淺談橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)

李 濤 馬進(jìn)宇

（1．神農(nóng)架林區(qū)交通運(yùn)輸局 神農(nóng)架林區(qū) 442400；2．神農(nóng)架林區(qū)交通基本建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站 神農(nóng)架林區(qū) 442400）

到目前為止，我國在興建各種鐵路橋梁、公路橋梁以及其他橋梁的過程中都會(huì)用到鉆孔灌注樁技術(shù)，之所以將其作為一種基礎(chǔ)形式，就是因?yàn)樵摲椒軌驅(qū)⑺率┕び行У剞D(zhuǎn)變?yōu)樗献鳂I(yè)，縮短了施工工期，減少了工程的造價(jià)成本，而且在施工過程中使用的設(shè)備較為簡單，施工操作非常方便。但施工質(zhì)量的控制仍然是一個(gè)較大的問題，在發(fā)生事故之后處理起來非常困難。所以工程技術(shù)人員亟須解決的問題是如何通過提高施工工藝水平，防止并消除質(zhì)量事故，以保證橋梁施工能夠正常開展。

1 護(hù)筒的埋設(shè)過程

選擇鋼護(hù)筒要求鋼板的壁厚在6～8mm之間，鋼護(hù)筒的高度為4m，然后將其做成整體圓形。為了避免出現(xiàn)變形問題，制作時(shí)需要在護(hù)筒的上端、下端以及中間位置的外側(cè)分別焊接一道加勁肋。埋設(shè)時(shí)將護(hù)筒的埋深控制在3．5m，要求其頂部要比地面高出50cm，在埋設(shè)的過程中需將其周圍0．5～1．0m內(nèi)的土全部挖除，并且對(duì)粘土進(jìn)行分層夯填，要求夯填厚度為護(hù)筒底部的0．5m。

如果樁位是在岸灘上，則要求粘性土大于1 m，砂類土大于2m。一旦表層土出現(xiàn)松軟的現(xiàn)象，需要將護(hù)筒在比較堅(jiān)硬的土層中進(jìn)行埋設(shè)，埋深控制在0．5m，然后在其四周進(jìn)行粘土的分層夯實(shí)。

如果是砂性土或者是流塑淤泥質(zhì)粘土，在鉆進(jìn)的過程中需要根據(jù)護(hù)筒的埋深以及具體厚度等，適當(dāng)?shù)卦黾幼o(hù)筒的長度，如果洞高相對(duì)較大，并且地下空洞沒有進(jìn)行填充，則需要通過采取套筒跟進(jìn)的施工方式才能有效地避免塌孔問題。

2 泥漿的配制方法

在配制泥漿時(shí)，可選擇塑性指數(shù)不小于25、粒徑在0．005mm以內(nèi)并且顆粒含量超出總量一半的粘土。如果這種粘土比較缺乏，則需要在略差的粘土中摻加3／10的塑性指數(shù)在25以上的粘土。在配制泥漿的時(shí)候可直接將粘土投入到鉆孔當(dāng)中，通過鉆錐形成的沖擊來調(diào)制泥漿。

3 沖擊反循環(huán)鉆機(jī)成孔

在開挖之前需要先進(jìn)行泥漿的灌注，如果孔內(nèi)有水則可以直接投入粘土，灌注的過程中需要采用小沖程，保證成孔能夠保持豎直圓順，避免出現(xiàn)孔口坍塌問題。在鉆進(jìn)深度大于鉆頭的全高之后需要適當(dāng)加快沖程，并且在超出護(hù)筒底的2～4 m之后恢復(fù)正常。

在鉆進(jìn)的時(shí)候一定要勤于松繩，合理控制松繩程度，避免出現(xiàn)打空錘的情況。對(duì)于松軟土層來說，每次需要松繩5～8cm，對(duì)于堅(jiān)硬土層來說，每次松繩量應(yīng)該控制在3～5cm。此外，松軟土層應(yīng)該采用中沖程，而堅(jiān)硬密實(shí)土層則需要采用高沖程。

由于受到?jīng)_擊的影響會(huì)出現(xiàn)一定量的鉆渣，這些鉆渣一部分會(huì)隨著泥漿一起進(jìn)入到孔壁當(dāng)中，但是絕大部分會(huì)被清除出鉆孔外面，通常堅(jiān)硬土層在純鉆進(jìn)5～10cm以內(nèi)需要進(jìn)行一次清渣，而松軟土層在純鉆進(jìn)小于15～30cm以內(nèi)需要進(jìn)行一次清渣。

4 施工過程

（1）鉆孔施工。在使用沖擊法進(jìn)行鉆孔的過程中，一定要避免由于沖擊振動(dòng)造成鄰孔孔壁發(fā)生坍塌現(xiàn)象，還要注意防止對(duì)鄰孔已經(jīng)完成灌注的混凝土凝固造成不良影響。所以應(yīng)該在鄰孔灌注全部完畢并且抗壓強(qiáng)度超過2．3MPa之后才可以進(jìn)行下一個(gè)孔的開鉆操作。為了加快鉆孔施工速度，可以利用多機(jī)同時(shí)進(jìn)行多孔的開鉆，但是要求鉆孔保持連續(xù)，不能出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。在使用回旋鉆進(jìn)行鉆孔的過程中，要盡可能地降低所受壓力，保持較慢的鉆進(jìn)速度，降低孔底承受的壓力，避免發(fā)生塌孔現(xiàn)象，有效地保護(hù)孔底土層具有的地質(zhì)環(huán)境。在實(shí)際施工操作中，工作人員不能一味趕進(jìn)度而加快鉆進(jìn)速度。在對(duì)軟土地段進(jìn)行鉆孔時(shí)，需要先對(duì)地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，讓鉆孔設(shè)備保持較好的穩(wěn)定性，確保鉆孔孔位具有較高的準(zhǔn)確性；在對(duì)粉性土地段進(jìn)行鉆孔時(shí)，應(yīng)該控制好鉆孔的速度，提高泥漿具有的相對(duì)密度，并將粘度保持在23～25Pa·s之間；在對(duì)粘土地段進(jìn)行鉆孔時(shí)，應(yīng)該保持中等的鉆孔速度，減小泥漿的相對(duì)密度；如果是直徑為2．2m的樁基，則需要采用低速進(jìn)行鉆進(jìn)操作，并且控制鉆頭的轉(zhuǎn)速，如果鉆孔樁徑過大，很容易引起塌孔現(xiàn)象，這就要求對(duì)泥漿和泥塊的排出情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的關(guān)注，找出容易出現(xiàn)塌孔的位置，適當(dāng)調(diào)整泥漿具有的相對(duì)密度，提前向孔內(nèi)投入一定量的羧甲基纖維素，有效地提高泥漿具有的粘度，并快速形成孔壁薄膜，降低失水率，避免發(fā)生塌孔現(xiàn)象［1］。

（2）清孔施工。鉆孔在滿足了設(shè)計(jì)規(guī)定的深度之后需要立即進(jìn)行清孔。而在實(shí)際施工過程中一些單位通常都是先放置鋼筋籠然后再進(jìn)行清孔，這種施工方式是不正確的。在清孔的時(shí)候應(yīng)將孔內(nèi)的水位保持在當(dāng)?shù)氐叵滤灰陨系?．5～2m之間，避免塌孔，然后將護(hù)筒壁上殘留的泥漿以及孔底殘留的沉淀物等全部清理干凈。通常完成基礎(chǔ)鉆孔工作之后要求進(jìn)行2次清孔處理。

（3）在終孔后及時(shí)拔出鉆具，采用專門的儀器測(cè)量孔徑的大小、孔的形狀以及傾斜度的大小。如果出現(xiàn)中心線不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、截面形狀為橢圓形以及漂石等問題，需要及時(shí)采取措施進(jìn)行糾正處理。在檢驗(yàn)確認(rèn)成孔符合設(shè)計(jì)要求之后，才可以進(jìn)行下一道工序的施工操作。在對(duì)鉆孔灌注樁檢查的過程中，采用的測(cè)繩一定要設(shè)置有細(xì)鋼絲心，在過水之后利用鋼尺對(duì)測(cè)繩進(jìn)行重新校核，此外測(cè)錘要選擇規(guī)范的圓錐體，不能利用其他器具代替測(cè)量。

（4）在混凝土灌筑之前，應(yīng)該將樁的鋼筋骨架整體放置到孔內(nèi)。如果在完成上道工序之后沒有及時(shí)地將鋼筋骨架放入到孔內(nèi)，需要先對(duì)鉆孔的完整性以及其他情況進(jìn)行重新檢查。此外，鋼筋骨架一定要具有內(nèi)撐架，避免在運(yùn)輸和放置的過程中出現(xiàn)變形現(xiàn)象，在頂面還需要采取一定的措施進(jìn)行固定，避免在混凝土灌注操作時(shí)出現(xiàn)上升的現(xiàn)象。在鋼筋骨架上面還需要放置墊塊，并且沿樁長的間隔距離應(yīng)該控制在2m以內(nèi)，底面高程的偏差應(yīng)該控制在50mm以內(nèi)。

（5）水下混凝土的灌注施工。在進(jìn)行水下混凝土的灌筑施工之前一定要做好相關(guān)施工準(zhǔn)備工作，所有應(yīng)急設(shè)備以及施工材料一定要配備齊全，保證澆筑時(shí)間不多于8h，如果有必要還需要在混凝土當(dāng)中摻加一定量的緩凝劑，確?；炷翝仓┕さ捻樌M(jìn)行。

選擇卡扣式導(dǎo)管，要求其內(nèi)徑確定為25cm，分節(jié)長度為3m，最下節(jié)的長度為6m。并且保證導(dǎo)管一定要保持堅(jiān)固順直。每一節(jié)的導(dǎo)管內(nèi)徑都要保持一致，偏差要控制在2mm以內(nèi)。在下放導(dǎo)管的時(shí)候一定要將導(dǎo)管盡量居中，避免出現(xiàn)與孔壁碰撞的情況。在進(jìn)行首盤混凝土的澆筑過程中，要求導(dǎo)管底部應(yīng)該與孔底保持35～40cm的距離。此外，在水下混凝土的澆筑施工之前，需要再次檢查孔底泥漿沉淀的厚度情況，保證其能夠滿足施工要求。

水下混凝土的澆筑施工應(yīng)該采用砍球法，確保首批混凝土在完成澆筑之后導(dǎo)管的埋深不小于1m。整個(gè)澆筑過程中，需要在先前完成澆筑的混凝土內(nèi)將導(dǎo)管口埋設(shè)，埋深要在1．5m以上，有效地避免泥漿沖入導(dǎo)管里面，但是埋深不能超出5m。

5 鉆孔灌注樁鉆孔質(zhì)量通病的防治

5．1 鉆進(jìn)中的坍孔

（1）病害原因。在鉆孔過程中，如果鉆孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細(xì)密的水泡，就表示已坍孔。此時(shí)，出渣量顯著增加而不見鉆頭進(jìn)尺，但鉆孔負(fù)荷顯著增加，泥漿泵壓力突然上升，造成憋泵。一旦坍孔，鉆孔便無法正常進(jìn)行，易造成掉鉆、埋鉆事故。

（2）防治措施。如果是在流砂中進(jìn)行鉆孔，需要選用粘度相對(duì)較大的泥漿。通常在制作泥漿時(shí)會(huì)選擇質(zhì)量優(yōu)良的黃泥，要求黃泥無雜質(zhì)，并且塑性指數(shù)在22以上。鉆孔時(shí)放慢進(jìn)尺的速度，每天進(jìn)度控制在6～7m，也可以適當(dāng)摻入一些粘土摻片石，將其擠入到孔壁中以起到穩(wěn)定孔壁的作用。根據(jù)地質(zhì)情況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整泥漿的相對(duì)密度，保證其有足夠的稠度，控制好孔內(nèi)外水位差，避免發(fā)生塌孔現(xiàn)象。通過實(shí)際施工證明，優(yōu)質(zhì)的黃泥漿能夠提高鉆孔灌注樁的質(zhì)量。如果需要鉆入的灌注樁的深度為18～21m，上段、中段以及下段各6～7m，在鉆至上段時(shí)，不需要輸入高壓水，鉆渣即可自然形成泥漿保護(hù)護(hù)筒壁。清孔應(yīng)該安排專門人員負(fù)責(zé)補(bǔ)水工作，鉆至中段6～7m時(shí)即可輸入一定量的高壓水完成清孔。最后在下段6～7m輸入一定量的黃泥漿，不僅能夠確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，還能減少黃泥的使用量［2］。

5．2 掉鉆、卡鉆和埋鉆

（1）病害原因。鉆頭被卡住為卡鉆，卡頭脫開鉆桿掉人孔內(nèi)為掉鉆，掉鉆后打撈造成坍孔為埋鉆。出現(xiàn)上述現(xiàn)象影響鉆孔正常進(jìn)行，延誤工期，造成浪費(fèi)。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是：沖擊鉆孔時(shí)鉆頭旋轉(zhuǎn)不勻，產(chǎn)生梅花形孔，或孔內(nèi)有探頭石等均能發(fā)生卡鉆。傾斜長護(hù)筒下端被鉆頭撞擊變形及鉆頭傾倒，也能發(fā)生卡鉆；卡鉆時(shí)強(qiáng)提、強(qiáng)扭，使鉆桿、鋼絲繩斷裂造成掉鉆，鉆頭接觸不良、滑絲也會(huì)造成掉鉆。

（2）防治措施。經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置，保證運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；經(jīng)常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯(lián)結(jié)裝置的磨損情況，及時(shí)更換磨損件，防止掉鉆。低沖程時(shí)，隔一段時(shí)間要更換高一些沖程，使沖錐有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，避免形成梅花孔而卡鉆。對(duì)于卡鉆，不宜強(qiáng)提，只宜輕提鉆頭。輕提不動(dòng)時(shí)，可用小沖擊鉆沖擊，或用沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動(dòng)后提出。對(duì)于掉鉆，宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等打撈。對(duì)于埋鉆，較輕的是糊鉆，此時(shí)應(yīng)對(duì)泥漿稠度、鉆渣、進(jìn)出口、鉆桿內(nèi)徑大小及排渣設(shè)備進(jìn)行檢查、計(jì)算，并控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)尺。若嚴(yán)重糊鉆，應(yīng)停鉆提出鉆頭、清除鉆渣，沖擊鉆糊渣時(shí)，應(yīng)減小沖程，降低泥漿稠度，并在粘土層上回填部分砂、礫石。如是坍孔或其他原因造成的埋鉆，應(yīng)使用空氣吸泥機(jī)吸走埋鉆的泥砂，提出鉆頭。

6 結(jié)語

鉆孔灌注樁施工時(shí)除正確把握護(hù)筒的埋置深度，還要根據(jù)在鉆孔過程中遇到的不同地質(zhì)層和鉆孔孔徑大小，確定合適的鉆孔進(jìn)尺速度和泥漿配比，在大直徑鉆孔灌注樁施工時(shí)鉆孔進(jìn)尺速度要慢，且根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整泥漿的配比。總之，鉆孔灌注樁施工時(shí)應(yīng)做到慢、穩(wěn)、準(zhǔn)，謹(jǐn)慎處理施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，切實(shí)保證工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。

［1］ 趙曉峰．淺談橋梁鉆孔灌注樁施工［J］．交通科技，2012（3）：48－50．

［2］ 謝井麗，陳 磊．砂性土鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制［J］．交通科技，2011（5）：38－40．