論高速公路沖擊鉆孔灌注樁施工

張玲

摘要：灌注混凝土前檢測(cè)孔底沉渣厚度及泥漿指標(biāo)符合規(guī)范要求后，開始灌注混凝土

關(guān)鍵詞：鉆孔施工；施工工藝

1. 概述

1.1樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)情況

廣深沿江高速廣州段樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

兩丫涌高架樁基采用C25砼，直徑為1.6m和1.8m，按端承樁設(shè)計(jì)，持力層為微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，要求地質(zhì)巖層RQD≥25%，樁基嵌入微風(fēng)化巖層不少于1D（D為樁徑），樁底沉淀土厚度不大于5cm，橋臺(tái)樁徑為1.5m，共20+36×4根樁，樁長(zhǎng)為16.0～34.3m不等。

進(jìn)港高架橋樁基采用C25砼，為摩擦樁或嵌巖樁基礎(chǔ)，持力層為中～微風(fēng)化巖，橋墩樁徑為1.6m和1.8m，橋臺(tái)樁徑為1.3m，共32×4+16根樁。

1.2地質(zhì)情況

橋位區(qū)覆蓋層主要由粘性土、軟土及砂組成，厚度為3.8～20.9m，下伏基底為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂巖等風(fēng)化巖，弱風(fēng)化巖面局部起伏較大，所揭露的中風(fēng)化巖面約-3.96～-12.8m。

2.技術(shù)要求

2.1施工前按設(shè)計(jì)提拱的配合比進(jìn)行試驗(yàn)，確定施工配合比。

2.2混凝土的拌和采用場(chǎng)地集中拌和，砼灌車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。

2.3鋼筋籠按設(shè)計(jì)圖紙要求，分節(jié)施工，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理單位驗(yàn)收。

2.4鉆孔過程中，每鉆進(jìn)1m，提取一次渣樣，并由鉆機(jī)班長(zhǎng)如實(shí)填寫鉆孔記錄表。

3.施工程序與工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量定位→埋設(shè)鋼護(hù)筒→配制泥漿→安裝鉆機(jī)→鉆進(jìn)→終孔→清孔→鋼筋籠制作與安裝→安裝導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土

4.施工工藝

4.1測(cè)量定位

平整場(chǎng)地后，根據(jù)設(shè)計(jì)樁位，準(zhǔn)確定出鉆孔中心位置，并引出護(hù)樁，在施工全過程中要注意保護(hù)好護(hù)樁，要經(jīng)常校核樁位。

4.2埋設(shè)鋼護(hù)筒

⑴水中墩鋼護(hù)筒

①在鉆孔平臺(tái)上拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架，測(cè)量放線定樁位→對(duì)接鋼護(hù)筒→整體起吊鋼護(hù)筒入水→調(diào)整護(hù)筒傾斜度及位置緩慢入床至穩(wěn)定→安裝震動(dòng)打樁錘振動(dòng)下沉→安裝鉆機(jī)開始水上鉆孔樁施工

4.3配制泥漿

開挖泥漿池，選擇和備足良好的造漿粘土或膨潤(rùn)土，利用鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)造漿，造漿量為2倍樁的混凝土體積，泥漿比重可根據(jù)鉆進(jìn)不同地層及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。泥漿性能指標(biāo)如下：

泥漿比重：使用管形鉆頭鉆孔時(shí)，入池泥漿比重可為1.1～1.3；使用實(shí)心鉆頭鉆孔時(shí)，當(dāng)為黏土、粉土?xí)r，孔底泥漿比重不宜大于1.3，當(dāng)為大漂石、卵石層時(shí)，孔底泥漿比重不宜大于1.4，當(dāng)為巖石時(shí)，孔底泥漿比重不宜大于1.2。

4.4鉆孔

⑴安裝鉆機(jī)

鉆孔平臺(tái)搭設(shè)好后，將鉆機(jī)移至樁位，用鋼枕作機(jī)座，使底座平穩(wěn)，鉆機(jī)底座用倒鏈滑車交叉對(duì)稱拉緊，保證在鉆進(jìn)和運(yùn)行中不產(chǎn)生位移和沉陷，鉆架和鉆桿要豎直，鉆頭、鉆桿和鉆徑中心在一鉛垂線上，其最大偏差不得大于50mm，以保證孔位正確，鉆孔順直。

⑵鉆進(jìn)

①柱樁采用沖擊鉆鉆孔。鉆孔時(shí)開孔進(jìn)入護(hù)筒底口段，向護(hù)筒內(nèi)倒入小片石夾黏土混合物（比值約1：1）用小沖程沖擊，施工中應(yīng)注意保持重錘導(dǎo)向作用，保證成孔垂直度。鉆孔作業(yè)要連續(xù)，同樣也應(yīng)經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿抽檢試驗(yàn)，不符合要求及時(shí)調(diào)整。其目的使護(hù)筒至粉砂層之間形成圓順、堅(jiān)實(shí)的過渡段，進(jìn)入卵石層后加入大比重（γ=1.3）高質(zhì)量泥漿和少量水泥。采用重錘導(dǎo)向沖擊法鉆孔，使卵石層形成堅(jiān)硬的孔壁，防止塌孔現(xiàn)象，直至設(shè)計(jì)高程。

②開始鉆進(jìn)時(shí)，進(jìn)尺應(yīng)適當(dāng)控制，在護(hù)筒刃腳處，應(yīng)低擋慢速鉆進(jìn)，使刃腳處有堅(jiān)固的泥皮護(hù)壁。鉆至刃腳下1m后，可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。如護(hù)筒外側(cè)土質(zhì)松軟發(fā)現(xiàn)漏漿時(shí)，可提起鉆錐，向孔中到入粘土，再放下鉆錐倒轉(zhuǎn)，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿孔隙，穩(wěn)住泥漿繼續(xù)鉆進(jìn)。

③在砂類土或軟土層鉆進(jìn)時(shí)，易坍孔。宜選用平底鉆錐、控制進(jìn)尺、輕壓、低擋慢速、大泵量、稠泥漿鉆進(jìn)。

④泥漿補(bǔ)充與凈化：開始前應(yīng)調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿，鉆進(jìn)過程中，如泥漿有損耗、漏失，應(yīng)予補(bǔ)充。并應(yīng)按泥漿檢查規(guī)定，按時(shí)檢查泥漿指標(biāo)，遇土層變化應(yīng)增加檢查次數(shù)，并適當(dāng)調(diào)整泥漿指標(biāo)。

⑶終孔

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高孔位后，對(duì)孔深、孔徑、孔位和孔形、傾斜度、孔底地質(zhì)情況進(jìn)行檢查，然后填寫終孔記錄，并及時(shí)通知監(jiān)理工程師到現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收。合格后方準(zhǔn)進(jìn)入下一道工序。孔深、孔徑、傾斜度等符合下列要求：孔深不小于設(shè)計(jì)孔深，并進(jìn)入設(shè)計(jì)土層；孔徑不小于設(shè)計(jì)孔徑；傾斜度小于1%孔深；孔位偏差為50mm。

⑷清孔

鉆孔達(dá)到要求深度后采用灌注樁孔徑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，各項(xiàng)指標(biāo)符合要求后立即進(jìn)行清孔。清孔禁止采用掏碴筒，建議采用換漿法：即鉆孔完成后，提起鉆頭至距孔底20cm，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，逐步把孔內(nèi)浮懸的鉆渣換出，在清孔排渣時(shí)注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔、縮頸。

4.5 鋼筋籠制作、安裝

⑴鋼筋籠制作

①鋼筋籠在鋼筋加工車間分段制作，或現(xiàn)場(chǎng)制作，以定尺鋼筋長(zhǎng)度為宜。主筋在制作前必須整直，沒有局部的彎折。主筋一般應(yīng)盡量用整根鋼筋，分段后的鋼筋接頭應(yīng)相互錯(cuò)開，保證同一截面內(nèi)的接頭數(shù)目不超過主筋總數(shù)的50%，接頭錯(cuò)開間距不小于35d（d為鋼筋直徑），且不得小于50cm。

②為了保證鋼筋籠的順直以利于安裝，每節(jié)鋼筋籠制作完畢之后，在其兩端搭接焊縫中心處作出垂直于鋼筋籠軸線的截面，并在鋼筋上作出顯著標(biāo)記，鋼筋籠逐節(jié)下放焊接時(shí)，使上下二節(jié)標(biāo)記互相重合。

③鋼筋籠的焊接、綁扎必須牢固，應(yīng)保證焊縫長(zhǎng)度和飽滿度。本樁身鋼筋籠分段制作完后，吊運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)邊下放邊連接。分段制作時(shí)采用搭接焊，兩鋼筋搭接端部應(yīng)預(yù)先折向一側(cè)，使兩接合鋼筋軸線一致，接頭的長(zhǎng)度單面焊不小于10d，雙面焊不應(yīng)小于5d。焊縫要求清除焊渣、焊縫飽滿。

④鋼筋籠制作允許偏差。

⑵鋼筋籠安裝

①鋼筋籠頂端應(yīng)根據(jù)孔頂標(biāo)高設(shè)置吊筋。

②起吊時(shí)，吊點(diǎn)應(yīng)拴牢并布置于直徑方向，起吊過程中必須防止鋼筋籠變形，使鋼筋籠吊起后呈自然鉛直狀態(tài)。

③鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)，兩鋼筋籠必須保持垂直和對(duì)位良好。

④吊入鋼筋籠時(shí)對(duì)準(zhǔn)孔位輕放、慢放。若遇阻礙，隨起隨落和正反旋轉(zhuǎn)使之下放。不高起猛落，強(qiáng)行下放，以防碰壞孔壁而引起塌孔。

4.6 砼灌注

⑴安裝導(dǎo)管

①導(dǎo)管使用前應(yīng)組裝編號(hào)，根據(jù)孔深計(jì)算導(dǎo)管長(zhǎng)度及節(jié)數(shù)，導(dǎo)管應(yīng)順直并進(jìn)行水密試驗(yàn)，確認(rèn)導(dǎo)管不漏水及拆接情況良好才能下入孔中。

②用吊機(jī)輔助下導(dǎo)管，下放導(dǎo)管時(shí)小心操作，避免掛碰鋼筋籠，并做好記錄。

⑵二次清孔

①導(dǎo)管下完后，利用灌注導(dǎo)管接上泥漿泵進(jìn)行二次清孔換漿使孔底沉淀≤5cm。二次清孔采取氣舉反循環(huán)實(shí)現(xiàn)。

②二次清孔完畢，將導(dǎo)管輕輕下放到也底，然后再往上提升25～40cm，與導(dǎo)管的理論長(zhǎng)度進(jìn)行比較，吻合之后，將導(dǎo)管固定在灌注平臺(tái)孔座上。

③灌注混凝土前檢測(cè)孔底沉渣厚度及泥漿指標(biāo)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求再拆除封頭，接上混凝土初灌漏斗，檢查孔底沉渣厚度，符合規(guī)范要求后，開始灌注混凝土.

⑶灌注水下混凝土

①計(jì)算和控制首批封底混凝土數(shù)量，下落時(shí)有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土不小于1m深。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開，是控制樁底沉渣，減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。

②樁基混凝土采用罐車運(yùn)輸配合導(dǎo)管灌注，導(dǎo)管直徑為25-30cm。在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在2～6m。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常測(cè)探孔內(nèi)混凝土面的位置，即時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。

③導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。如導(dǎo)管法蘭卡掛鋼筋骨架，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，使其脫開鋼筋骨架后，再移到鉆孔中心。

④當(dāng)導(dǎo)管提升到法蘭接頭露孔口以上有一定高度，可拆除1節(jié)或2節(jié)導(dǎo)管（視每節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度和工作平臺(tái)距孔口高度面定）。此時(shí)，暫停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的導(dǎo)管，并掛上升降設(shè)備，然后松動(dòng)導(dǎo)管的接頭螺栓或快速接頭，同時(shí)降起吊導(dǎo)管用的吊鉤掛上待拆的導(dǎo)管上端的吊環(huán)，待螺栓全部拆除或快速接頭拆除后，吊起待拆的導(dǎo)管，徐徐放在地上，然后將漏斗重新插入井口的導(dǎo)管內(nèi)，校正好位置，繼續(xù)灌注。

5.材料要求

5.1護(hù)筒要求內(nèi)部無突出物，不漏水；

5.2泥漿原料盡可能使用膨潤(rùn)土，使用粘土?xí)r應(yīng)符合下列要求：

a.自然風(fēng)干后，用手不易掰開捏碎；

b.干土破碎時(shí)，斷面有堅(jiān)硬的尖銳棱角；

c.用刀切開時(shí)，切面光滑、顏色較深。

e.水浸濕后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的細(xì)長(zhǎng)泥條，用手指揉捻，感覺砂粒不多，浸水后能大量膨脹；

5.3鋼筋品種、級(jí)別、力學(xué)性能、規(guī)格和數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)要求。

5.4施工用水的水質(zhì)應(yīng)符合工程用水標(biāo)準(zhǔn)。

5.5水泥、砂、碎石的選用均應(yīng)均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。外加劑的存放應(yīng)與原地面架空隔離，并有防風(fēng)、雨設(shè)施，防止材料受潮、變質(zhì)。

7.設(shè)備機(jī)具配置

8.質(zhì)量控制及檢驗(yàn)

①護(hù)筒內(nèi)徑、傾斜度、埋置深度以及與原地面或水位線高差控制；

②泥漿原料選??；

③泥漿的性能指標(biāo)控制；

④鉆頭、鉆桿、護(hù)筒中心、樁中心在一條鉛垂線上；

⑤孔深、孔徑、傾斜度的檢查。

⑥鋼筋尺寸、焊接情況及混凝土施工配合比；

⑦混凝土澆灌前，孔底沉渣厚度檢查；

⑨導(dǎo)管埋入混凝土深度；