鉆孔灌注樁及鋼平臺施工工藝過程控制研究

仲永東 ，蔡仕鵬 ，許 建

（1.溫州宏源水電建設有限公司，浙江 溫州 325000；2.溫州長江工程項目管理有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

鉆孔灌注樁在水利工程領域被廣泛應用，施工過程中施工單位往往參照過往經驗，缺乏對特定工程施工質量的把控能力，因此需找出質量控制要點，確保鉆孔灌注樁的施工質量[1]。本文結合溫州市甌江路堤防加固改造工程中鉆孔灌注樁施工技術，針對成樁施工工藝和施工方法要點進行探討，主要包括施工平臺工藝流程、鉆孔成孔校驗、泥漿指標控制、清孔方式選擇、鋼筋籠制作及灌注水下混凝土等質量控制要點。通過對本工程施工工藝控制措施研究，可對采用灌注樁技術的類似工程提供一定的參考，優(yōu)化后續(xù)工程灌注樁的質量和造價。

1 工程概況

溫州市甌江路堤防加固改造工程位于甌江南岸，堤線全長約3.95 km，設計防洪標準為100年一遇潮水位。加固改造工程的主要任務是恢復區(qū)域100年一遇防洪（潮）標準，并為將來200年一遇防洪（潮）標準留有設計空間，完善神態(tài)環(huán)境，美化甌江景觀，提升城市品質，保障溫州的經濟社會可持續(xù)發(fā)展。該工程等級為II等，洪水標準為100年一遇，主要建筑級別為2級。施工基礎部位地處甌江堤防淤積帶，擬采用樁基礎施工方案，鑒于工程所在區(qū)域地基歷史上已處置多次使得本工程地質情況較為復雜，需綜合考究樁基施工技術。

根據工程所在地水文地質條件、施工可行性及造價等因素綜合確定采用灌注樁施工技術，綜合性能見表1。

表1 鉆孔灌注樁綜合性能

工程全線共設鉆孔灌注樁1516根，均為摩擦樁，強度等級為 C30，樁基直徑為 0.8 m，長度有 15 m、20 m、27 m、30 m。水閘下游段基樁平面布置，樁體及堤防斷面圖見圖1和圖2。

圖1 水閘下游段樁位平面布置圖

圖2 樁基及堤防斷面圖

2 樁基鋼平臺施工

2.1 技術參數

工程平臺搭設涂面高程為-1.00 m～3.00 m，平臺頂高程4.5 m，縱坡±0%，平臺最小寬度7.2 m，豎向承載選用直徑377 mm鋼管，間距4 m，排距3.6 m，平臺頂面橫向連接選用16#槽鋼，縱向連接選用250×250H型鋼，平臺下部用16#槽鋼水平加固，在外排排架豎向承載鋼管每隔8 m架設一道剪刀撐，內排排架縱向加一道八字撐。鉆機操作平臺鋪5 cm厚松木板，臨水側用D50鋼管架設安全護欄，安全護欄高度大于1.5 m。

2.2 樁機鋼平臺搭設順序

測量放線→構筑臨時操作平臺→鋼管立柱插入施工→連接上部縱橫桿件（16號槽鋼和H型鋼）→連接下部縱橫水平桿件（16號槽鋼）→設置剪力撐（16號槽鋼）→鋪跳板→循環(huán)施工。

2.3 平臺搭設施工及質量標準

為了避開樁基位置，鋼平臺搭設前先要進行測量定位放線，采用偏心軸震動器進行鋼管立柱插入施工，鋼管入土承載力不小于20 kN，震動器的激振力不得小于5 kN，插入土層要大于2.5 m。鋼管立柱插入土層時要保持垂直，按照平臺標高焊接上部槽鋼和工字鋼。槽鋼與立柱焊接時，要保持槽鋼水平，槽鋼焊好后再焊工字鋼。

2.4 節(jié)點構造安裝要求

2.4.1 橫梁與鋼管樁

橫梁與鋼管樁之間擱置面應平整并接觸緊密，相鄰樁高差不大于±10 mm；每跨橫梁吊機放置就位后，焊接橫梁和鋼管樁，連接焊縫不低于100 mm。

2.4.2 縱梁與橫撐

縱梁應可靠焊接在鋼管樁之上，橫撐焊接在鋼管樁上，位于縱梁下部。

縱梁安裝、鋪設時應按設計要求控制縱梁安裝位置及間距，焊接點應穩(wěn)固，無晃動；為增加排架之間縱向整體性，相鄰排架之間選擇3道縱梁與鋼管樁的接觸部位焊接加固，其中兩側各1道中間1道。需加固的縱梁與橫梁的接觸面在下翼緣兩側均需焊接，焊縫長度不少于100 mm/側，焊縫高度不小于6 mm。

2.4.3 板橋面及護欄

人行通道橋面板鋪設應拼接緊密，并與斜撐間隔焊接固定；鋼平臺兩側及端部應設置安全欄桿，欄桿高不低于1.5 m，兩道通長橫桿，豎桿間距2 m。護欄底部用槽鋼設置踢腳板，踢腳板與面層鋼板間隔焊接固定。

2.4.4 剪刀撐、橫撐

同一排架各樁之間采用剪刀撐和水平撐將排架連成整體，臨近岸跨兩側各2跨設置縱向剪刀撐和橫撐加固。

3 鉆孔灌注樁施工工藝

3.1 鉆孔前準備

根據設計樁位圖，使用RTK及水準儀放樣樁位打入標記，樁位放樣應確保準確無誤，定位精度為10 mm?；c應做特殊專門保護，不得損壞。

3.2 鉆孔施工

3.2.1 鉆進成孔

鉆機按樁位定位，埋設鋼護筒，確保護筒位置穩(wěn)固、準確、不移位、緊密、底部不漏水，中心偏差不大于5 cm。鉆孔進程中保證不發(fā)生傾斜、移動，保持鉆桿垂直度，防止因鉆桿晃動引起擴大孔徑與偏斜。鉆機進鉆過程應按泥漿補給情況密切注意進鉆速度，如遇到樁位下埋有散拋塊石難以下鉆時則采用沖抓或沖擊鉆機鉆孔。鉆孔允許偏差及檢驗方法參照表2執(zhí)行。

表2 鉆孔樁鉆孔允許偏差和檢驗方法

3.2.2 成孔檢查

鉆孔的允許誤差:孔中心位置偏差:任何方向在100 mm以內；鉆孔直徑:+100 mm，-50 mm；深度:不小于設計深度；孔斜率:小于1%；沉渣厚度:小于10 cm。

3.2.3 清孔

為保證鉆孔樁質量，提高支承能力，在灌注樁澆筑混凝土之前，對已鉆成的孔必須進行清孔。采用泥漿泵向孔內注入性能良好的泥漿，以正循環(huán)法帶出鉆渣至孔底沉渣厚度和泥漿性能達到設計要求為止的換漿法結合掏渣法進行清孔。在清孔過程中，仍要提高孔內水頭高度，保持靜水壓力不變及孔壁穩(wěn)固。

清孔后的泥漿性能指標應符合:孔內排出或抽出的泥漿手摸無2 mm～3 mm顆粒；泥漿比重在1.03～1.10；含砂率不大于2%；粘度為17 s～20 s。孔底沉淀物厚度摩擦樁應控制在不大于100 mm的范圍之內。

3.3 泥漿固壁

泥漿具有排除鉆碴、穩(wěn)固孔壁和冷卻鉆具的作用。造漿粘土需準備充分，做好相應的泥漿配合比試驗。具體指標見表3

表3 泥漿的性能指標要求

3.4 鋼筋籠制作及安裝

3.4.1 鋼筋籠制作

采用加強箍筋成型法制作鋼筋籠。主筋內側布置加強箍，采用雙面焊接，焊接長度不得小于10d，骨架型號、位置需嚴格按照設圖紙施工。制作成型的鋼筋籠采用吊機、挖機輔以人工運輸，防止擠壓變形。鋼筋籠外圈應預先焊接耳筋以保持主筋保護層厚度，保證鋼筋籠保護層厚度不小于100 mm。

3.4.2 鋼筋籠安裝

吊入鋼筋籠時對準孔位輕放、慢放，施工人員扶正居于孔中心，緩慢下探至設計深度，避免鋼筋籠碰撞孔壁。下放過程應時刻觀察孔內水位，如有異常及時檢查是否出現(xiàn)坍孔。

鋼筋骨架應在砼澆注前整體放入孔內，若砼不能緊接在鋼筋骨架放入之后灌注，則鋼筋骨架應從孔內移出。

3.5 灌注混凝土

待鋼筋籠安裝完畢應再次檢驗孔底沉渣厚度師傅滿足不大于50 mm的要求。灌注混凝土坍落度宜為180 mm～220 mm，清孔完畢后即可灌注水下混凝土。采用混凝土輸送泵直接泵送，控制灌注進度不得超過初凝時間。

前期灌注混凝土量應滿足導管埋置深度不小于0.8 m和填充導管底部的要求。導管埋置深度宜為2.0 m～6.0 m，嚴格控制導管的提拔速率，禁止將導管底部提出混凝土面。

混凝土澆灌時從樁底至樁頂標高必須一次完成。導管提升時不得掛拉鋼筋籠，防止在澆灌過程中鋼筋籠上浮。導管埋入砼面不得小于2 m，嚴禁提出砼面，防止拔漏。砼澆筑完成時的最少高度應能使泥漿順利排出，混凝土超灌高度保持在0.8 m～1.0 m，鑿除泛漿，保證樁頂混凝土能達到設計強度。

4 結語

通過對鉆孔灌注樁前期定位、鉆孔成孔、泥漿固壁參數、鋼筋籠制作及安裝、混凝土灌注等一系列問題的研究，總結歸納出了灌注樁施工難點和質量控制要點。

（1）針對不同的工程地質條件，鉆孔灌注樁能適用于各種地層，施工現(xiàn)場文明環(huán)保且造價較低，適合大范圍推廣。

（2）泥漿性能指標是影響成孔的最為關鍵因素，應嚴格控制復核相應的參數設置。

（3）鉆孔灌注樁在施工準備、成孔及成樁階段應嚴格把握各環(huán)節(jié)的施工質量采取有效措施，確保最終工程質量。