淺談沖擊式鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點

岳晨+侯小龍

【摘 要】沖擊式鉆孔灌注樁是橋梁樁基施工中最常見的一種施工工藝。沖擊鉆成孔施工具有高效率，低成本，設備簡單，操作方便，動力消耗少，機械故障少等優(yōu)點，被廣泛應用于橋梁樁基施工中。論文基于沖擊鉆施工原理，結(jié)合多年施工經(jīng)驗針對各個工序施工的關(guān)鍵點、難點加以分析，以確保樁基施工過程中各工序的質(zhì)量控制，從而達到設計要求。

【Abstract】Impact bored pile is one of the most common construction technology in bridge pile foundation construction. Impact drilling has many advantages， such as high efficiency， low cost， simple equipment， easy operation， less power consumption， less mechanical failure， and so on. It is widely used in bridge pile foundation construction. Based on the construction principle of percussion drilling， combined with many years of construction experience， the key points， difficulties of each process construction are analyzed， in order to ensure the quality control of each process in pile foundation construction process， so as to achieve the design requirements.

【關(guān)鍵詞】沖擊鉆；灌注樁；泥漿；工序；質(zhì)量控制

【Keywords】percussion drill； bored pile； slurry； procedure； quality control

【中圖分類號】TU753 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0187-03

1 施工準備

清除場地雜物，進行場地平整，各墩臺進行壓實處理。如遇軟弱地基需要換填處理或硬化處理。用測量儀器準確放樣各樁位中心，用十字樁固定位置，十字樁底部建議用混凝土固定牢固以防人為的移動或破壞。用水準儀測量地面高程，確定鉆孔深度；測好的樁位必須復測，誤差控制在規(guī)范要求以內(nèi)。

施工前先進行試樁，根據(jù)現(xiàn)場的鉆孔情況，積累各種地質(zhì)參數(shù)，以指導大面積鉆孔樁施工，確保鉆孔樁的施工質(zhì)量。

2 埋設護筒

鉆孔成敗的關(guān)鍵是防止鉆后的孔壁坍塌，所以安裝護筒也是防止孔壁坍塌的措施之一。護筒一般采用焊接整體式鋼護筒，壁厚不小于10mm，護筒內(nèi)徑比設計樁徑大至少20cm。旱地上護筒埋深較淺，采取人工開挖或邊挖坑邊下沉的方法埋設，埋設護筒的坑不要太大，護筒四周用粘土回填，并分層夯實。嚴禁采用機械等重錘擊打安裝護筒。沖擊鉆成孔剛開始對土體的震動較嚴重，所以護筒埋設要特別注意。護筒埋設深度不小于2m，底部宜低于樁頂50cm，頂部高于原地面30～40cm或高于地下水位1.5m，以保持孔內(nèi)水位高于孔外水位。鋼護筒埋設時要求豎直，且定位準確，其頂面位置偏差不大于5cm，傾斜度不大于1%。護筒凹槽處開挖排水溝，并在樁位附近開挖泥漿循環(huán)池。

3 鉆機就位

鉆機安放提前準備的枕木上，必須平整穩(wěn)固，不傾斜不移位，機架不擺動，鉆機就位安裝鉆頭中心點與護樁十字線中心點在一垂線上。鉆頭起吊可以利用吊裝機械輔助操作，操作過程中應避免對護筒的磕碰，以防護筒移動。鉆機就位后檢查機械設備情況，卷揚機，鋼絲繩等。鉆頭一般選用十字鉆頭，鉆頭直徑、鉆頭磨損需檢測。十字鉆頭錐頂和提升鋼絲繩之間應設置保障鉆頭自動轉(zhuǎn)向裝置以及掏渣筒。

4 開孔

開孔前需開挖排水溝以及泥漿循環(huán)池，排水溝不宜過短。泥漿循環(huán)池根據(jù)樁的大小自行開挖，開挖后做好安全防護。測量護筒標高后計算鉆孔深度，進行測繩準備，測繩需堅固耐用，不易折斷，伸縮性小，測量數(shù)據(jù)準確，建議采用鋼絲測繩，準備好渣樣袋，鉆孔記錄，泥漿比重儀所需設備。開孔時，必須使鉆頭對準樁位中心，以0.5m左右的低沖程高頻率錘擊，開孔鉆進2～3m時需進行樁位復核，保證孔形的良好和樁位的準確。當表層土為淤泥、細砂等時，可以根據(jù)孔內(nèi)情況加黏土塊、小石塊反復沖擊，等樁孔深度達到4～5m，泥漿穩(wěn)定時，可以采用1.5-2m的大沖程連續(xù)沖擊。泥漿比重開孔時控制在1.4～1.5，沖孔進入巖石層后泥漿比重控制在1.2左右，以減小對鉆頭的附著力正常沖孔，提高沖擊效率。沖擊過程中現(xiàn)場管理人員應及時根據(jù)護樁檢查樁位是否準確以及檢測泥漿比重，泥漿比重過大，對孔壁穩(wěn)定性有利，但影響鉆進效率；泥漿比重過小，沖擊鉆進時鉆渣不易懸浮，導致在孔底重復破碎，同樣也會影響鉆進效率。鉆進進入巖石層后應采用大沖程低頻率沖擊，要及時開啟泥漿分離器降低含砂率[1]。沖擊巖石層容易發(fā)生成孔偏移現(xiàn)象，（如巖層斜面或孤石）應回填片石至偏孔處50cm，重新大沖程小沖程交替沖擊致使達到正常過程，采取有效的技術(shù)措施防護擾動孔壁，塌孔，擴孔，卡鉆及泥漿流失等事故。沖擊進入巖層時及時的掏渣觀察渣樣來確定進入巖層的界面，從而確定巖石界面鉆到設計入巖深度即可終孔。在此過程中留取渣樣及做好詳細的地質(zhì)變化記錄。在沖擊階段確保泥漿循環(huán)池泥漿充足及護筒內(nèi)泥漿水頭高度，避免泥漿不足造成塌孔。

鉆進是樁基施工的非常重要的一個階段，極其容易出現(xiàn)樁孔偏斜、縮孔、卡孔等現(xiàn)象 ，所以在該階段一定控制鉆頭、泥漿等一些主項，確保鉆孔質(zhì)量。勤檢查鉆頭和鋼絲繩的磨損情況，若不滿足安全施工要求，應立即更換或維修。endprint

5 第一次清孔

終孔后停止進尺，一次清孔就是終孔后把鉆桿提起一點，利用鉆頭的攪動將鉆渣通過正循環(huán)排出，清孔過程不能猛加水，可根據(jù)樁徑大小和樁長控制清孔過程的水量，保證孔內(nèi)水頭防止塌孔[2]。泥漿循環(huán)池根據(jù)情況及時清理沉渣，泥漿比重在≤1.2，含砂率≤2%，泥漿的黏度在18至28s之間?？椎壮猎穸饶Σ翗冻猎穸纫话悴粦笥?00mm；端承樁沉渣厚度一般不應大于100mm，孔深及孔底沉渣采用標準測錘進行檢測，測錘需沉一點，慢慢地沉入孔內(nèi)，憑手感探測沉渣，嚴禁增加孔深深度來代替孔底沉渣厚度。最后清孔合格后對孔深、樁位垂直度及孔底沉渣等各項指標，依據(jù)技術(shù)規(guī)范及設計要求進行檢查、驗收，滿足要求即可進行下一道工序。

6 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠應分段運輸，運輸過程中應固定到位防止過程中變形。吊裝前需孔徑檢測?？讖綑z測采用專用檢孔器或籠式檢孔器進行檢測，籠式檢孔器直徑比鋼筋籠外徑大10cm，長度為4～6倍的樁直徑，采用Φ22螺紋鋼筋制作。起吊時，籠的中心、孔中心與吊繩中心保持一致，慢慢放入孔中，上 、下通行無阻表明孔徑不小于設計樁徑。如中途遇阻則在遇阻部位有縮徑或孔斜現(xiàn)象，要采取措施予以 消除。鋼筋籠安裝控制有以下幾點：①根據(jù)埋設的護樁確定鋼筋籠定位準確；②計算鋼筋籠吊筋的長度， 確保鋼筋籠安裝標高準確；③應在骨架外側(cè)設置保護層厚度的墊塊，其間距為2m，橫向圓周不得少于4處；④聲測管接口安裝牢固， 用“U”型鋼筋固定在鋼筋 籠主筋上，注入清水且管口用橡膠蓋密封。

7 導管安裝

導管采用直徑300mm無縫管，導管分節(jié)長度為0.5m，1m，1.5m，2m，2.7m，安裝前應對所用導管進行試拼，水密試驗和接頭抗拉試驗，試驗壓力為孔內(nèi)靜水壓力1.5倍。連接法蘭接頭，橡膠圈無破損，導管外觀無變形、坑凹、彎曲，內(nèi)壁光滑，對于舊導管應除去內(nèi)壁混凝土附著物，合格后方可使用。吊裝時位置居中，軸線直順，穩(wěn)步下放，防止卡掛鋼筋籠。根據(jù)鉆孔孔深計算所需安裝 導管長度，滿足灌注混凝土及清孔時能下至孔底，導管接頭安裝牢固嚴密，管理人員必須做好導管安裝長度及節(jié)數(shù)記錄，以便計算灌注時導管埋深長度和拆除導管長度，導管安裝深度距離孔底0.5m左右。導管安裝完成后安裝蓋帽連接泥漿泵循環(huán)進行第二次清孔，清孔時可以利用鉆機適當提拔導管，提拔幅度不宜過大，垂直提拔避免卡掛或碰撞鋼筋籠。清孔結(jié)束后對孔底沉渣以及泥漿三指標（含砂率，泥漿比重，泥漿黏度）進行檢查，檢查合格后滿足混凝土灌注要求[3]。

8 混凝土灌注施工準備

混凝土灌注是孔樁施工，保證成樁的重要一環(huán)且各環(huán)節(jié)需連續(xù)緊密，所以灌注混凝土前必須做好充足的準備工作。注意事項有以下幾點：質(zhì)檢員及實驗員在混凝土拌合過程中檢測混凝土流動性、和易性和坍落度，坍落度控制在18～22cm；施工管理人員檢查施工現(xiàn)場用電情況，機械設備的運轉(zhuǎn)情況；整修好現(xiàn)場的施工便道，準備應急的機械設備；統(tǒng)籌安排第一輛混凝土運輸車以及后續(xù)混凝土運輸車到場時間。

9 混凝土灌注

灌注前根據(jù)樁徑，樁孔深度計算出混凝土初灌量，施工中要求保證初灌量，初灌量必須保證導管埋深在1.0m以上，3m以下。灌注應連續(xù)進行，中途停歇時間不超過30min，灌注過程中導管埋深宜控制在2～6m。灌注過程中專人測量孔內(nèi)混凝土面反算出需要拆除導管的長度且準確無誤并做好詳細記錄。嚴禁導管埋入過深或拔出混凝土面。特別要注意的是當混凝土面接近或初進入鋼筋骨架時，應使導管底口處于鋼筋籠底口3m以下和1m以上位置，并減慢灌注速度，以減少混凝土向上的沖擊力，防止鋼筋籠上浮。當混凝土進入鋼筋骨架4～5m后，適當提升導管，減小導管埋置長度，以增加混凝土對鋼筋骨架的握裹力。灌注混凝土接近樁頂標高時，應控制最后一次灌注量，灌注標高控制在比設計樁頂標高高出0.5m至1m，不得過高，亦不得過低。灌注過程中泥漿不得隨意排放，需排放指定位置以免污染環(huán)境。混凝土灌注結(jié)束后將導管、料斗等設備清洗干凈堆放整齊?；炷脸跄蟛鸪o筒。（圖1）

10 結(jié)語

沖擊式鉆孔灌注樁施工是一項各工序銜接緊密的復雜工程，施工前必須做好各項工序的準備工作，做好技術(shù)、安全、質(zhì)量等相應的預防措施。在施工中要加強責任感，嚴格按照施工規(guī)范操作，嚴把過程質(zhì)量控制，總結(jié)施工過程中的難點和關(guān)鍵工作，為日后工程建設提供寶貴經(jīng)驗。

【參考文獻】

【1】佟世祥.灌注樁施工質(zhì)量控制要點[J].施工技術(shù)，2004（1）：6-8.

【2】劉松良.鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工要點[J].山西建筑，2004（19）：67-68.

【3】楊臨海.橋梁鉆孔灌注樁施工工藝[J].黑龍江科技信息，2009（4）： 195-195.endprint