砂層地質(zhì)情況下鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

鄭雨

摘要：鉆孔灌注樁是橋梁樁基施工比較常見的一種形式，本文著重介紹了砂層地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵要點，保證工程施工過程中的質(zhì)量控制及項目順利進行。

關(guān)鍵詞：砂層；鉆孔灌注樁；橋梁施工

1. 引言

鉆孔灌注樁基，是橋梁樁基施工中較為常見的一種結(jié)構(gòu)形式。對于含砂層地區(qū)的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工，其質(zhì)量控制較為困難。以某援建橋梁項目為例，其地層情況為：

粉砂主要由地表的各類巖石經(jīng)風化碎裂而成，成分與砂比較相似。砂層的主要特點為砂粒細小，粘性差，飽水松散、透水性查，流沙、流變性明顯，縮變性大，地質(zhì)情況比較復(fù)雜。因此，在鉆孔灌注樁施工過程中，必須嚴格控制鉆孔到灌孔及成孔的各個環(huán)節(jié)，否則，會出現(xiàn)縮孔、塌孔、斷樁等各類質(zhì)量事故。下面結(jié)合該援建跨河大橋項目的具體情況，進行詳細說明。

2. 鉆孔

（1）鉆孔鉆機的選擇

在此類土層地質(zhì)條件下鉆孔施工，最適合選用的機械為循環(huán)鉆機，其他鉆孔設(shè)備作為輔助。循環(huán)鉆具有鉆孔、護壁、清空、處理故障等眾多功能。同時，造漿護壁的效果要強于其他的鉆孔設(shè)備。而且，循環(huán)鉆在鉆進過程中產(chǎn)生的振動小，不易因振動而造成塌孔。因此它是砂質(zhì)地層鉆孔的首選機械。

（2）護筒埋設(shè)

護筒采用鋼護筒，筒壁厚度根據(jù)鉆孔樁徑、埋深和埋設(shè)方法選定，一般鉆孔樁可為4-12mm，必要時可根據(jù)鉆孔樁孔徑、埋設(shè)方法和深度通過計算確定，本項目采用15mm的鋼板卷制焊接而成（根據(jù)計算而定）。用振動打樁錘一次性振動沉入。護筒直徑根據(jù)孔的直徑而定。護筒內(nèi)徑為比樁徑大20厘米。護筒埋入后，將四周用粉質(zhì)黏土分層填筑夯實。鋼護筒的埋入深度應(yīng)進入砂層，護筒埋設(shè)位置應(yīng)準確，其中心線與樁位中心線的允許偏差不大于20毫米，并應(yīng)保證護筒垂直偏差不大于0.5%。護筒內(nèi)的水位必須做到穩(wěn)定，宜高于孔外水位1-2米。

（3）造漿泥漿護壁

對于本地層，鉆孔造漿非常關(guān)鍵，造漿質(zhì)量如果達不到要求，則容易出現(xiàn)塌孔。因此，必須做好泥漿這一關(guān)鍵步驟。造漿過程一般設(shè)有制漿池、循環(huán)池、沉淀池。根據(jù)樁距及施工現(xiàn)場場地允許條件設(shè)置泥漿池，由于場地限制，本工程沉淀池、循環(huán)池、制漿池采用厚度為10mm的鋼板焊制的敞口水箱，每只容積為30m3。每臺樁機配備同規(guī)格的泥漿箱三只、并用鋼管把泥漿池連接在一起。成孔施工時孔口流出的泥漿經(jīng)砂石泵抽到沉淀池，經(jīng)沉淀后再到循環(huán)池，循環(huán)池到孔內(nèi)形成一個循環(huán)系統(tǒng)。

（4）鉆孔鉆進過程控制

鉆機的鉆進速度，應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)的具體情況而定。在鉆進過程中為更加有效的防止縮孔及鉆孔的傾斜，一般用檢孔器進行檢查。鉆機每鉆進10-15m檢驗一次。當鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計不符時，應(yīng)采取措施，保證鉆孔質(zhì)量。

（5）清孔

清孔是鉆孔灌注樁施工的一道關(guān)鍵工序，清孔應(yīng)分二次進行，第一次清孔在成孔深度達到設(shè)計要求時立即進行，利用成孔鉆具直接進行。清孔完畢后，采用井斜儀對成孔質(zhì)量進行檢測。第二次清孔在下放鋼筋籠和灌注混凝土導(dǎo)管安裝完畢后進行，安裝清孔器并與砂石泵連接，利用泵吸反循環(huán)進一步將孔底沉渣吸出，同時逐步降低孔內(nèi)泥漿密度。需要注意的是，混凝土在灌注時必須控制好泥漿比重至一個合理的范圍，否則過大的泥漿比重易造成泥漿沉淀層過厚，而泥漿比重過小泥漿中的懸浮物、粉砂等沉淀較快，樁底沉淀過厚，造成樁長不足，孔壁透水導(dǎo)致塌孔。因此，必須做好清孔這道工序。

3. 鋼筋籠及導(dǎo)管安裝

（1）鋼筋籠安裝

成孔后清孔完畢，應(yīng)立即進行鋼筋籠的安裝，由于粉砂土質(zhì)層易產(chǎn)生塌孔和縮孔，宜盡可能縮短鋼筋籠安裝作業(yè)時間，鋼筋籠安裝應(yīng)注意以下一些問題：

安裝焊接質(zhì)量必須保證。主筋焊接質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到樁基礎(chǔ)的承載力能否達到設(shè)計要求。因此，必須保證鋼筋的數(shù)量、混凝土保護墊塊數(shù)量及縱向間距，保證主筋、箍筋的間距，保證骨架的長度，鋼筋籠的直徑。并且，搭接長度和焊接質(zhì)量也必須滿足規(guī)范要求。

嚴格控制作業(yè)時間。焊接作業(yè)時間的長短，直接影響鉆孔內(nèi)泥漿懸浮物的沉淀量，時間越長沉淀量越大，孔底沉渣越厚，影響樁長，又容易產(chǎn)生縮徑和塌孔等。因此，下鋼筋籠焊接時應(yīng)盡可能縮短焊接作業(yè)時間，在條件允許的情況下，保證作業(yè)焊工人數(shù)。

鋼筋籠在一清完后吊放入孔。在起吊、運輸和安裝中應(yīng)采取措施防止變形。防止鋼筋下放過程中碰觸孔壁造成塌孔或者脫落。在鋼筋籠安裝的過程中也要檢驗其垂直度。

鋼筋籠安裝到設(shè)計標高后，為防止在灌注砼過程中上浮，必須把鋼筋籠固定住。一般將連接筋的一邊焊接在鋼筋籠主筋上，另一邊焊接到鋼護筒上，保證其固定。

（2）導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管一般采用直徑為25-35cm的鋼導(dǎo)管。安裝使用前要對導(dǎo)管進行檢查，進行導(dǎo)管水密性試驗，查看是否漏水。如果有要及時修補后再用。墊圈一般采用具有彈性和韌性的橡膠材料。

4. 混凝土澆筑

混凝土澆筑施工，嚴格把控原材料的質(zhì)量及砼配合比，除此之外，混凝土灌注樁施工還應(yīng)注意以下幾個問題。

（1）二次清孔后，沉渣厚度達到標準要求后方可灌注混凝土。一般沉渣厚度不大于40cm。

（2）為防止出現(xiàn)塌孔，要保證孔內(nèi)水頭高度。

（3）嚴控混凝土的塌落度和水灰比，采用混凝土罐車運輸，運輸過程中不應(yīng)出現(xiàn)離析及沁水現(xiàn)象。

（4）混凝土必須連續(xù)澆筑，防止間斷時間過長，孔底沉渣過厚，或?qū)Ч軆?nèi)混凝土凝固，造成斷樁。

（5）混凝土灌注時，導(dǎo)管不要埋置過深，要灌一節(jié)，導(dǎo)管拔一節(jié)，及時測量混凝土頂面標高，做好計算。避免出現(xiàn)導(dǎo)管埋得過深拔不出來，或埋置過少，出現(xiàn)斷樁、夾層等質(zhì)量事故。導(dǎo)管埋置深度一般不小于2m，不大于6m。應(yīng)盡量縮短導(dǎo)管拆卸的時間。

（6）混凝土灌注到頂部時，由于泥漿沉渣較厚且泥漿濃度大，要用重鉛錘反復(fù)探測混凝土頂面標高，防止灌注樁長不足，造成接樁。

5. 總結(jié)

橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工，是一項非常復(fù)雜的施工工藝，受選擇的鉆具種類及不同的地層影響較大。為了做好鉆孔灌注樁施工，保證橋梁施工質(zhì)量，在施工過程中要嚴控施工的各個環(huán)節(jié)，把握質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并在實際實施過程中反復(fù)總結(jié)經(jīng)驗，采取合理有效的措施保證施工質(zhì)量。

參考文獻

[1]CJJ 2-2008 城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范。

[2]JGJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范。

[3]《地基與基礎(chǔ)》-中國鐵道出版社1999。

（作者單位：中國路橋工程有限責任公司）