樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

郭強(qiáng)

摘 要：本文通過(guò)介紹施工技術(shù)要點(diǎn)、質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)等鐵路樁基礎(chǔ)施工中的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，就樁基施工最為廣泛的鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的歸納，以積累樁基礎(chǔ)施工經(jīng)驗(yàn)，確保樁基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計(jì)要求。以保證鐵路樁基礎(chǔ)施工安全，避免事故的發(fā)生具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1 前言

鉆孔灌注樁的相關(guān)施工所涉及的內(nèi)容很多，其中有測(cè)量方面的工作、還有機(jī)械相關(guān)操作方面的工作以及鋼筋的加工、混凝土的攪拌等等多種工作。這些工作的種類相對(duì)較多，工作中的技術(shù)含量也較多，因此所受到的制約方面也很多。這樣就會(huì)給施工過(guò)程帶來(lái)一些問題。所以在施工過(guò)程中，要加強(qiáng)施工準(zhǔn)備、成孔等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量技術(shù)，確保鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量，同時(shí)樁基礎(chǔ)質(zhì)量直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)及施工人員的安全性。

2 工程概況

新建黃大鐵路是環(huán)渤海灣鐵路通道的重要組成部分。本標(biāo)段起訖里程為DK130+280～DK134+200，全長(zhǎng)3.92km。主要工作內(nèi)容包括該范圍內(nèi)的黃河北引橋、黃河主橋8-56m簡(jiǎn)支箱梁，包括了從工程施工準(zhǔn)備到竣工投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、工程保修的全過(guò)程。

本標(biāo)段下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、圓端形實(shí)體墩、T橋臺(tái)。鉆孔樁共有637根，樁徑有兩種Φ1m，Φ1.5m，樁長(zhǎng)36m～86m。上部結(jié)構(gòu)共有8孔56m簡(jiǎn)支箱梁和一聯(lián)（48m）鋼桁梁。

3 施工工藝及施工過(guò)程

施工準(zhǔn)備→樁位放樣→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→泥漿制備、鉆進(jìn)→成孔檢測(cè)→清孔→安放鋼筋籠→安放導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下砼→樁基檢測(cè)

3.1 施工準(zhǔn)備

在鉆孔施工前必須先做好“三通一平”的工作準(zhǔn)備，即“疏通道路，接通電纜，接通水源，平整場(chǎng)地。”人員要到位，要保證施工人員數(shù)量滿足樁基施工要求，一般一臺(tái)鉆機(jī)最少配備6人。開鉆前還要對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行檢查和維修，確保鉆機(jī)正常使用。

3.2 樁位放樣

鉆樁前測(cè)量人員要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)院給定的測(cè)量點(diǎn)及圖紙中樁位的設(shè)計(jì)位置將樁位的中心位置測(cè)量出來(lái)。樁位測(cè)量時(shí)施工隊(duì)要跟一名工人埋置樁位鋼筋，并做好標(biāo)記防止點(diǎn)位丟失。開工前應(yīng)將水準(zhǔn)點(diǎn)引到墩臺(tái)附近，并對(duì)墩臺(tái)位置處的地面高程進(jìn)行復(fù)核。鉆孔樁施工時(shí)應(yīng)經(jīng)常對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量部位進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)效驗(yàn)，并找出原因。

3.3 護(hù)筒埋設(shè)

一般鉆孔樁施工鋼護(hù)筒厚度宜采用6～12mm鋼板制作。護(hù)筒埋設(shè)深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)沒有要求時(shí)旱地埋深為樁徑的1-1.5倍且不小于1m，深水處及河床內(nèi)埋設(shè)時(shí)要將護(hù)筒底埋入卵石或硬地層內(nèi)0.5-1m。

3.4 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位要保證鉆機(jī)支撐點(diǎn)下方地層穩(wěn)定無(wú)沉降，并應(yīng)加墊鋼板及墊木來(lái)保證鉆機(jī)穩(wěn)定性。鉆機(jī)就位還要注意就是鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤中心要與樁位中心對(duì)中，且鉆機(jī)機(jī)架要保證垂直。

3.5 泥漿制備

鉆孔樁施工泥漿制備一般為孔內(nèi)造漿，就是將泥漿池挖好后使其與護(hù)筒相連通，然后在泥漿池中加入清水及膨潤(rùn)土，利用鉆頭攪動(dòng)孔內(nèi)泥漿進(jìn)行造漿。鉆孔造漿泥漿比重為1.1～1.3，粘度為16～22S，在鉆孔過(guò)程中要常對(duì)泥漿比重等參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)變化較大時(shí)加入膨潤(rùn)土多清水進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證泥漿護(hù)壁的可靠性。

3.6 成孔檢測(cè)

鉆孔樁鉆進(jìn)時(shí)技術(shù)員要填一個(gè)鉆孔記錄表，表內(nèi)要有孔底標(biāo)高、護(hù)筒頂標(biāo)高、樁頂標(biāo)高、設(shè)計(jì)孔深等數(shù)據(jù)，施工工人要嚴(yán)格按照表內(nèi)給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行鉆進(jìn)施工。當(dāng)孔深到達(dá)設(shè)計(jì)孔深時(shí)工人要報(bào)給技術(shù)員自檢（包括孔深、泥漿數(shù)據(jù)），自檢通過(guò)后報(bào)監(jiān)理。一般設(shè)計(jì)孔深=護(hù)筒頂標(biāo)高+孔底高程+鉆頭長(zhǎng)度。注意在檢測(cè)孔深前一定要先對(duì)測(cè)繩進(jìn)行效驗(yàn)，防止因測(cè)繩不準(zhǔn)導(dǎo)致孔深不夠深或超深。

3.7 清孔

清孔必須滿足幾個(gè)要求：①孔內(nèi)排出的泥漿手摸沒有2～3mm顆粒。②泥漿比重不大于1.1。③含砂率小于2%。④粘度為17～20s。⑤沉渣厚度要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)清孔滿足以上要求后方可進(jìn)行提鉆，提鉆時(shí)注意孔壁有無(wú)縮孔情況，如有縮孔情況則應(yīng)該進(jìn)行回鉆，回鉆后再次進(jìn)行清孔方可認(rèn)為鉆孔完成。

3.8 安放鋼筋籠

施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)平整處放置鋼筋籠的場(chǎng)地用來(lái)堆放樁基鋼筋籠，鋼筋籠堆放應(yīng)做好下墊上蓋防止變形及生銹。鋼筋籠下放時(shí)要注意吊裝方向，安放底節(jié)鋼筋籠最后安放鋼筋籠主籠。每下一節(jié)鋼筋籠都要將聲測(cè)管內(nèi)加滿清水，看看聲測(cè)管是否漏水，在確認(rèn)聲測(cè)管沒有問題后在下放上節(jié)鋼筋籠。最后一節(jié)鋼筋籠需要用吊筋來(lái)固定在孔口，吊筋長(zhǎng)度=護(hù)筒高程-設(shè)計(jì)樁頂高程-1.05米+頂面鋼管直徑。

3.9 導(dǎo)管安放

樁基施工進(jìn)場(chǎng)時(shí)要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行一次水密試驗(yàn)，將導(dǎo)管全部在地面連接好后，在導(dǎo)管一側(cè)向內(nèi)注水，使注水壓力達(dá)到0.3MPa時(shí)持壓30分鐘后導(dǎo)管接口無(wú)漏水即滿足試驗(yàn)要求。在安放導(dǎo)管時(shí)要注意接頭處的橡膠密封圈是否完好，在導(dǎo)管連接時(shí)要用專業(yè)盤手將絲扣上緊防止漏水。

3.10 二次清孔

在導(dǎo)管安放完成后要對(duì)樁孔進(jìn)行二次清孔，目的是降低孔內(nèi)泥漿比重并將孔底沉渣清洗出孔，端承樁混凝土灌注前孔底沉渣不得大于100mm，摩擦樁混凝土灌注前孔底沉渣不得大于300mm。樁基混凝土灌注前泥漿比重不得大于1.1，含砂率不得大于2%，黏度為17～20s。

3.11 灌注樁基混凝土

樁基混凝土在灌注前一定要先將導(dǎo)管內(nèi)壓力泄掉，因?yàn)槎吻蹇资峭ㄟ^(guò)向?qū)Ч軆?nèi)施加壓力的方式將孔底沉渣翻出孔內(nèi)的，如果不把導(dǎo)管內(nèi)壓力泄掉的話會(huì)直接影響到混凝土的灌注。灌注第一車砼時(shí)要用1～2m3的料斗進(jìn)行灌注，保證封底混凝土量滿足要求，封底混凝土計(jì)算公式：V=πD2/4（H1+H2）+（πd2/4）h1，公式中V代表灌注首批混凝土所需要的方量；D代表實(shí)際的鉆孔直徑；H1代表孔底到導(dǎo)管底部間距一般為0.4m；H2代表導(dǎo)管初次埋置深度（m）；d代表導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；h1代表樁內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外壓力所需的高度（m）。首批混凝土灌注后導(dǎo)管的埋置深度不得小于1m也不宜大于3m。拔除導(dǎo)管時(shí)必須要用測(cè)繩測(cè)量混凝土面高度，根據(jù)導(dǎo)管長(zhǎng)度計(jì)算出所要拔除導(dǎo)管的長(zhǎng)度。

4 鉆孔樁施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 鉆機(jī)選型

鉆機(jī)型號(hào)選用在進(jìn)場(chǎng)之前就要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和樁基種類進(jìn)行合理選型，鉆孔樁施工采用的鉆機(jī)一般為正循環(huán)鉆機(jī)、反循環(huán)鉆機(jī)及旋挖鉆機(jī)等。鐵路橋梁鉆孔樁施工應(yīng)用正循環(huán)及反循環(huán)鉆機(jī)較多，正循環(huán)及反循環(huán)鉆機(jī)適合黏性土、砂類土、含少量礫石的土、軟巖。

4.2 護(hù)筒選擇

首先要根據(jù)地質(zhì)及地理位置選擇合適長(zhǎng)度的導(dǎo)管，旱地或淺水埋設(shè)時(shí)，對(duì)不透水地層，埋設(shè)深度宜為護(hù)筒外徑的1～1.5倍，但不得小于1m；對(duì)于砂土和粉土等透水地層埋設(shè)深度同上，但宜將0.5m土層換成不透水土，換填土直徑要超出護(hù)筒直徑的0.5～1m。深水及河床軟土、底部淤泥較多時(shí)要將護(hù)筒底部伸入不透水層，伸入深度宜大于0.5m。

4.3 泥漿制備

泥漿制備一般有孔內(nèi)造漿和孔外造漿兩種。無(wú)論是哪種造漿方法都要控制好鉆孔泥漿性能，及時(shí)對(duì)泥漿進(jìn)行調(diào)整，避免因泥漿比重和黏度小導(dǎo)致塌孔。一般鉆孔泥漿比重1.1～1.3，黏度為17～20s，含砂率不大于3%。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)隨著我國(guó)建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，我相信在不久的將來(lái)，中國(guó)一定會(huì)成為世界建筑業(yè)的領(lǐng)頭羊。通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)及豐富的現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，就鉆孔樁施工的一些技術(shù)要求和常見的問題在這里進(jìn)行了總結(jié)，希望本文可以給大家?guī)?lái)啟發(fā)，能夠使大家對(duì)鉆孔樁施工有更加直觀了理解。

參考文獻(xiàn)：

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