鉆孔灌注樁的施工方法

謝培榮

（廈門中聯(lián)永亨建設(shè)集團(tuán)有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

目前，地方政府頒布了限制挖孔樁基礎(chǔ)的相關(guān)政策，挖孔樁最終必定被鉆孔樁所替代，并且在不同領(lǐng)域廣泛應(yīng)用鉆孔灌注樁，現(xiàn)如今，該施工工藝已經(jīng)比較成熟，不過，當(dāng)開展實(shí)際施工時(shí)，對(duì)于鉆孔灌注樁而言，許多環(huán)節(jié)都會(huì)影響其施工質(zhì)量，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都會(huì)引出質(zhì)量問題，而該工藝本身也有所缺陷，孔底沉渣及樁身垂直度等都極易導(dǎo)致施工質(zhì)量問題出現(xiàn)，因此必須對(duì)其做到足夠重視。

1 鉆孔灌注樁施工成孔過程

1.1 成孔的方法

（1）干作業(yè)成孔

在地下水位較低并且成孔深度內(nèi)沒有地下水的土質(zhì)中，干作業(yè)成孔法較為適用，可以直接取土成孔?，F(xiàn)在應(yīng)用率較高的是螺旋鉆機(jī)成孔。施工全過程包括八個(gè)步驟，分別為清理現(xiàn)場(chǎng)、放線定位樁的測(cè)量、樁基就為、取土成孔、底部沉渣清理、查驗(yàn)成孔質(zhì)量、鋼筋籠吊裝以及孔內(nèi)混凝土澆筑。在施工過程中，需要注意四方面的問題。其一，在鉆孔剛開始便需要使鉆桿處于垂直狀態(tài)，并且正確設(shè)定位置，盡量避免由于鉆桿晃動(dòng)而導(dǎo)致孔徑增大、孔底虛土增多。其二，如果發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)難度大及鉆桿晃動(dòng)等現(xiàn)象，需要及時(shí)提鉆檢查，將存在地下的障礙物清除出去，有效防止鉆孔機(jī)具被損壞以及樁孔發(fā)生偏移。其三，在鉆進(jìn)時(shí)，將位于孔口的粘土隨時(shí)清除出去，如果碰見相關(guān)異常情況，需要在第一時(shí)間停下，與相關(guān)單位共同研究解決。其四，當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)硬土層后，極易導(dǎo)致鉆孔傾斜偏移，應(yīng)該提鉆從上至下多次掃鉆，從而將硬土除去。

（2）泥漿護(hù)壁成孔

泥漿護(hù)壁成孔可以分成回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔、潛水鉆機(jī)成孔與沖擊鉆成孔。

1）回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔

按照泥漿循環(huán)方式，還可以將回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔分成正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔與反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔。

首先是正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔，合理應(yīng)用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置，使其帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)，由此對(duì)除去一定數(shù)量的硬土，并且通過泥漿泵將清水輸送到鉆桿，清理好孔底，在鉆桿和孔壁兩者間存在一定環(huán)狀空間，帶有巖屑的清水沿這一空間上升，由孔口向沉淀池流動(dòng)，在沉淀池經(jīng)過相應(yīng)沉淀凈化后重復(fù)應(yīng)用，進(jìn)而構(gòu)建起正循環(huán)排渣系統(tǒng)。在持續(xù)排出鉆渣的同時(shí)鉆孔一直向下拓展，最終到達(dá)預(yù)設(shè)孔深。針對(duì)泵吸反循環(huán)而言，砂石泵具有較強(qiáng)抽吸功能，該循環(huán)方式直接對(duì)其應(yīng)用，促使存在鉆桿中的水流上升，進(jìn)而構(gòu)建起反循環(huán)排渣系統(tǒng)[1]。對(duì)于噴射反循環(huán)，一定量高速水流從射流泵流出，該循環(huán)通過對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生負(fù)壓，促使存在鉆桿中的水流上升，進(jìn)而形成反循環(huán)。最后是氣舉反循環(huán)，將壓縮空氣輸送其中，由此實(shí)現(xiàn)水循環(huán)，在鉆桿中，同時(shí)存在水流與液體，并且部分液體還存在鉆桿外側(cè)，而水流上升速度與液體重度差密切相關(guān)，當(dāng)孔深增大時(shí)，效率也隨之提高。

2）潛水鉆機(jī)成孔

該設(shè)備的工作部分為減速機(jī)、封閉防水電機(jī)與鉆頭，這一部分潛入到水中。其具有鮮明優(yōu)勢(shì)，主要包括體積小、靈活移動(dòng)以及快速鉆進(jìn)等，能夠鉆進(jìn)50米，在地下水位高的多種土質(zhì)中都比較適用，比如砂土、淤泥土與粘性土等。成孔排渣方式有兩種，分別為正循環(huán)、反循環(huán)排渣。首先是正循環(huán)，隨著鉆頭的高速旋轉(zhuǎn)切削淤泥，通過泥漿泵輸送泥漿，使其到達(dá)鉆頭底部，然后強(qiáng)力排出，并且混合進(jìn)碎泥渣，沿著孔壁向上輸送泥土，由溢流孔排出去。然后是反循環(huán)排渣，主機(jī)帶領(lǐng)砂土泵同時(shí)潛入到孔中，然后從孔內(nèi)將碎泥渣排出去。

3）沖擊鉆成孔

該成孔方式適用于巖土層，在成孔過程中，向上提升鉆頭，然后利用自由下落產(chǎn)生的沖擊強(qiáng)度將巖層破碎，再通過掏渣筒將孔中的碎渣取出來。

1.2 套管成孔

（1）振動(dòng)沉管成孔

該成孔方法適用于淤泥質(zhì)土及粘性土等。在施工之前首先將樁機(jī)設(shè)置好，而活瓣位于樁管下端，將其套入樁靴中，與樁位對(duì)齊，緩慢壓進(jìn)土內(nèi)，然后打開沉管。

（2）錘擊沉管成孔

在雜填土層以及黏性土中較為適用。在施工過程中，利用樁架將鋼套管吊起來，使活瓣處于關(guān)閉狀態(tài)，套入樁靴中。再將套管徐徐放下，并且壓進(jìn)土中。將樁帽扣在套管上方，確保套管和樁錘處于統(tǒng)一垂直線，切忌套管偏移超過0.5%，此時(shí)便可起錘沉套管。

1.3 泥漿的制備

鉆孔泥漿主要有三項(xiàng)組成部分，分別為水與粘土以及添加劑，并且存在冷卻鉆頭、浮懸鉆渣與潤(rùn)滑鉆具，使靜水壓力有所增大，同時(shí)孔壁上也形成了一層泥皮，將孔內(nèi)和孔外的滲流隔斷，盡可能避免坍孔現(xiàn)象出現(xiàn)。部分泥漿經(jīng)過調(diào)制成為鉆孔泥漿，并且還有部分泥漿已得到循環(huán)凈化，兩部分泥漿需要以鉆孔方法以及地層實(shí)況為依據(jù)，合理設(shè)定泥漿配比，如果所調(diào)制的泥漿過稀，會(huì)降低排渣與護(hù)壁效果。反之，弱化鉆頭沖擊力，導(dǎo)致鉆進(jìn)更緩慢[2]。

2 鉆孔灌注樁成樁過程

2.1 清孔及吊裝鋼筋籠

（1）清孔

對(duì)于樁身的垂直度和成孔裝置的數(shù)量，鉆孔的各種參數(shù)與之息息相關(guān)，包括深度、孔形、直徑以及位置。所以，在鉆孔過程中，不僅要時(shí)時(shí)監(jiān)督，還應(yīng)該在鉆進(jìn)深度達(dá)到預(yù)期后詳細(xì)檢查鉆孔各參數(shù)。如果所有參數(shù)達(dá)標(biāo)，需要在第一時(shí)間清理孔底，如若不然，時(shí)間一長(zhǎng)將導(dǎo)致泥漿沉淀，進(jìn)而出現(xiàn)鉆孔坍塌現(xiàn)象。若是孔壁坍塌概率大，當(dāng)進(jìn)行混凝土水下灌注之前，應(yīng)該嚴(yán)格控制沉渣厚度，使其不超過三十厘米。如果孔壁坍塌的概率低，應(yīng)該使沉渣厚度不超過二十厘米。于柱樁而言，當(dāng)進(jìn)行射水之前，應(yīng)該使沉渣厚度不超過 5厘米。通過靈活應(yīng)用各種鉆進(jìn)實(shí)現(xiàn)清孔的目的。一般情況下，所應(yīng)用的方法為抽渣筒、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機(jī)真空吸泥機(jī)等。在應(yīng)用吸泥機(jī)清孔時(shí)，只需要少數(shù)設(shè)備，方便操作，并且清孔效果較好，不過要將其應(yīng)用于穩(wěn)定性差的土層，需要慎重。

（2）吊裝鋼筋籠

利用吊車吊起位于方木上的鋼筋籠，在此過程中使大勾設(shè)定兩個(gè)固定點(diǎn)，確保鋼筋籠頂端處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且小勾在鋼筋籠中間位置起吊。然后是長(zhǎng)骨架，在未起吊時(shí)，將兩根杉木桿臨時(shí)設(shè)置于骨架中，由此增大骨架剛度。首先從中間起吊，然后同端點(diǎn)一起起吊，當(dāng)骨架從地面離開，停止中間點(diǎn)起吊，將端吊點(diǎn)提升，在到達(dá)孔口后下方鋼筋籠，將骨架準(zhǔn)確放進(jìn)孔口中。

2.2 灌注水下混凝土

在灌注水下混凝土?xí)r，所應(yīng)用的方法通常為鋼導(dǎo)管。根據(jù)樁徑的大小確定導(dǎo)管管徑，主要組成部分為內(nèi)徑在200毫米到350毫米之間的管子，通過帶有墊圈的法蘭盤進(jìn)行導(dǎo)管連接，并且做好其水密、接頭抗拉以及承壓試驗(yàn)。當(dāng)剛開始灌注時(shí)，在導(dǎo)管底部到孔底這段位置，預(yù)留250毫米到400毫米的空間。嚴(yán)格控制第一次灌注混凝土數(shù)量，使其符合導(dǎo)管首次埋深。在灌注全過程中，應(yīng)該使出料口伸進(jìn)已完成灌注的混凝土中，其深度大于等于兩米，由此避免管內(nèi)滲入泥漿。同時(shí)，對(duì)于孔中混凝土面層，應(yīng)該實(shí)時(shí)測(cè)量其高程，在第一時(shí)間適當(dāng)調(diào)整面層和出料口的位置。在任何時(shí)間，應(yīng)該確保管底處于混凝土頂面下兩米[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鉆孔灌注樁施工技術(shù)取得巨大進(jìn)步，之前僅僅為少部分企業(yè)所應(yīng)用，隨其不斷發(fā)展目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于不同工程領(lǐng)域中，有效控制不同施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量極為必要，盡可能防止質(zhì)量事故發(fā)生，通過深入實(shí)踐不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，做到具體問題具體分析，增加過程控制強(qiáng)度，進(jìn)而提升工程整體質(zhì)量。