昆明地鐵3 號線地基基礎工程中的鉆孔灌注樁施工技術

倉少杰

中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司 北京 101100

1 工程概況

昆明軌道交通3 號線工程的起始點在西山公園站，終止點在東部汽車站。線路全長23.35km，其中地下線22.16km、高架線1.16km、地面線0.03km，全線設車站20 座。石咀車輛段及綜合基地段用地面積約為21.90hm2。石咀車輛段本標段內的主要建筑有：運用庫、檢修庫、綜合樓（地下車庫、浴室）等，總建筑面積為79945.65m2。本工程中綜合樓采用φ800mm 鉆孔灌注樁作為地基基礎。

2 鉆孔灌注樁施工技術

2.1 測量定位

由測量隊根據測量控制點準確測放樁位點，并向技術人員進行測量交底，確保樁位準確定位。

2.2 護筒埋設

護筒材料以A3 鋼板為最佳，筒壁厚度在6mm 左右，護筒內部直徑要略大于樁身所設計的樁徑100mm 左右，護筒高度為人工填土層厚度+20cm+60cm，其加工精度為±10mm。正式埋設護筒前放樣，允許出現一定的偏差，以保障護筒埋設位置的精準度。軸線與樁位軸線也可以允許誤差的存在，但是不能超過20mm，同時必須保障護筒的垂直度[1]。通過人工開挖來埋設護筒，埋設深度需穿過人工填土層超過20cm。

2.3 鉆機就位

路基箱對樁位的作用非常重要，樁位兩側有必要鋪設路基箱，高度以30cm 為宜，上部放置枕木。鉆進前做好準備工作，如鋼絲繩測量、鉆頭長度測量等，鋼絲繩不僅要做好標記，而且要記錄好長度。鉆進過程中，鋼繩下放之前復核長度，以保障鉆孔深度的精準度[2]。鉆機就位后復測鉆機平臺，復測數值作為孔深的參照。

2.4 成孔

（1）本工程中的鉆孔樁施工方法主要是原土自然造漿方法，由于一部分地區(qū)土層以淤泥質與砂質土為主，造漿能力并不高，則考慮利用人工造漿。成孔的關鍵在于泥漿配制，泥漿的指標主要如下：黏度在20mPa·s 左右，含砂率＜8%，膠體率＞90%。

（2）鉆進與檢測同步進行，鉆進時最好以2h 為間隔對泥漿進行一次檢測，并根據檢測結果調整泥漿指標，使其符合標準。也要時刻關注土層的變化，隨時隨地與地質圖展開參照，合理調整鉆進的速度，及時、全面并準確記錄好鉆進過程。項目部負責人要隨時抽查鉆進記錄，把握泥漿的具體情況，以保證施工順利展開。

（3）開孔時采用低錘密擊，拉錘高度控制在1.5～3m，以確保樁孔的垂直度，每沖進1m 檢查中心線和垂直度。進入基巖內部之后，如果出現偏孔情況，需要用片石回填，回填最低處到達孔上方300mm 處，最高處到達孔上方500mm，繼而重新鉆入[3]。進入基巖之后，每鉆進100mm 有必要進行清孔，確保終孔驗收順利展開。

2.5 終孔

終孔條件以判定入巖深度為準，鉆孔樁樁底終孔深度為進入強風化≥5m、中風化≥2.5m、微風化≥1.5m，需通過現場監(jiān)理人員的簽字確認。鉆進符合設計后驗孔，具體包括孔深、直徑、垂直度等。只有各個方面符合標準后方可實施清孔，混凝土導管安裝完畢之后實施二次清孔。經過清理后，孔底沉渣的厚度必須不超過10cm。監(jiān)理對具體情況進行考察，只有各項內容滿足條件才能進入澆筑混凝土環(huán)節(jié)。檢查沉渣厚度、泥漿密度，達到要求后務必在30min 之內澆注水下混凝土，否則這類參數均失效，需要重新測量。

2.6 鋼筋籠安裝

（1）安裝鋼筋籠時，要充分發(fā)揮起重機的作用，分段逐步安裝，吊裝的過程務必緩慢，不宜求快防止變形。

（2）鋼筋入孔時必須保持垂直且緩慢下放，防止碰撞情況，如果下放時遇到障礙需暫停，及時查明原因。

（3）焊接結束并通過驗收之后，逐段入孔內至設計標高與設計樁位中心位置，最后的鋼筋段放置在護筒上部，然后檢驗其位置是否符合要求。

（4）上下節(jié)各主筋位置對正且上下節(jié)籠體維持垂直狀態(tài)，在對鋼筋籠進行焊接時，要全面清除表面污垢，最好利用對稱焊接的方式，力求飽滿。結束后，補足焊接部位的螺旋箍筋，通過標準方可下放，再安裝下一節(jié)籠體。

（5）所有鋼筋籠進入孔內部且通過驗收標準后，固定吊筋與孔口板，提高鋼筋籠安置的精確度，防止下沉。

2.7 導管安裝

導管在水下混凝土灌注施工時起著重要作用，具體規(guī)格為：直徑25cm，壁厚6mm，每節(jié)長度2.5m，底節(jié)長度4m。下放導管時，其位置必須居于正中，軸線保持平直的狀態(tài)，以免碰撞情況的出現。

2.8 水下混凝土澆筑

（1）為全面提高工程質量，要確保四個條件達到標準：混凝土和易性好、混凝土流動性大、混凝土的初凝時間保持在6h 以上、灌注時間適當縮短。

（2）混凝土的坍落度最低為18cm，最高為22cm，水灰比保持在0.5 以下，粗骨料粒徑在40mm 以下。

（3）水下混凝土澆灌的時間間隔在30min 以內。如果間隔超過30min，必須詳細檢查，查看沉渣與泥漿的具體參數；如果參數不合規(guī)范需要再度清孔，直到滿足標準。

（4）正式灌注之前，在確定最下方導管底口與孔底的距離時，以能排放出混凝土為宜，一般距離最低不低于30cm，最高不高于50cm。隔水塞利用的是籃球內膽。確?；炷脸豕嗔烤珳?，灌注時重點關注連續(xù)性，不能出現間隔，同時密切關注管內混凝土是否出現下降以及孔內水位是否出現升降等情況。派遣專業(yè)人員精準測量孔內混凝土面高度，可以適當提升或者拆卸導管，計算導管埋入深度，通常應保持在2～6m。

（5）孔內混凝土會不斷提高，導管也需要根據這種情況勤提勤拔，及時跟進拆除工作，拆除后的導管首先進行沖洗，其次整齊堆放。當孔內混凝土面進入鋼筋骨架2m后，有必要適度提高導管，但要注意導管埋深在3m 以上。與設計樁頂相比，混凝土實際灌注高度多于1m 以上，以保障水下混凝土的強度符合標準。

（6）在灌注即將完畢時，由于導管內部混凝土柱高度不斷下降，壓力也有所下降。此時，導管外部泥漿含有的渣土稠度有所提高，比重不斷提高，如果混凝土面上升時出現困難，可以在孔內部加入足夠的水達到稀釋泥漿的效果，同時掏出一部分沉淀土，以使灌注工作順利展開。

3 質量控制關鍵技術簡述

3.1 護筒設置

作為鋼材制作的一種圓柱狀材料，常規(guī)的護筒剛壁厚度均在10mm 左右，非常適用大型的鉆孔灌注樁作業(yè)中樁位的鉆定作業(yè)中，并起到預防以及良好的固定作用，保護效果極佳。在鉆孔灌注施工現場埋設護筒，還可起到定位、孔口保護、阻止碎石掉入孔內、保持泥漿水位壓力值及避免坍孔現象的作業(yè)。結合項目的實際情況，護筒在設置過程中要高出地面50cm，同時以現有地下水位作為布設依據，確保在地下水的1.5～2.0m 處即可；遇河床地段，需設置在床面以下1.0m 的位置，干旱地段布設結束后，要隨即采取分層的方式予以回填壓實，并在回填前檢查其管狀傾斜度，如在1%即為合格。

3.2 孔底沉渣控制

在實際的鉆孔灌注作業(yè)當中，護筒的設置除了起到孔位固定和孔口保護的作用之外，還有重要的一個作用是其可對鉆孔時產生的碎渣予以及時的沉淀處理，起到清除的積極作用。依照相關規(guī)定，鉆孔時在樁底出現的沉渣厚度不可超過10cm，介于泥漿性能的不穩(wěn)定因素，往往在實際的操作過程中沉渣的厚度都在10cm 以上，嚴重影響鉆孔作業(yè)的持續(xù)開展，由此帶來的施工效率也會被大幅度降低，不利于后續(xù)施工的連接性。故在具體的護筒設置期間，需掌握好位置和尺寸，還要從泥漿的比重和黏度著手展開合格的配比工作，由此實現對孔底沉渣的控制，穩(wěn)固鉆孔灌注的前期施工效果。

3.3 混凝土澆灌質量控制措施

（1）導管埋深的掌控。作為鉆孔灌注作業(yè)的最后一步，也是最關鍵的一步，混凝土的澆灌需借助專業(yè)的導管來實現對孔位的填充，介于導管的規(guī)格、尺寸長短不一，故其的低端部位是否安放在混凝土以下規(guī)定的范圍內會直接關系到最后的成樁是否合格。為實現更好的成樁效果，在澆灌作業(yè)期間，施工人員務必要對導管的位置、埋入深淺度、埋深范圍以及下料的準確度予以詳細的觀察并記錄，杜絕因不專業(yè)而產生的混凝土斷樁現象。

（2）鋼筋籠上浮掌控。本項目在實際的澆灌過程中，介于導管位置及漏斗不穩(wěn)因素而出現托力現象，出現個別鋼筋籠上浮的情況，為降低托力的范圍擴大，澆灌的混凝土面在抵達鋼筋籠的要求值之后，施工人員需立即將導管提高一個程度，確保此時鋼筋籠在下面的埋深度，杜絕全面上浮的現象，提升灌注成樁的工程效果。

（3）坍落度的掌控。坍落度在澆筑過程中時有發(fā)生，故對其的熟悉和掌控程度也是考驗一個施工人員專業(yè)技術的一項標準。常規(guī)的坍落度具備一定的參數設定，在規(guī)定的范圍內產生固定的坍落度，可使?jié)补嘧鳂I(yè)有序開展，中途不會出現斷澆、碎樁情況，且灌注的密度也會在合格范圍內，有效滿足了澆筑次數，由此提升成樁的整體質量。

（4）樁頂質量的掌控。在澆灌工作結束后，負責人要隨即采取人工的方式對各鉆孔展開清孔作業(yè)，確?？變炔辉俪霈F碎石、雜質等類似的塊狀物體。開展測量工作，對于那些過長的孔樁，要測量其重量，同時對孔口處殘留的多余泥漿加水稀釋并沖洗，起到降低孔口壓力的目的，還可實現混凝土上翻的實際作用，減少短澆樁頭的產生。

4 施工問題及其處理措施

4.1 縮徑、擴孔、孔壁坍塌

（1）鉆頭直徑的選擇必須合理有度，可以選擇雙腰帶翼狀鉆頭，有效增強鉆進時的穩(wěn)定性能，降低回鉆時面臨的阻力，清除孔底部沉渣，增強鉆進效果。

（2）為了防止出現流砂，利用優(yōu)質泥漿護壁成孔，按照工藝程序適當提高施工速度，避免孔壁長時間裸露。

（3）靜水壓力要保持在0.02MPa 左右，孔內部水位高于地下水位，具體控制在2m 左右。

（4）如果遭到強透水層，水位極速降低，同時造成孔壁坍塌，那么首先穩(wěn)定樁位，在周圍壓密注漿，只有地基達到一定標準才能展開施工。

（5）如果遭到了較高的承壓水頭，從而引起孔壁坍塌，必須撤離鉆機并利用黏土進行回填，經過半個月左右的時間可以再次施工，施工時適當提高泥漿的密度。

（6）鋼筋籠的綁扎、入孔、定位等環(huán)節(jié)是非常重要的環(huán)節(jié)，必須確保施工質量，防止孔壁被破壞。

4.2 孔斜

因為鉆機在安裝時沒有保持水平狀態(tài)、鉆頭形狀不對稱、加壓不恰當等原因，容易出現孔斜情況。在鉆進時需要盡快查明這種情況，如果已經出現孔斜，必須積極糾正，可用鉆具掃孔糾斜，嚴厲禁止不規(guī)則的鉆頭進入孔內部。