地鐵明挖車站鉆孔灌注圍護(hù)樁施工工藝

吳秀梅

摘要：灌注樁施工質(zhì)量的影響因素很多，對(duì)其施工過(guò)程每一環(huán)節(jié)都必須慎重考慮。對(duì)各種影響因素都必須有詳細(xì)的規(guī)劃，下面就鉆孔灌注樁圍護(hù)工程的施工與質(zhì)量控制作詳細(xì)論述

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁 旋挖鉆機(jī) 施工技術(shù)

前言

鉆孔灌注樁在我國(guó)被廣泛應(yīng)用，其成孔工藝及設(shè)備也在不斷發(fā)展和改進(jìn)。它具有能避免或減少水下工程、簡(jiǎn)化施工設(shè)備和加快施工速度和改善施工條件等特點(diǎn)，目前在市政工程無(wú)論是明挖車站或明挖區(qū)間中普遍采用。鉆孔灌注圍護(hù)樁在施工時(shí)，整個(gè)施工過(guò)程工序較多，且屬于地下或水下隱蔽工程，如果施工中操作不當(dāng)，就可能會(huì)出現(xiàn)坍孔、鉆孔偏斜、斷樁等質(zhì)量缺陷，影響樁身的完整性和單樁承載能力，從而對(duì)整個(gè)工程安全造成威脅。因此，有必要針對(duì)具體工程、地質(zhì)等條件，探討鉆孔灌注樁的施工過(guò)程及質(zhì)量控制方法，以確保工程質(zhì)量。下文就是地鐵明挖車站施工實(shí)例，闡述了施工工藝。

1.鉆孔灌注樁施工工藝

根據(jù)場(chǎng)區(qū)周邊環(huán)境、本工程特點(diǎn)，結(jié)合地質(zhì)及水文情況及施工經(jīng)驗(yàn)，擬定鉆孔樁設(shè)備以旋挖鉆機(jī)為主。泥漿循環(huán)池采用鋼箱或者現(xiàn)場(chǎng)就地挖坑圍堰設(shè)置泥漿循環(huán)池，確保場(chǎng)地內(nèi)的文明施工。

鋼筋籠在場(chǎng)地內(nèi)加工制作，汽車吊吊裝安放?；炷敛捎蒙唐坊炷?，攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送，采用導(dǎo)管法水下灌注混凝土施工。

1.1 孔樁定位測(cè)量

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙中的孔樁中心坐標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)放樣。

1.2 護(hù)筒埋設(shè)

為了避免地下不明管線的影響，孔樁地面以下4米范圍內(nèi)采用人工挖孔，人工挖孔須挖至原狀土，挖孔直徑比護(hù)筒直徑大0.1m。護(hù)筒采用板厚為6mm的鋼板焊接整體式鋼護(hù)筒，其內(nèi)徑大于孔樁直徑200mm。護(hù)筒上設(shè)2個(gè)200×200的溢漿孔。護(hù)筒外側(cè)空隙采用黏土填實(shí)，并應(yīng)嚴(yán)格保持護(hù)筒的垂直度偏差不大于1%，同時(shí)其頂部應(yīng)高出地面0.3m。護(hù)筒埋設(shè)完畢，需再次復(fù)核孔樁中心坐標(biāo)。確保準(zhǔn)確無(wú)誤后方可進(jìn)行下道工序。

1.3 泥漿制備

旋挖鉆機(jī)均采用泥漿護(hù)壁成孔，鉆孔前須制備泥漿。本工程泥漿制備使用膨潤(rùn)土。

1）泥漿的制備

泥漿的主要成分為水和膨潤(rùn)土，另外根據(jù)施工情況添加重晶石、CMC、腐殖酸族分解劑、木質(zhì)素族分解劑和滲水防止劑等材料提高穩(wěn)定液的性能。

制備泥漿利用泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行配制，水與膨潤(rùn)土的比例一般為100kg水加入8kg膨潤(rùn)土。

泥漿制備各項(xiàng)指標(biāo)如下：

比重：1.1～1.2；

粘度（s）：18～22；

含砂率（%）：≤4；

膠體率（%）：>95。

2）泥漿的管理

泥漿池的大小為單樁混凝土體積的1.5～2倍，泥漿池的設(shè)置位置和數(shù)量以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要為原則。

沉淀池中的沉渣及廢泥及時(shí)清除，并用密封車或脫水干硬處理后用自卸車運(yùn)至棄土場(chǎng)地，防止污染施工現(xiàn)場(chǎng)及其周圍環(huán)境。

1.4 鉆孔

鉆孔采用隔樁跳鉆施工，一根孔樁完成后，跳開(kāi)2孔進(jìn)行下一根孔樁的施工。

樁身的垂直度誤差不大于3‰樁長(zhǎng)，故鉆機(jī)就位時(shí)保持底座平穩(wěn)，以保證不發(fā)生傾斜位移。鉆頭中心采用樁定位器對(duì)準(zhǔn)樁位。利用雙向調(diào)節(jié)標(biāo)尺或線墜調(diào)整鉆桿垂直，鉆桿位置偏差不大于20mm。下鉆時(shí)應(yīng)注意先將鉆頭垂直后，再導(dǎo)正下入孔內(nèi)。進(jìn)入孔內(nèi)后，先緩慢鉆進(jìn)，當(dāng)孔位和鉆機(jī)的穩(wěn)定性、鉆桿的垂直度確定準(zhǔn)確后，再正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時(shí)，邊鉆進(jìn)邊注入泥漿進(jìn)行護(hù)壁，保持泥漿面始終不低于護(hù)筒頂下0.5m，鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)檢測(cè)垂直度，并隨時(shí)調(diào)整，成孔時(shí)做好記錄。

施工中及時(shí)向孔內(nèi)投放穩(wěn)定液或泥漿，利用鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將穩(wěn)定液或泥漿擠入孔壁進(jìn)行護(hù)壁。

1.5 清孔

鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高后即開(kāi)始清孔作業(yè)，排渣時(shí)必須及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，以防止孔內(nèi)坍塌，旋挖鉆機(jī)掏渣時(shí)注意提升速度不能過(guò)快，以防止由于鉆斗的抽吸作用，造成孔壁的坍塌。

成孔檢查：見(jiàn)表1-1

表1-1鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量允許偏差表

編號(hào) 檢測(cè)項(xiàng)目 允許偏差 備注

1 孔的中心位置 D/6，且不大于50mm D為設(shè)計(jì)樁徑

2 孔徑 不小于設(shè)計(jì)樁徑

3 孔的傾斜度 <3/1000，且不得侵入基坑一側(cè)

4 孔深 不小于設(shè)計(jì)規(guī)定

5 孔底沉渣厚度 不大于200mm，軍用梁處不大于100mm

6 孔內(nèi)泥漿指標(biāo) 比重：1.1左右，膠體率：≥95%，粘度：18s～22s含砂率：≤ 4% 在頂、中、底部分別取樣以取平均值

1.6鋼筋籠加工、運(yùn)輸及吊放

1） 鋼筋籠加工

a、鋼筋籠外觀檢查驗(yàn)收

鋼筋籠主筋接頭采用直螺紋套筒連接，鋼筋接頭錯(cuò)開(kāi)42d（取1.0米）。鋼筋籠現(xiàn)場(chǎng)加工制作，加工尺寸嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行控制。主筋與箍筋點(diǎn)焊連接，鋼筋加工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表

鋼筋加工的允許偏差（mm）

序號(hào) 偏差名稱 允許偏差值

1 長(zhǎng) 度 ±50

2 鋼筋籠直徑 ±10

3 主筋間距 ±10

4 箍 筋 ±20

b、主筋滾軋直螺紋套筒連接施工要點(diǎn)

滾軋直螺紋鋼筋接頭：通過(guò)鋼筋端頭直接滾軋或剝肋后滾軋制作的直螺紋咬合形成的接頭。

外觀質(zhì)量要求

絲頭：牙形飽滿，牙頂寬超過(guò)0.6mm禿牙部分累計(jì)長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)一個(gè)螺紋周長(zhǎng)，外形尺寸包括螺紋直徑及絲頭長(zhǎng)度應(yīng)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

套筒：飽滿無(wú)裂紋和其它缺陷，外形尺寸包括套筒內(nèi)螺紋直徑及套筒長(zhǎng)度度應(yīng)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

接頭：

接頭拼接時(shí)用管鉗扳手?jǐn)Q緊，應(yīng)使兩個(gè)絲頭在套筒中央位置相互頂緊。

拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整絲扣外露，以檢查進(jìn)入套筒

2） 鋼筋安裝：

下鋼筋籠之前，先下探孔器，以檢查孔樁開(kāi)挖垂直度（垂直度允許偏差3‰）情況，若探孔器順利下孔，且在孔內(nèi)能夠無(wú)任何阻礙地上下豎直移動(dòng)，說(shuō)明孔樁垂直度合格，否則就需采取相應(yīng)措施對(duì)孔樁重新進(jìn)行修整。

采用25T汽車吊車下放鋼筋籠，人工輔助對(duì)準(zhǔn)。吊放鋼筋籠過(guò)程中保持鋼筋籠軸線與樁軸線吻合，并保證樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。吊入鋼筋籠時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位輕放，慢放。下放過(guò)程中，要注意觀察孔內(nèi)水位情況，如發(fā)生異常，馬上停止，檢查是否坍孔。

1.7灌注混凝土

孔樁均采用直升導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土的灌注，導(dǎo)管用直徑250mm的鋼管，壁厚3mm，每節(jié)長(zhǎng)4m，配1節(jié)長(zhǎng)1m短管和2節(jié)2m短管，由管端粗絲扣連接。導(dǎo)管使用前，應(yīng)進(jìn)行接長(zhǎng)密閉試驗(yàn)，混凝土灌注期間時(shí)用鉆架吊放拆卸導(dǎo)管。混凝土采用C30商品混凝土，混凝土進(jìn)入漏斗時(shí)的坍落度控制在18～22cm之間。導(dǎo)管下放前準(zhǔn)確測(cè)量導(dǎo)管總長(zhǎng)度，首批混凝土灌注前導(dǎo)管距孔底高度為30～50cm，首批混凝土保證把導(dǎo)管下口埋入混凝土的深度不少于1m。必要時(shí)可采用儲(chǔ)料斗。灌注開(kāi)始后，應(yīng)緊湊、連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。灌注過(guò)程中，隨時(shí)檢測(cè)砼面高度，以指導(dǎo)導(dǎo)管提升高度，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得少于1.0m，也不宜大于6.0m，一般控制在2～4m之間。

為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上加灌一定高度，不宜小于0.5m，砼完全凝固后再進(jìn)行鑿除，以保證不擾動(dòng)樁頂砼。鑿除樁頭過(guò)程中，必須鑿到合格砼。

成樁后施工冠梁前，采用超聲波無(wú)損檢測(cè)法對(duì)孔樁進(jìn)行檢驗(yàn)，確定樁身完整性。

2.施工常見(jiàn)問(wèn)題分析及對(duì)應(yīng)措施

2.1塌孔

原因：由于旋挖鉆孔護(hù)壁較薄，加之泥漿比重不穩(wěn)定；添加穩(wěn)定液的塑料管口直接對(duì)著土層沖刷。

處理措施：嚴(yán)格控制穩(wěn)定液的重量配合比，確保計(jì)量準(zhǔn)確，誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。改正添加穩(wěn)定液的方法，使其管口直對(duì)護(hù)筒壁添加。 為防止出現(xiàn)孔壁坍塌事故，施工或鉆斗升降速度一般控制在0.8～0.9m/s，空斗時(shí)控制在1.1～1.3 m/s。

2.2鉆孔偏斜

原因：樁架不穩(wěn)，鉆桿導(dǎo)架不垂直，鉆機(jī)磨耗，部件松動(dòng)；土層軟硬不均，致使鉆頭受力不均鉆孔中遇有較大孤石，探頭石；擴(kuò)孔較大處，鉆頭擺動(dòng)偏向一方。

處理措施：檢查、糾正樁架，使之垂直安置穩(wěn)固，并對(duì)導(dǎo)架進(jìn)行水平與垂直校正和對(duì)鉆孔設(shè)備加以檢修；偏斜過(guò)大時(shí)，填入土石（砂或礫石）重新鉆進(jìn)，控制低速；如遇探頭石，需慢速原位擠壓或低速?zèng)_孔將石打碎。隨時(shí)可調(diào)用一臺(tái)沖擊鉆，以處理鉆進(jìn)過(guò)程中遇到的孤石。

2.3鋼筋骨架上浮

原因：首批混凝土灌注導(dǎo)管埋深過(guò)淺，混凝土灌注速度過(guò)快，后續(xù)混凝土灌注中導(dǎo)管埋置過(guò)深。

處理措施：使導(dǎo)管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，以減小混凝土的對(duì)鋼筋骨架的沖擊力；當(dāng)孔內(nèi)混凝土面進(jìn)入鋼筋骨架1m-2m后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，減少導(dǎo)管埋置深度，增大鋼筋骨架下部的埋置深度。

2.4導(dǎo)管混凝土不能下沉及孔樁內(nèi)混凝土不能上翻

原因：導(dǎo)管埋深過(guò)大 混凝土坍落度過(guò)小、和易性及流動(dòng)性差。

處理措施：在不撞擊鋼筋籠的前提下晃動(dòng)導(dǎo)管，適當(dāng)提升導(dǎo)管減小埋深，并嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，使混凝土坍落度滿足施工要求，具有良好的和易性和流動(dòng)性，不泌水、不離析。

結(jié)束語(yǔ) 灌注樁必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范、規(guī)程的要求和工程實(shí)際情況編制切實(shí)可行的施工組織設(shè)計(jì)，精心組織施工，著重控制好現(xiàn)場(chǎng)施工順序和施工工藝，尤其要落實(shí)好質(zhì)量通病 處理措施，才能保證工程質(zhì)量。