鉆孔灌注樁施工技術在建筑工程中的應用

謝俊杰

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

1 鉆孔前的準備工作

鉆前準備包括場地確定、場地布置及平整、施工便道鋪設、供能供水系統(tǒng)安裝、套管準備及埋設、鉆架準備、鉆井設備等。

1.1 場地整理

施工前應根據(jù)現(xiàn)場情況進行處理。鉆孔灌注樁必須在水中，必須搭設施工平臺。如果杯底在旱地上，可以在清除碎屑后壓實。

1.2 鉆孔樁鋼套筒采用3～5mm 鋼板制作

焊接中下部兩側(cè)。兩側(cè)鉆孔樁直徑按鋼護筒直徑設計。應與外殼周圍和底面緊密接觸，保證位置偏差不大于5cm，傾斜角不大于1%。

1.3 鉆機就位

一旦船體被嵌入，就可以放置鉆機。鉆井平臺通常是沖擊鉆和沖擊抓鉆。測量調(diào)整時，若鉆孔斷面中心與測柱位置一致，調(diào)整失敗不應大于5cm[1]。

2 鉆孔工藝

2.1 沖擊鉆鉆孔工藝

2.1.1 開鉆前應注意的事項

如果表面松散，必須摻入一定量的小雜物，然后注入泥漿和水。利用鉆件的沖擊力將泥、石壓在孔壁上，以保證相鄰孔不因沖擊引起的振動而坍塌或影響相鄰孔內(nèi)現(xiàn)澆混凝土的凝固。相鄰孔要倒出來，并有一定硬度后，方可開始鉆孔。

孔底在樁蓋下3～4m，根據(jù)實際情況增加沖擊力。鉆孔灌注樁頂部應視為在淤泥質(zhì)構件上進行振動鉆削，一方面可以防止塌孔，充分加快施工進度。

2.1.2 鉆機安裝

首先要配備齊全，使鉆機在鉆進過程中不致坍塌下沉，影響成孔質(zhì)量。鉆井過程中，嚴禁移動。鉆進過程中，應隨時檢查鋼絲繩回位情況，并監(jiān)測鉆井漏斗的沖擊聲，評價井底漏失情況，了解鋼絲繩頻繁松脫、松脫程度低的原理；鉆井水和泥漿的水平面應至少高出保護腿0.5m，以防泥漿損壞陰腿的穿孔壁，但應低于撞擊時溢出的殼體泥漿頂面0.3m。定期檢查鋼絲繩、鉆頭磨損情況，防止發(fā)生安全質(zhì)量事故。

2.1.3 抽碴時應注意的幾個問題

①隨著時間的推移，在這里用稀釋劑或棒子填滿坑。如果污泥是單獨放入孔中的，則黏土不得以這樣一種方式倒入孔中，即在渣被抽出后造成沖擊，從而使其不粘附。②抽碴筒放到孔底后，要在孔底上、下提放幾次，使用權其多進些鉆碴，然后提出[2]。

2.2 回轉(zhuǎn)鉆鉆孔工藝

2.2.1 初鉆

先啟動泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，排空一段時間，泵入一定量的泥漿后再開始鉆進。避免長時間停留，增加較低的泥沙。

2.2.2 鉆進時操作要點

鉆進過程中，要注意：①鉆井開始時，應充分檢查記錄；應在套管邊緣低速鉆進，以提供堅實的泥漿壁。鉆孔應該在腳下。然后，在鞋底下鉆不到1m 的洞，可以根據(jù)地面質(zhì)量以正常速度鉆孔。如有必要，在套管軟土地基上發(fā)現(xiàn)黃漏，可提高鉆孔漏斗，將黏土注入孔內(nèi)，然后可放下鉆探漏斗，將水泥漿擠入孔壁，防止泥漿泄漏，穩(wěn)定泥漿，繼續(xù)鉆進。②在黏土中鉆進時，由于泥漿粘度高，鉆頭各部位阻力大，易卡鉆。③在砂或軟土地基上鉆進時，鉆孔容易坍塌。它是一種易于選擇的平底鉆機，控制齒輪，低壓、低檔位、低速、大泵量、重泥鉆井。④在易鉆遇礫石層的情況下，由于地層堅硬，鉆機容易超載損壞。采用El 低速、優(yōu)質(zhì)污泥、大泵量、兩步鉆進法。⑤鉆孔時每隔2～3m 檢查一次孔徑和垂直度，用圓形鋼筋籠將試驗裝置吊入坑內(nèi)（外徑D 等于擬用柱的直徑，高度為3～5m），與鋼筋籠中心的焦點重合）。上下無懸掛阻力，孔徑、垂直度符合要求。

2.2.3 檢測孔深、傾斜度、直徑和清孔

鉆孔時每隔2～3m 檢查一次孔徑和垂直度，用圓形鋼筋籠將試驗裝置吊入坑內(nèi)（外徑D 等于擬用柱的直徑，高度為3～5m，與鋼筋籠中心的一個焦點重合）。上下無懸掛阻力，孔徑、垂直度符合要求[3]。

2.2.4 泥漿排放

鉆孔、清孔、混凝土澆筑過程中排出的污泥，應該根據(jù)現(xiàn)場情況，適當放置處理，防止污染河流和周圍環(huán)境。

3 鋼筋籠的制作和吊裝就位

3.1 材料

生產(chǎn)鋼筋籠所用鋼筋籠的種類、型號、直徑應符合設計要求。一級鋼筋滿足《鋼筋混凝土熱軋鋼筋》之規(guī)定；Ⅰ級鋼筋的力學性能符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》之規(guī)定。

3.2 鋼筋籠的制作

鋼筋籠配置齊全，長度較長時可分期拼裝。鋼筋籠施工時，鋼筋的調(diào)直、彎曲、切割、彎曲、焊接應符合設計和技術規(guī)范的要求，并按規(guī)范要求進行。鋼筋籠主筋應盡可能在整個鋼筋上進行。圈長一般都不小于5D，成品鋼筋籠尺寸平直、準確，直徑、主筋間距、箍筋間距、附箍間距不大于20mm[4]。

3.3 鋼筋籠的安裝

首先，為保證鋼筋籠外混凝土保護層符合設計要求，在鋼筋籠上下兩端及中心設置4 個鋼筋“耳環(huán)”。其次，鋼筋籠吊裝前檢查鉆孔情況。要確定孔是否塌陷，墻上是否有突出的荊棘、樹根等影響鋼筋安裝的障礙物，以保證鋼筋籠的安裝。最后，吊運時，吊籠應對準開口位置，并盡可能垂直緩慢地放置。不允許突然或用力下落，不得因磕碰導致鋼筋籠變形。

4 混凝土的灌注

4.1 混凝土材料要求和導管、漏斗、儲料斗的制備

（1）混凝土骨料和砂子分類良好，在結(jié)構尺寸、鋼筋間距、混凝土攪拌和裝卸等方面選擇最大粒徑。根據(jù)骨料中雜質(zhì)的含量，滿足裝載和操作過程的要求。如有必要，清潔并過濾掉有害雜質(zhì)。

（2）混凝土所用水泥應符合相關標準。所有水泥應從合格分包商評估的合格制造商處采購；水泥進場時，應隨附水泥出廠合格證，并交付給單位（國家）檢驗中心實驗室。

（3）導管、漏斗和儲料斗的制備。混凝土澆筑的重要工具是管道。直徑應根據(jù)承臺長度、承臺直徑和每小時需要通過的混凝土量確定，不小于250mm。管段長度應適合拆卸。并用于運輸，且應小于起重裝置鋼絲的高度。漏斗高度可調(diào)節(jié)2m 長，漏斗下方下部4～6m，上部1m。兩個中心段的端部應焊接吊鉤連接。法蘭厚度為10～12mm，邊緣邊緣比通道外壁大40～50mm，直徑為12～16mm。一端焊接一個小杠桿邊緣，用來懸掛鋼絲繩。邊比邊稍窄。

漏斗由兩個3mm 厚的鋼板、錐體或金字塔組成。在遠離漏斗頂部開口的漏斗頂部兩側(cè)對稱焊接吊環(huán)。插入管的總長度為15cm。

集裝箱由3mm 厚的鋼板和加勁桿制成。移動傘位于容器開口下方，與漏斗連接。所有鉆孔樁的尺寸通過計算確定[5]。

4.2 混凝土的拌和

混凝土配合比施工中，骨料為機械施工碎石，粒徑0.5～3cm，最大不超過4cm，水灰比0.5～0.6，每立方米混凝土水泥用量滿足試驗要求，實際配合比設計質(zhì)量提高10%～15%。

在混凝土攪拌前，必須準確測量每個混凝土板所需的砂和卵石。拌和用水按體積計量，罐裝水泥按每袋50kg 計。在將材料裝入底板之前，將所有混合好的材料放入攪拌機中。如果攪拌機運行時間不超過30min，則必須在攪拌新混凝土之前徹底清潔攪拌機。為保證灌注混凝土的連續(xù)性，鉆孔灌注樁必須配備應急攪拌機[6]。

4.3 鉆孔樁混凝土灌注

混開始灌漿之前，一定要把全部的管道連接好，將來再把灌漿嘴上閥門全部打開，由此才會確保灌漿施工順利開展。①調(diào)整管道下端與樁底的距離為0.3～0.4m，如全部工作完成，且坑底沉淀層超標，應使用噴水管（空氣噴淋）3～5min。②在任何時候，嵌入混凝土中的孔的深度不得小于1.0m。③水下澆筑混凝土的實際峰值高度應約為0.5m，作為頂蓋頂部的設計高度。④為保證施工質(zhì)量，嚴禁因管道漏水或漏水（即底部不能封閉）而使軟管斷裂。⑤灌漿施工過程中出漿率比0.1L/min 低的時候，持續(xù)5～10min 之后要立刻停止灌漿工作，而且要及時將對應的閥門關閉，確保灌漿施工的總體質(zhì)量[7]。

5 成孔質(zhì)量控制

5.1 確保樁身成孔垂直精度

這是沉管樁成功施工的一個重要條件，否則網(wǎng)箱和渠道將無法施工。為保證成孔的垂直分辨率符合設計要求，應擴大暈導體的支撐面積，并定期檢查鉆架和鉆桿的垂直度，以保證堆垛機的穩(wěn)定性。開孔后，在放置鋼筋前，應進行井徑和變化的超聲波檢查。

5.2 確保樁位、樁頂標高和成孔深度

為準確控制鉆孔深度，應該及時檢查并固定下橫梁水平度和煙囪總長，通過鉆機上鉆桿的定長來驗證孔深。

雖然鉆孔達到的深度反映了孔的深度，但如果在第一次清孔過程中泥漿質(zhì)量沒有得到完全控制，或者在提升鉆井設備時孔壁相撞，則孔塌，沉積物可能太厚而無法清潔第二次孔。因此，一旦鉆孔裝置就位，必須用線檢查孔的深度。再次，如果測試線的深度小于鉆桿的深度，則必須重新下入鉆桿并清潔孔。同時，應考慮常用測量繩遇水后收縮的問題。最大收縮率為1.2%，以提高測量精度。為有效防止塌孔、縮孔和松脫位移，在檢查鉆機設備長度、檢查鉆桿是否彎曲時，應根據(jù)不同土層的地質(zhì)資料隨時設定鉆進速度，并向下繪制時間曲線；在層狀粉砂層中鉆進時，軟黏土層最快鉆速約為0.2m/min，細滑砂層最快鉆速約為0.015m/min，如果鉆頭磨損超過10mm，則應更換[8]。

5.3 鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放

鋼筋籠安裝前，應先核對鋼筋的質(zhì)量保證資料，然后按設計和施工規(guī)范的要求，對鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量進行檢驗，驗收合格。驗收時應特別注意鋼筋籠吊環(huán)的長度是否能準確地將鋼筋吊至設計高度。對于牽引桿的長度，應單獨檢查下梁的高度，以確保預埋鋼筋的高度符合設計要求。鋼筋籠吊放過程中接頭的焊接質(zhì)量應單獨檢查驗收。質(zhì)量不一致的陣列應通過焊接和焊接進行改進。每2m 對稱調(diào)整4 根引錠桿，保證主鋼筋籠保護層厚度。同時需要注意的是，鋼筋籠下放時能平穩(wěn)釋放，孔壁不會碰撞；起升機構關閉時，不允許受壓下降，因為這樣會導致鋼筋籠倒塌變形。鋼筋籠伸出時，應加快焊接時間，盡量縮短下降時間。

5.4 合理控制施工溫度

混凝土澆筑過程中需嚴格控制好施工溫度，施工時要避免在寒冷或者酷熱的天氣進行，避免設備與材料性能下降，做到預防建筑工程中產(chǎn)生安全威脅。在混凝土施工過程中更要將混凝土攪拌流程控制好，避免施工方偷工減料的行為。并對工程縫隙進行技術處理，按照泥漿的實際性能以及裂縫的寬度進行科學有效的方式修補，特別是在施工后期做好鋼筋混凝土的維護工作，進行精細化管理，確保施工質(zhì)量。

5.5 成孔質(zhì)量事故處理

鉆孔必須一次完成，不得停止，鉆井過程中發(fā)生事故，必須立即采取相應措施。

（1）在滲透性強的地層或地下水中，可能發(fā)生泥漿滲漏。為防止?jié)B漏，可加泥漿或黏土緩慢旋轉(zhuǎn)或加摻有碎石、卵石的土，以防滲漏，加固擋土墻。

（2）在鉆進過程中，由于鉆頭阻力不均勻，大巖石、探礦巖、彎曲巖石和砂巖層的粒徑差異較大，造成鉆孔彎曲，影響鋼筋籠的提升和杯托質(zhì)量。在彎曲孔處，黏土和礫石應返回至彎曲孔上方1.0m 處，碎屑應回收至1.0～1.5m 以上，沉降后應頂出糾偏，沖擊段不得直接在孔內(nèi)修補，用于防止鉆孔干擾和塌孔。成鉆孔時，孔位間距不大于10cm，傾角不大于孔深的1%，孔檢測器可用于檢測，檢孔器檢測傾斜度如圖1 所示。

圖1 檢孔器檢測傾斜度

6 結(jié)語

綜上所述，由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，因此，要在施工時對各個工序進行嚴格把控進而確保其質(zhì)量，加強鉆孔灌注樁施工技術管理才能夠整體上確保建設建筑樁基的重量，使建筑工程獲得更高的附加值，進一步推進我國經(jīng)濟建設和城鎮(zhèn)化進程。