淺談鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

李延濤 王軍

一、概述

樁基礎(chǔ)是一種古老的深基礎(chǔ)，其應(yīng)用歷史可追溯至12000年至14000年前。我國從20世紀(jì)50年代開始生產(chǎn)預(yù)制鋼筋混凝土樁。上世紀(jì)50年代末，鐵路系統(tǒng)開始生產(chǎn)使用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁，而且隨著大型鉆孔機(jī)械的出現(xiàn)，工程中又開始使用鉆孔灌注樁或鋼筋混凝土灌注樁。20世紀(jì)60—70年代，我國也研制生產(chǎn)出預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁，并在橋梁和港口工程中得到了廣泛應(yīng)用。

二、工程概況

某一橋梁全長39m（不含橋臺側(cè)墻），全橋道路中心線位于直線上，橋面為等寬、斜交布置，斜交角為105°。橫斷面組成如下：4.5m（人行道）+3.5m（非機(jī)動(dòng)車道）+1.5m（側(cè)分帶）+14m（機(jī)動(dòng)車道）+2m（中分帶）+16m（機(jī)動(dòng)車道）+1.5m（側(cè)分帶）+3.5m（非機(jī)動(dòng)車道）+4.5m（人行道），橋梁總寬51m。橋梁采用三跨簡支梁體系，本橋跨度布置為：3×13=39m，0#、1#、2#、3#樁基分別10根，共計(jì)40根，樁基直徑1.2m。

三、施工準(zhǔn)備

鉆孔灌注樁施工屬于關(guān)鍵工序施工，施工前應(yīng)具備以下資料：

（1）工程地質(zhì)材料和必要的水文地質(zhì)資料；

（2）樁基工程施工圖及圖紙會(huì)審紀(jì)要；

（3）建筑場地和鄰近區(qū)域內(nèi)的地下管線（管道、電纜）、地下構(gòu)筑物等調(diào)查資料；

（4）主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料；

（5）樁基礎(chǔ)工程的施工組織設(shè)計(jì)或施工方案；

（6）水泥、砂、石、鋼筋等原材料及其制品的質(zhì)檢報(bào)告；

（7）相關(guān)荷載、施工工藝的實(shí)驗(yàn)參考資料。

四、施工工藝

施工放樣→護(hù)筒制作與埋設(shè)→鉆孔→鋼筋籠制作與安裝→水下混凝土澆筑。

1.施工放樣

施工前對橋梁中心位置樁、三角網(wǎng)基點(diǎn)樁、水準(zhǔn)基點(diǎn)樁及其它測量資料進(jìn)行核對、復(fù)核；采用全站儀和DS3級水準(zhǔn)儀測量定位，采用坐標(biāo)放樣進(jìn)行樁位放樣，樁位誤差小于50mm，高程誤差小于±50mm。

2.護(hù)筒制作與埋設(shè)

護(hù)筒采用鋼護(hù)筒，內(nèi)徑宜比樁徑大200mm，采用厚度10mm的鋼板卷制而成。護(hù)筒長度為2m，在工廠整體加工焊接好后運(yùn)至工地，直徑誤差一般小于1cm，所有焊縫要求采用坡口雙面焊，鋼護(hù)筒進(jìn)場后有專人檢查焊縫以保證不漏水。

本工程樁頂預(yù)留鋼筋1m，因此埋設(shè)護(hù)筒頂標(biāo)高應(yīng)高于樁頂標(biāo)高至少1.5m，地表高程高于護(hù)筒頂高程，先挖至施工需要高程即護(hù)筒頂標(biāo)高。

核對樁中心位置無誤后，在樁上交叉固定兩條線，使兩線之交點(diǎn)準(zhǔn)確對準(zhǔn)樁位中心。并用十字線交叉控制樁位中心，開挖下放護(hù)筒。頂端高程應(yīng)高出原地面0.3m，頂端應(yīng)高出地面下水位不小于2m，護(hù)筒底端埋置深度為2m。

3.鉆孔

選用HG200型反循環(huán)鉆機(jī)，鉆機(jī)安裝處鋪設(shè)枕木，鉆機(jī)就位后，用水平尺調(diào)平，開鉆前應(yīng)對樁位進(jìn)行復(fù)核檢查，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可開鉆。將鉆頭中心線對準(zhǔn)樁孔中心，誤差控制在20mm以內(nèi)。

鉆機(jī)就位后，調(diào)平機(jī)座，確認(rèn)無誤后，開始施鉆。將鉆頭提高距離孔底20～30cm，真空泵加足清水，關(guān)閉控制閥使管路封閉，打開真空管路使氣水暢通，然后啟動(dòng)真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，待泥漿泵充滿水時(shí)關(guān)閉真空泵，立即啟動(dòng)泥漿泵。當(dāng)泥漿泵出口真空壓力達(dá)到0.2MPa以上時(shí)，打開出水控制閥，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循環(huán)，啟動(dòng)鉆機(jī)慢速開始鉆進(jìn)。

開孔時(shí)鉆機(jī)輕壓慢轉(zhuǎn)，隨著深度增加而適當(dāng)增加壓力和速度，在土質(zhì)松散層時(shí)采用比較濃的泥漿護(hù)壁，且放慢鉆進(jìn)速度和轉(zhuǎn)速，輕鉆慢進(jìn)以控制塌孔。待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后，方可加速鉆進(jìn)。

在達(dá)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后，及時(shí)上報(bào)監(jiān)理工程師并用檢孔器（自行加工檢孔器，檢孔器直徑1.05m，長度6m）對孔傾斜度、孔徑、孔深進(jìn)行檢查，檢查合格后才可拆除鉆頭停止鉆進(jìn)，經(jīng)對孔深、孔徑、豎直度檢查合格后即為終孔，終孔后立即進(jìn)行清孔，防止沉淀過多，造成清孔困難。清孔采用二次換漿法清孔，第一次指終孔后采用鉆桿的清孔，第二次指安裝完鋼筋籠后灌注砼前利用導(dǎo)管的清孔。第一次清孔：停止進(jìn)尺后，將鉆錐提起20～30cm，并保持泥漿的正常循環(huán)，將相對密度1.03～1.1的泥漿壓入孔內(nèi)，將鉆孔內(nèi)懸浮較多的泥漿換掉，清孔時(shí)間根據(jù)泥漿比重及清孔過程中測量沉淀厚度來定。清孔過程中必須設(shè)有專人撈取鉆渣，加快清孔的速度。

4.鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠現(xiàn)場集中制作，鋼筋籠制作質(zhì)量要求：

（1）主筋間距偏差：±10mm。

（2）箍筋間距偏差：±20mm。

（3）鋼筋籠骨架底面高程：±50mm。

（4）鋼筋籠分段下入樁孔中（利用吊車），主筋采用直螺紋連接。

清孔完畢，后經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，即吊裝鋼筋籠。吊裝前對鋼筋籠的分節(jié)長度、直徑、主筋和箍筋的型號、根數(shù)、位置以及焊接等情況全面檢查。

5.水下混凝土澆筑

在下鋼筋籠之后，盡快安裝灌砼導(dǎo)管。導(dǎo)管直徑不小于25cm。導(dǎo)管安裝前，檢算其配節(jié)長度及漏斗容量。導(dǎo)管內(nèi)壁光滑，無粘附物，接管前用水沖洗其內(nèi)壁。導(dǎo)管下口離孔底25～40cm。水下砼的灌注必須連續(xù)進(jìn)行，中途不得中斷。嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，在計(jì)算了已灌砼量及量測了孔中砼面深度后，才可緩緩平穩(wěn)提升，并隨時(shí)晃動(dòng)。在整個(gè)灌注時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)管埋入砼深度不應(yīng)小于2m且不大于6m，且導(dǎo)管中不進(jìn)水或冒氣泡。導(dǎo)管應(yīng)勤提拆，拆管前應(yīng)先測定混凝土面，再計(jì)算拆管節(jié)數(shù)。一般情況下整個(gè)灌注時(shí)間控制在2～3小時(shí)內(nèi)。

五、常見施工問題及預(yù)防措施

1.坍孔、縮頸及預(yù)防措施

坍孔、縮頸是由于成樁過程中樁壁四周土體不連續(xù)而產(chǎn)生切變出現(xiàn)程度不一的孔壁坍塌；針對坍孔、縮頸問題，采取以下預(yù)防措施：

（1）選用優(yōu)質(zhì)粘土、增強(qiáng)護(hù)壁能力，必要時(shí)摻用碳酸氫鈉，增加泥漿膠體率。

（2）當(dāng)有軟塑狀淤泥層時(shí)，采用沖錐擠擴(kuò)造孔，同時(shí)跟進(jìn)鋼護(hù)筒或采用全護(hù)筒法施工。

（3）根據(jù)地層情況，采用修孔器修正鉆孔。

2.孔斜及預(yù)防措施

孔斜是指樁基成孔過程中孔位產(chǎn)生傾斜，傾斜度大于1%的樁孔。預(yù)防孔斜采取以下措施：

（1）鉆機(jī)平臺填筑密實(shí)穩(wěn)固，鉆機(jī)定位準(zhǔn)確，支墊平穩(wěn)牢固。

（2）在鉆機(jī)就位和鉆孔過程中隨時(shí)注意校核鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜及時(shí)糾正。

3.斷樁及預(yù)防措施

斷樁是指混凝土凝固后樁體不連續(xù)，中間被漿液、氣泡泥塊等疏松體充填的間斷樁。針對斷樁問題，采取以下措施：

（1）導(dǎo)管應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行水密性試驗(yàn)，每次用過后認(rèn)真清刷整修。

（2）備用電源在灌注過程中始終待命，以防中途斷電。

（3）作好機(jī)械設(shè)備維修保養(yǎng)，防止中途故障。

（4）嚴(yán)格按照施工規(guī)范操作，導(dǎo)管埋深勤檢測，勤提管，保證導(dǎo)管埋深不大于6m，不小于2m。

六、結(jié)語

本文參考樁基施工技術(shù)，簡述了橋梁樁基施工工藝，結(jié)合實(shí)際橋梁施工過程中易出現(xiàn)的問題，淺談樁基施工質(zhì)量控制，為提其他橋梁樁基施工提供一定的借鑒。