淺談沖擊鉆鉆孔灌注樁的施工技術(shù)

貴州路橋集團(tuán)有限公司 貴州 貴陽(yáng) 550000

摘要：對(duì)橋梁工程中的常見施工技術(shù)鉆孔灌注樁的關(guān)鍵工序和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)施工過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，在保證施工質(zhì)量的前提下，提出了相應(yīng)的處理措施，以期在類似的工程中，起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：沖擊鉆；灌注樁；施工技術(shù)；問(wèn)題；處理方法

引言

隨著國(guó)家對(duì)各地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重視，建設(shè)四通八達(dá)的快速交通網(wǎng)絡(luò)，已成為我省近些年來(lái)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)。沖擊鉆鉆孔灌注樁技術(shù)以施工方便、質(zhì)量可靠、地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，已成為樁基礎(chǔ)施工中的首選。但因作業(yè)環(huán)境隱蔽、地質(zhì)條件復(fù)雜、操作工人技術(shù)水平等因素的影響，在施工中，難免存在許多問(wèn)題，這些問(wèn)題需要及時(shí)處理解決，才能保證成樁質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)穩(wěn)定。

1.工程地質(zhì)及機(jī)具選擇

沖擊鉆的適用地質(zhì)柱狀圖中含有粘性土、砂類土、礫石、卵石、漂石等全部地層或部分地層的地質(zhì)條件，且設(shè)計(jì)圖紙中一般都強(qiáng)調(diào)這類樁要求嵌巖2～3米。遇到此類地質(zhì)，一般首選沖擊鉆。因旋挖鉆或循環(huán)鉆，雖然鉆進(jìn)速度快、成孔好、清孔干凈，但遇到漂石、硬巖是無(wú)能為力的，他們更適應(yīng)勻質(zhì)較軟地層。

2.沖擊鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁施工順序?yàn)椋菏┕し艠?筑島-（小溪和河流中）-定位引線-護(hù)筒埋設(shè)-沖擊鉆孔-鋼筋籠驗(yàn)收-成孔并清孔-下鋼筋籠-下導(dǎo)管-（通過(guò)了水密性實(shí)驗(yàn)）-砼澆筑-拔管-破樁頭-成孔檢測(cè)。

2.1初步放樣

施工前，要做好三通一平，要確保施工場(chǎng)地能滿足鉆機(jī)的正常進(jìn)出和平穩(wěn)作業(yè)。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)單位提供的導(dǎo)線點(diǎn)要做好導(dǎo)線閉合復(fù)測(cè)，成果及時(shí)交監(jiān)理工程師審查。在此基礎(chǔ)上，采用全站儀打樁放樣，并注意用鋼尺對(duì)群樁間的尺寸相互校核。

2.2筑島圍堰

筑島圍堰只在施工場(chǎng)地為潛水時(shí)采用，可將普通土裝在草袋中，將裝滿土的草袋堆碼形成圍堰，起隔絕水流的作用，筑島高度，一般以高出施工時(shí)流水面1.2米即可。

2.3護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒依靠筒內(nèi)的水位和泥漿比重保證孔內(nèi)水壓大于外部水壓，主要起到定位、導(dǎo)向、防止坍塌的作用。鋼護(hù)筒的鋼板厚度一般根據(jù)地質(zhì)條件和樁徑選擇，護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大20-40㎝，護(hù)筒埋置高度比宜高出地面30㎝或水面1.0-2.0m，一般情況埋置深度為2-4 m。護(hù)筒底部和周圍所填粘性土質(zhì)要分層夯實(shí)，防止護(hù)筒位移，埋設(shè)時(shí)保證護(hù)筒垂直，中心線與樁中心線重合，平面允許誤差50㎜，垂直傾斜度不大于1%，護(hù)筒頂部焊加強(qiáng)筋和吊耳，要有泥漿出水口，鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常檢查復(fù)核孔位。

2.4泥漿的配制

泥漿配制效果的好壞，直接關(guān)系到鉆孔孔壁的穩(wěn)定性，是成孔質(zhì)量的重要保證之一。高質(zhì)量的泥漿，即使在長(zhǎng)時(shí)間停鉆的情況下，沉積物也很少。泥漿可以在孔內(nèi)形成一層封閉的泥皮，這層泥皮有效防止了孔內(nèi)泥漿外滲和孔外地下水內(nèi)滲，大大減緩了孔內(nèi)水頭降低的速度，是使孔壁穩(wěn)定的有效措施。

2.5沖擊鉆鉆孔中的注意事項(xiàng)

（1）鉆機(jī)就位前，應(yīng)作好機(jī)具設(shè)備的檢查、維修，鉆機(jī)就位應(yīng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生位移和沉陷，鉆頭與鋼護(hù)筒中心線位置偏差不大于2㎝，入孔要緩慢，平穩(wěn)、低揚(yáng)程鉆進(jìn)。

（2）鉆機(jī)作業(yè)要連續(xù)，每鉆進(jìn)2～3 m，檢查鉆孔直徑和豎直度，作好鉆孔施工記錄和渣樣留存，經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)注意補(bǔ)充新鮮泥漿，孔內(nèi)水頭始終保持在2 m左右，可有效防止孔壁坍塌，埋孔現(xiàn)象的發(fā)生，確保成孔質(zhì)量和鉆進(jìn)速度。

（3）沖程要根據(jù)土質(zhì)情況來(lái)定，一般在通過(guò)厚的土層時(shí)，可用高的沖程，通過(guò)松散、砂礫石土層時(shí)，用中沖程，在易坍塌或流砂地段用小沖程。沖程過(guò)高，對(duì)孔底擾動(dòng)大，易引起坍塌，沖程過(guò)小，則鉆進(jìn)速度過(guò)慢。

（4）通過(guò)漂石或巖層時(shí)，若孔底表面不平整，須先投入小片石將表面墊平，再用十字型沖擊錐進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)，防止產(chǎn)生斜孔、坍孔。

（5）要注意均勻放松鋼絲繩的長(zhǎng)度，松繩過(guò)少，易形成“打空錘”，使鉆機(jī)、鉆架、鋼絲繩受到較大意外沖擊荷載。松繩過(guò)多，容易引起鋼絲繩糾纏事故。

（6）沖擊鉆的起吊要平穩(wěn)，避免沖撞護(hù)筒和孔壁，進(jìn)出孔時(shí)，嚴(yán)禁孔口附近站人，防止發(fā)生撞人事故。

2.6成孔檢測(cè)、清孔

（1）按照施工技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求，對(duì)于孔徑和垂直度的檢測(cè)，可用長(zhǎng)度不小于樁徑4倍直徑，直徑和設(shè)計(jì)鋼筋籠直徑相同的鋼筋進(jìn)行檢測(cè)，孔徑、孔位、垂直度都符合要求的，方可進(jìn)行下道工序。

（2）清孔方法一般有換漿、抽漿、掏渣、空壓機(jī)噴射等。清孔后的孔內(nèi)泥漿比重為1.03～1.1和樁底沉渣厚度不超過(guò)30㎝，即滿足清孔標(biāo)準(zhǔn)。

（3）鋼筋籠安放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，需再次檢查泥漿指標(biāo)和沉渣厚度若超標(biāo)，應(yīng)進(jìn)行二次清孔，直至達(dá)標(biāo)。

2.7混凝土灌注前的準(zhǔn)備工作

（1）導(dǎo)管應(yīng)采用無(wú)縫鋼管，使用前進(jìn)行水密實(shí)驗(yàn)、承壓和抗拉實(shí)驗(yàn)。

（2）根據(jù)樁徑和技術(shù)規(guī)范，計(jì)算好首批混凝土的方量，依據(jù)首批混凝土的方量，設(shè)計(jì)好儲(chǔ)料斗樣式和容積。

（3）根據(jù)施工實(shí)際，調(diào)配好吊車和必要的施工混凝土罐車、電焊機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備。

2.8水下混凝土灌注的注意事項(xiàng)

（1）混凝土的灌注時(shí)間控制在混凝土的初凝時(shí)間以內(nèi)。

（2）首批混凝土，應(yīng)保證導(dǎo)管的初次埋深不少于1 m，灌注過(guò)程中，時(shí)刻保證導(dǎo)管的埋深控制在2～6 m。

（3）運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土拌合物，應(yīng)隨時(shí)檢查和易性、坍落度等指標(biāo)，不合格時(shí)，進(jìn)行二次拌合，仍不合格，嚴(yán)禁采用。

（4）灌注過(guò)程中，隨時(shí)檢查導(dǎo)管的埋置深度，正確指揮導(dǎo)管的提升與拆除。

（5）灌注過(guò)程中，若導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿，后續(xù)混凝土應(yīng)徐徐灌入，不可整斗沖入，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，擠脫管節(jié)間的密封橡膠圈，造成漏水事故。

（6）混凝土接近管口時(shí)，提升速度要慢，混凝土的超灌高度控制在0.5～1.0 m，這部分超灌高度因可能含有泥漿，作為樁頭部分，將來(lái)要鑿出。

3.鉆孔灌注樁的常見問(wèn)題和處理方法

（1）地基軟造成樁位偏移

筑島形成的鉆機(jī)平臺(tái)，地基一般比較松軟，鉆頭在卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩牽引下，上下運(yùn)動(dòng)，也帶動(dòng)著鉆機(jī)下沉，勢(shì)必造成鉆頭偏位。這要求施工人員在施工過(guò)程中，經(jīng)常注意觀察并檢查鋼絲繩與各護(hù)樁之間的距離，出現(xiàn)偏位時(shí)，及時(shí)用千斤頂頂起下沉一側(cè)，并在下面多用枕木、鋼軌墊實(shí)。

（2）護(hù)筒脫落

因?yàn)橛晁菽嗤淋浕蛘咦o(hù)筒埋置過(guò)程中未嚴(yán)格工序控制，易導(dǎo)致護(hù)筒脫落事件發(fā)生。這時(shí)應(yīng)立即停止施工，若是地面積水造成，先排除地表水，保證地面干燥，再填上粘土，恢復(fù)鉆孔前，護(hù)筒需要重新埋設(shè)、定位。

（3）卡鉆

卡鉆可能發(fā)生在地質(zhì)巖層強(qiáng)度差異大的地方，也可能是因?yàn)閿嚯娀驒C(jī)械故障，鉆頭未能及時(shí)提升，滯留在孔內(nèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，提升阻力大，無(wú)法提升?？ㄣ@發(fā)生在整體巖石，可采用水下爆破予以解決。

（4）掉鉆頭

掉鉆可能發(fā)生在鋼絲繩斷裂或坍孔處，鉆頭隨重力落入孔底，造成“掉鉆”。盡量抽空孔內(nèi)泥漿，在鋼筋籠的保護(hù)下，由潛水員潛入孔底打撈。

（5）斷樁處理

斷樁主要是因?yàn)楦鞣N外在因素，可能是導(dǎo)管原因、混凝土原因或認(rèn)為操作原因，使得原本應(yīng)該完整的混凝土樁間，出現(xiàn)了泥質(zhì)夾層，而產(chǎn)生的。斷樁的常見處理方法是注漿法。即在樁頂布設(shè)3個(gè)鉆芯孔，鉆孔鉆芯取至缺陷部位以下50㎝，注漿管通過(guò)鉆孔深入到夾泥區(qū)，利用泵壓大于20Mpa的高壓水泵向孔內(nèi)壓入清水。水流自下而上在在缺陷段內(nèi)進(jìn)行噴射，當(dāng)所有孔內(nèi)水流變?yōu)榍逅逶ぷ鹘Y(jié)束。先使用水灰比為0.8的純水泥漿泵壓，再用水灰比為0.5的濃水泥漿壓注。直到濃漿從出漿口冒出，用碎石將出漿口封填，并以麻袋堵實(shí)。最后在用水灰比為0.4的水泥漿壓入，壓力增大到0.7～0.8Mpa時(shí)關(guān)閉進(jìn)漿閥，穩(wěn)壓壓漿20～25min。

4總結(jié)語(yǔ)

沖擊鉆鉆孔樁是樁基礎(chǔ)施工中的一種基本施工方法，有著廣泛的應(yīng)用前景，采取正確的鉆孔樁施工工藝和水下混凝土灌注方法，是避免和防范類似工程病害的有效方法。