合比，力求和易性好、穩(wěn)定性好、可翻動性好、自密性能好。

四、結(jié)束語

鉆孔灌注樁的施工過程中還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的位移以及沉降的觀測來進(jìn)行施工，保證樁基在規(guī)定的范圍內(nèi)綜合混凝土施工，提高工程施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]肖志禮.淺談橋梁工程中鉆孔灌注樁施工工藝[J].黑龍江科技信息，2011（24）.

[2]肖洪軍.橋梁深水基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)概要[J].民營科技，2013（01）.