公路工程鉆孔灌注樁施工技術及質量控制分析

袁 鋒

（廊坊市交通技術咨詢監(jiān)理公司，河北廊坊 065000）

0 引言

隨著工程建設的不斷發(fā)展，公路工程項目日益增多。鉆孔灌注樁作為使用廣泛的施工技術，在公路工程施工中得以廣泛應用。在鉆頭鉆進后，將鋼骨架放置在鉆孔中，利用鉆孔中的導管直接在孔內完成混凝土灌注，從而形成圓柱形樁基礎。鉆孔灌注樁技術成本低，適用性強[1]。某公路工程A 標段中某處出現(xiàn)軟土地質，經(jīng)現(xiàn)場勘測和專家討論后，決定采用鉆孔灌注樁對其進行施工。

1 施工準備工作

公路工程基礎鉆孔灌注樁施工開始前，應做好前期準備工作。在前期階段應充分掌握施工現(xiàn)場工程地質與水文地質情況，充分了解地下管線布局等信息，對施工過程中所需原材料與機械設備進行質量檢查。施工開始前，需確保相關技術文件與施工方案編制全部完成并通過審核，混凝土配合比設計完成并通過審批，施工技術人員及操作人員全部到位，并進行技術交底，還要對工程質量、安全、工期與環(huán)保等要求充分明確[2]。施工場地準備過程中，應確保施工場地平整，同時要保證樁基所在位置的整潔度，對場地內雜物進行清理，開展鉆孔樁樁位放樣，可以采用全站儀坐標法對樁位坐標加以明確，并做出相應的標記。

2 埋設護筒

護筒在鉆孔灌注樁施工過程中的作用主要包括固定樁孔位置、保護孔口、隔離地表水、防止塌孔與提高孔內水壓力等，并對鉆頭進行有效導向。護筒的制作材料一般包括鋼材與鋼筋混凝土材料兩種，應根據(jù)工程具體需求作出合理選擇，在護筒上部應設置1～2 個溢漿孔。護筒內徑應確保大于鉆孔樁設計直徑200 mm，其中在采用旋轉鉆機鉆孔時護筒內徑大于鉆頭直徑200 mm；采用沖擊鉆鉆孔時，護筒內徑大于鉆頭直徑400 mm。護筒的埋設過程中，埋設深度一般在1～2 m，還應充分考慮公路設計要求以及樁位的水文地質條件。為了防止孔口周圍受到水浸導致塌孔，護筒頂面應超過地面0.2～0.5 m，高度上應滿足孔內泥漿面高度要求。埋設護筒時可以采用挖埋、錘擊、振動、加壓等埋設方法，埋設過程中應避免孔口的開裂與傾斜問題，埋設結束后要對孔口周圍進行分層填壓夯實。

3 泥漿制備

鉆孔灌注樁施工過程中，采取泥漿護壁對于提升樁基施工質量具有顯著效果。鉆孔過程中根據(jù)具體的造孔方法和地質情況采用不同比重的泥漿，泥漿性能對成孔至關重要。進行泥漿制備時，需要對泥漿的組成成分進行準確控制。泥漿的制備原料主要包括水、黏土與添加劑。其中制備用水的pH 值應在7～8 之間，并控制好雜質含量。相對密度在1.1～1.5 范圍內。添加劑可以選擇純堿、栲膠液等，能夠起到促進顆粒分散、防止凝聚下沉、降低黏度等作用。制備過程中水土比例通常在1∶1 左右。泥漿制備完成后應做好比重、黏度與含砂量的檢測，確保符合工程要求。黏度上一般地層應在16～20 s，松散地層為18～28 s。

4 鉆孔及清孔施工

4.1 鉆孔

在鉆孔施工開始前，應事先安裝好鉆架與鉆機。鉆架要有足夠的強度，并保證鉆孔過程中成孔中心能夠對準樁位中心，同時保持鉆架的穩(wěn)定性，避免施工過程中出現(xiàn)沉降或位移。鉆架安裝就位后，應將底座用枕木塞實，頂部采用纜風繩進行固定。鉆孔施工技術可以根據(jù)施工工藝分為沖擊鉆機鉆孔、全套管沖抓成孔、正循環(huán)鉆孔、反循環(huán)鉆孔、旋挖鉆機鉆孔等技術類型。具體施工過程中應根據(jù)土質條件對成孔方式與所用設備作出合理選擇[3]。

鉆孔施工過程應根據(jù)施工工藝的差別選用不同的質量控制方法。例如，在應用沖擊鉆成孔技術時，需要采用低錘密擊施工方法，保持孔內泥漿面穩(wěn)定，并采用必要措施防止擾動孔壁，造成塌孔、卡鉆等事故。每鉆進4～5 m 應進行一次驗孔，同時在更換鉆頭前以及容易發(fā)生縮孔位置也應進行驗孔并記錄。沖孔時如果出現(xiàn)斜孔、塌孔等情況，應在處理完成后才能繼續(xù)進行施工。而在應用正、反循環(huán)鉆孔時，應根據(jù)泥漿循環(huán)情況控制鉆進速度，并保持鉆機穩(wěn)定。在鉆孔深度達到設計要求后，進行孔底沉渣厚度測量，以達到設計要求為準。設計未作要求的情況下，按照規(guī)范要求執(zhí)行，端承型樁沉渣厚度控制在100 mm 以內；摩擦型樁沉渣厚度控制在300 mm 以內。

4.2 驗孔與清孔

開展驗孔工作時，需將測量繩捆綁于栓孔器頂部，并利用鋼絲將栓孔器放入井底下方，在栓孔器到達井底后通過米尺對樁基中心與鋼絲間距離進行測量，再除以測繩讀數(shù)求出孔斜率。其中，要利用鋼尺確定樁基平面位置，確?？字行钠矫嫖恢貌怀^50 mm；傾斜度＜1；孔徑應大于設計樁徑，孔深超過設計深度50 mm 以上。在驗孔合格后可以采用換漿法進行清孔工作，向孔內壓入比重為1.03～1.10 的泥漿，對原有泥漿進行置換，并保證置換后泥漿黏度在17～20 s，膠體率＞98。置換過程一般需要3～5 h，最后應對比重進行檢測，確保含砂率＜2。清孔完成后需要立即進行鋼筋籠下放施工。

5 鋼筋籠制作與安裝

為了保證鋼筋籠在運輸和吊放過程中不產(chǎn)生變形，在鋼筋籠制作過程中，為每道加強箍筋處設置三角撐。鋼筋籠四周設置非金屬定位裝置，以確保保護層厚度滿足要求。而長樁鋼筋籠加工完成后需對鋼筋籠進行分節(jié)、分類編號。

聲測管按設計圖紙的位置固定在鋼筋籠內側，接頭連接采用鉗壓式連接。鋼筋籠對接好之后嚴格檢查接頭連接質量，鋼筋籠下放過程中，應及時拆除籠內加固支撐。聲測管保證其完整性，重點檢查接頭位置是否嚴密，防止水泥砂漿和泥漿滲入管內。在鋼筋籠安裝過程中用水管向聲測管內注入清水。下放到設計標高后，檢查其平面位置并進行固定。

6 混凝土施工

樁基鋼筋籠下放到位后，進行二次清孔。同時，對灌注混凝土前的準備工作進行檢查?；炷吝\輸采用混凝土攪拌車進行，現(xiàn)場配置混凝土料斗配合進行灌注。灌注過程中要保持導管埋深，一般控制在2～6 m，終灌標高高于設計標高0.5～1 m。

6.1 首盤混凝土方量的計算

首盤混凝土方量按公式（1）進行計算：

式中：V 是首盤混凝土所需數(shù)量（m3）；D 是樁孔直徑（m）；d是導管內徑（m）；h1是管內混凝土面高度達到埋置深度h2時，導管內混凝土柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即h1=HWγW/γC；HW是孔內泥漿的深度（m）；γW是孔內泥漿的重度（kN/m3），取值11 kN/m3；γC是混凝土的重度（kN/m3），取值24 kN/m3；h2是導管初次埋置深度，一般不小于1.5 m；h3是樁底至導管底的間距，一般為0.3～0.4 m，取值0.4 m。

6.2 導管試驗及安裝

導管一般采用螺紋接頭導管加防松脫裝置，若法蘭盤接頭則要配合錐型活套使用。在安裝前進行試壓和試拼、長度測量。進行試壓的水壓為孔內靜水壓的1.5 倍壓力。導管安裝時，導管位置保持樁孔中心，避免導管移位，對鋼筋籠和導管造成損壞；導管底部到孔底距離一般控制在0.3～0.4 m。導管安裝完畢，計算出導管底部位置，并作好記錄。對孔深及孔底沉渣厚度進行測量，若沉渣厚度達不到相關要求，利用導管進行二次清孔，直至孔底沉渣厚度符合要求。

6.3 混凝土灌注

在混凝土供應量滿足注存量后，進行首盤混凝土的灌注。灌注時對導管埋深進行計算和測量，檢查導管內是否有水。灌注過程中，根據(jù)混凝土計算并測量混凝土面的上升高度，二者進行對比，并適時進行拔管，同時保證導管埋深。混凝土面標高以測量為主，用混凝土灌注量計算值進行校核。導管的埋深一般控制在2～6 m。在每次起升導管前，探測一次管內外混凝土面標高。拔管過程中控制導管軸線位置處于樁孔中心，豎直向上逐步拔管。如拔管過程受阻，禁止用力拔管。可轉動導管，檢查導管接頭是否與鋼筋籠卡住。若不是則要分析找出原因，施以對策。隨著孔內混凝土的灌注，逐節(jié)拆除導管，測量其長度并做好拔管記錄。

7 結束語

總之，鉆孔灌注樁技術的應用要求滿足鋼骨架運輸環(huán)節(jié)的安全性、護筒到位的精準度。在實際施工中，包括護筒埋設、鉆孔、鋼筋籠安裝等施工環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的施工質量必須符合工程施工標準，以確保整個項目的施工質量。