鉆孔灌注摩擦樁施工技術(shù)的應(yīng)用

胡文杰

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050000）

1 工程概況

某橋梁工程基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，具體形式為鉆孔灌注摩擦樁。鉆孔灌注樁憑借施工簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)和效果顯著等特點(diǎn)在橋梁工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，為保證樁基質(zhì)量，使成型后的樁基充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用和效果，應(yīng)掌握相應(yīng)的施工技術(shù)，并在施工中加以嚴(yán)格控制。

2 造孔工藝

（1）以建設(shè)方提供的各控制線與樁位圖為依據(jù)，借助鋼尺與經(jīng)緯儀通過極坐標(biāo)法準(zhǔn)確測(cè)出樁的具體位置，并用水準(zhǔn)儀準(zhǔn)確測(cè)量地面的實(shí)際標(biāo)高，由監(jiān)理人員復(fù)測(cè)確認(rèn)合格后，方可開始之后的施工[1]。

（2）在孔口埋設(shè)護(hù)筒目的是有效控制鉆孔位置，為孔口提供良好保護(hù)，并避免地表水向孔內(nèi)滲透。該工程護(hù)筒由鋼板通過卷制而成，護(hù)筒的內(nèi)徑按大于樁徑100～200mm控制，護(hù)筒的高度為1.2～1.5m。護(hù)筒使用人工進(jìn)行埋設(shè)，要求進(jìn)入黏土層至少1m，將護(hù)筒對(duì)中以后，在其四周進(jìn)行黏土的回填，并予以分層夯實(shí)，夯實(shí)時(shí)應(yīng)確保護(hù)筒處在垂直的狀態(tài)。護(hù)筒中心和樁中心之間的偏差不能超過5cm。

（3）造孔時(shí)，泥漿能起到對(duì)孔底進(jìn)行清洗和平衡地層壓力的作用，避免孔壁坍塌。按照當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地基土的具體成分，該工程施工所用泥漿可在鉆孔中通過原土造漿形成。鉆進(jìn)時(shí)要對(duì)泥漿的濃度予以隨時(shí)調(diào)整，使比重始終保持在1.2～1.3范圍內(nèi)，而在二次清孔完成后，泥漿比重應(yīng)保持在1.15～1.20范圍內(nèi)[2]。

3 鉆進(jìn)成孔

3.1 鉆機(jī)與鉆頭

該工程選擇回旋工程鉆機(jī)，鉆機(jī)型號(hào)為GPS-20型，鉆頭為單腰三翼括刀合金鉆頭，在密實(shí)度較大的黏土層當(dāng)中，該鉆頭不僅鉆進(jìn)速度快，而且磨損很小。但在進(jìn)入角礫層之后，應(yīng)減慢轉(zhuǎn)速，并適當(dāng)增加泥漿的濃度，采用更大的送漿泵量，確保成孔排渣順利完成，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的孔深。

3.2 鉆機(jī)就位

在鉆機(jī)就位過程中，應(yīng)確保轉(zhuǎn)盤的中心和樁位中心完全重合，并使用水平尺對(duì)鉆機(jī)水平度進(jìn)行檢查和調(diào)整，將機(jī)座墊平，使其達(dá)到牢固，避免在鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)位移或傾斜。另外，鉆機(jī)的天車、滑輪和鉆孔中心必須處在同一條垂直線上，以使鉆孔達(dá)到垂直[3]。

3.3 鉆機(jī)開孔

按照規(guī)范提出的要求檢查并驗(yàn)收設(shè)備，同時(shí)報(bào)監(jiān)理單位進(jìn)行驗(yàn)收，認(rèn)真填寫相應(yīng)的申請(qǐng)單，經(jīng)監(jiān)理人員認(rèn)可后才可開始鉆進(jìn)。在開鉆以后，應(yīng)將鉆具略微上提，使鉆頭和護(hù)筒底部保持30～50cm的距離，然后啟動(dòng)泥漿泵開始送漿，循環(huán)2min后，開啟鉆機(jī)，使鉆頭在護(hù)筒中旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)造漿，在運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到平穩(wěn)以后，從鉆頭到達(dá)護(hù)筒的底部開始，持續(xù)且緩慢地增加鉆進(jìn)速度，確保護(hù)筒底部周圍有良好護(hù)壁效果。

3.4 正常鉆進(jìn)

（1）當(dāng)在淤泥和淤泥質(zhì)黏土層中進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中，應(yīng)使用中等轉(zhuǎn)速和大泵量。

（2）當(dāng)在中細(xì)砂層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)做好進(jìn)尺控制，以輕壓抵擋慢速持續(xù)鉆進(jìn)，適當(dāng)增加一定回掃的次數(shù)，通過充分?jǐn)嚢枋箍妆谶_(dá)到完整，避免縮孔與擴(kuò)孔，泥漿的比重要保持在1.2～1.3范圍內(nèi)，而黏度要保持在10～25s范圍內(nèi)，含砂率不超過6%[4]。

（3）在卵石層中進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，由于鉆進(jìn)困難會(huì)使鉆頭產(chǎn)生劇烈的跳動(dòng)，使鉆桿產(chǎn)生大幅擺動(dòng)，對(duì)此，應(yīng)采用低檔慢速和大泵量，使泥漿比重保持在1.25～1.45范圍內(nèi)，為鉆渣的排除提供便利。

3.5 終孔鑒定

按照設(shè)計(jì)提出的要求，在鉆進(jìn)到要求的位置后，對(duì)終孔深度予以計(jì)算，在即將達(dá)到終孔深度以后，作業(yè)人員應(yīng)先自檢，經(jīng)自檢確認(rèn)合格后，會(huì)同其他人員嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以終孔驗(yàn)收。

3.6 一次清孔

終孔檢驗(yàn)完成且確認(rèn)合格后，應(yīng)在終孔的位置進(jìn)行慢速掃鉆，以此清孔。清孔時(shí)，應(yīng)做好對(duì)從孔口處流出的泥漿的查驗(yàn)，由此確定清孔時(shí)間是否合適，如果泥漿無過多的砂礫，則需將鉆具向上提升2m，并將泥漿比重調(diào)整至1.25，之后方可開始下一道工序的施工[5]。

4 鋼筋籠制安

鋼筋籠主要采用加勁箍成型法制作而成，具體的制作步驟為：

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸制作臺(tái)模，然后使用臺(tái)模對(duì)加勁箍筋進(jìn)行彎曲，采用單面電弧焊的方法連接成一個(gè)圓圈，同時(shí)在加固筋上準(zhǔn)確標(biāo)出主筋所在位置。

（2）將主筋平放在保持平整的工作臺(tái)表面，同時(shí)將加勁箍具體位置準(zhǔn)確標(biāo)出。

（3）在焊接過程中，確保加勁箍上所有主筋的標(biāo)記都能與中部一一對(duì)準(zhǔn)，在扶正以后通過點(diǎn)焊達(dá)到牢固。

（4）將一根主筋上的所有加勁筋都焊接好之后，在骨架的兩端分別安排一人對(duì)骨架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其余主筋均采用以上方法焊接，再圍繞螺旋筋采用點(diǎn)焊的方法將其焊接牢固。

（5）鋼筋籠制作時(shí)的偏差需嚴(yán)格按照以下要求控制：主筋之間的距離，其偏差不能超過±10mm；箍筋或螺旋筋之間的距離，其偏差不能超過±20mm；鋼筋籠直徑的偏差不能超過±10mm；鋼筋籠長(zhǎng)度的偏差不能超過±100mm。

（6）該工程施工過程中鋼筋籠的下放需使用搭接的方法進(jìn)行，在搭接過程中，應(yīng)先進(jìn)行對(duì)角點(diǎn)焊，然后將其吊起，在達(dá)到垂直后通過焊接保證垂直度，各段鋼筋籠之間相連的部位必須按照規(guī)范要求將其焊接牢固，同時(shí)按照一定間隔距離設(shè)置導(dǎo)向塊。在下放的過程中，速度不能過快，以免與孔壁發(fā)生碰撞導(dǎo)致坍塌。

（7）為防止混凝土灌注時(shí)鋼筋籠發(fā)生上浮，應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：對(duì)鋼筋籠進(jìn)行焊接時(shí)，接頭鋼筋不可側(cè)向孔內(nèi)，防止對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行復(fù)插時(shí)掛住連接部位，伴隨導(dǎo)管的上升而上浮；在下放鋼筋籠的過程中，需要對(duì)鋼筋籠的頂部進(jìn)行可靠固定，也可采用安裝壓桿的方法避免鋼筋籠發(fā)生上??；泥漿比重不可過大，否則會(huì)有浮力導(dǎo)致鋼筋籠向上浮起；在灌注混凝土的過程中，導(dǎo)管的實(shí)際埋深不可太大，否則將由于孔內(nèi)壓力過大導(dǎo)致鋼筋籠發(fā)生上??；將混凝土灌注至鋼筋籠的底部時(shí)，應(yīng)緩慢操作，使卷?yè)P(yáng)機(jī)做到輕提輕放，否則會(huì)由于混凝土表面的沖擊導(dǎo)致鋼筋籠向上浮起。

5 成樁工藝

5.1 下放導(dǎo)管

根據(jù)要求的終孔深度確定導(dǎo)管長(zhǎng)度，使用鉆機(jī)和卷?yè)P(yáng)機(jī)將導(dǎo)管緩慢提起，然后進(jìn)行逐根連接，緩慢放至鉆孔當(dāng)中，對(duì)每根導(dǎo)管進(jìn)行連接的部位都應(yīng)放好密封橡膠墊圈，同時(shí)旋轉(zhuǎn)連接好管帽，避免漏氣和漏水。在清孔過程中，導(dǎo)管應(yīng)一次性下放到孔底部。在清孔完成并確認(rèn)合格后，將導(dǎo)管向上提升0.3～0.5m的高度。

5.2 二次清孔

進(jìn)行二次清孔的主要目的在于徹底清除孔底沉渣，將壓蓋安裝完成后，使用泥漿泵以大泵量泵入優(yōu)質(zhì)泥漿，再采用循環(huán)法對(duì)孔底的沉渣進(jìn)行清除，直至孔底沉渣厚度不超過50mm，泥漿的比重需按照1.15～1.20的范圍嚴(yán)格控制。如使用正循環(huán)的方法進(jìn)行清孔無法達(dá)到設(shè)計(jì)提出的要求，則可使用反循環(huán)做法來清孔，直至滿足設(shè)計(jì)要求。

5.3 水下混凝土灌注

（1）清孔結(jié)束并達(dá)到合格后，安裝并固定隔水塞。在澆筑混凝土之前，各項(xiàng)準(zhǔn)備工作必須完成且到位，所有機(jī)械設(shè)備都要經(jīng)檢查確認(rèn)合格。

（2）在灌注開始以后，為確保隔水栓可以順利排出，孔底和導(dǎo)管底部之間的距離應(yīng)保持在300～500mm范圍內(nèi)。

（3）混凝土的初灌量必須達(dá)到要求，使導(dǎo)管被埋入至少0.8m。

（4）導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)達(dá)到2～6m，注意不可將導(dǎo)管提出液面，施工中應(yīng)安排專人對(duì)埋管深度進(jìn)行測(cè)量。

（5）混凝土灌注應(yīng)保持連續(xù)，每根樁的具體灌注時(shí)間都應(yīng)根據(jù)混凝土初凝時(shí)間確定和控制，如果灌注過程中發(fā)生故障，應(yīng)做好相關(guān)記錄。

（6）對(duì)最后一次實(shí)際灌注量進(jìn)行嚴(yán)格控制，注意樁頂部不能偏低，鑿除的泛漿高度要能保證外露樁頂強(qiáng)度切實(shí)達(dá)到要求。該工程將超灌高度確定為2m，使用有標(biāo)尺的竹竿對(duì)樁頂部的混凝土液面高度進(jìn)行探測(cè)。

（7）混凝土灌注時(shí)，應(yīng)對(duì)提管的速度予以嚴(yán)格控制，不可太快，并在必要的情況下進(jìn)行反復(fù)插搗，使樁身的混凝土密實(shí)達(dá)到要求。

（8）為防止發(fā)生掉管，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：連接帽絲口損壞是導(dǎo)致掉管的一個(gè)主要原因，對(duì)此，在下管過程中必須仔細(xì)檢查，如果發(fā)現(xiàn)損壞，應(yīng)立即維修或更換。在下管的過程中應(yīng)將連接帽扣緊，并用好墊叉，加強(qiáng)對(duì)施工人員的教育和培訓(xùn)，避免由于操作不當(dāng)而產(chǎn)生掉管；在提管過程中，為防止鋼絲繩斷裂，在每次下管之前都要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常必須立即更換。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鉆孔灌注摩擦樁是一種橋梁工程常用的樁基類型，以上橋梁工程的鉆孔灌注摩擦樁施工已經(jīng)完成，且經(jīng)檢查確認(rèn)質(zhì)量合格，效果良好，表明所用施工方法合理可行，可供同類橋梁工程參考借鑒。