鉆孔灌注樁施工質量及監(jiān)督

任永勝

【摘?要】鉆孔灌注樁目前在橋梁、房建、高層建筑、大壩基礎等工程中大量使用在地基處理方面，其主要有承載力大、施工周期短、技術相對成熟、施工機械設備單一、成本較低、適用于各種巖層等特點，施工時大部分為水下施工無法進行觀察以及施工成樁后因其埋入土層或巖層具有一定的深度，不具備開挖驗收的條件。因此鉆孔灌注樁在整體工程施工完成后具有高度隱蔽性。怎樣監(jiān)督控制施工過程中各個工序的施工質量為其以后使用的可靠性打下堅實的基礎。

【關鍵詞】鉆孔灌注樁;質量;監(jiān)督及控制

1工程實例

某市小場溝河匯入主河道溫榆河，溫榆河左右岸河堤內設置為公園，小場溝河匯入口位于溫榆河右堤樁號11+550處，為解決公園內道路暢通，在小場溝匯入主河道口新建小場溝人行景觀橋，該橋跨越小場溝，橋位處河道采用矩形斷面，橋梁設計為1跨20m預應力鋼筋混凝土簡支空心板梁，橋梁中心與河道中心交角為90°，橋梁全寬4.5m，其中人行道寬3.5m，兩側各設0.5m欄桿;上部構造預制梁長19.96m，梁高0.95 m，單片預制中梁寬1.24m，預制邊梁寬1.62 m，鉸縫寬0.1m，一孔橋梁由1塊中板、2塊邊板組成;橋臺采用U型橋臺，基礎為C30鋼筋混凝土樁基礎。

2鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝流程如下圖：

2.1鉆孔前的準備工作

技術準備：按照施工設計圖紙的要求，編制施工方案，準備施工機械設備。清除雜物、淤泥，平整樁基范圍內的場地并壓實。

施工放樣：復測控制點及控制網(wǎng)和導線，測放樁位及高程。樁位放樣時，樁的縱橫向允許偏差滿足驗收規(guī)范要求，并在樁的前后左右距中心2m處分別設置牢固護樁，以供隨時檢測樁中心和高程。

施工便道和場地平整：合理布置施工便道，與鉆孔位置保持一定的距離，滿足施工需要亦不影響孔壁穩(wěn)定。鉆孔安排在河道枯水位季節(jié)施工，鉆孔前已在樁基施工范圍外側進行高壓旋噴樁圍堰施工。確保鉆機在鉆進中保持穩(wěn)固，保證施工安全和成孔質量。

孔位探測：首先在孔位處挖2m深的檢查坑，檢查孔位地下是否有管線、光纜或其他物體，若有，及時通知相關部門確認，并協(xié)商解決辦法，進行妥善處理。

檢修調試機械設備：對鉆孔機械、泥漿設備、樁體混凝土灌筑設備、混凝土拌合及運輸設備等進行維修、調試。

技術交底：對參與施工的人員進行環(huán)境保護教育及施工技術交底。

材料進場：各類鉆孔樁施工的原材料按要求進場。

試驗檢驗：完成原材料檢驗及混凝土配合比設計及試驗等工作。

泥漿：泥漿原料選用優(yōu)質粘土或膨潤土造漿，并在泥漿中摻入適量燒堿或碳酸鈉等外加劑，其摻入量由試驗決定。

泥漿池施工：利用挖掘機開挖，人工整修基底，采用磚塊砌筑，水泥砂漿抹面;因本工成樁基數(shù)量較少現(xiàn)場泥漿坑采用塑料薄膜保護坑壁。

泥漿拌制：用造漿機制漿，并儲存于泥漿池中。鉆孔施工時，根據(jù)地層情況及時調整泥漿性能指標，以保證成孔速度和質量，施工中隨著孔深的增加向孔內及時、連續(xù)地補漿，維持護筒內應有的水位高程，防止孔壁坍塌。樁孔混凝土灌筑時，孔內溢出的泥漿引流至泥漿池內，利用于下一基樁鉆孔護壁中。

2.2護筒安裝

施工采用鋼護筒保護孔口和孔壁，護筒采用3mm-5mm鋼板制作，長度1.5-2m，內徑比樁徑大20～40cm。

采用汽車吊機埋設鋼護筒。護筒采用就地挖埋法設置，護筒外周回填粘土夯實。護筒的埋深有效地保證在整個鉆孔施工中孔口周圍的穩(wěn)定，護筒外漏地表約20cm，護筒頂高程高于施工水位。護筒埋設頂面位置偏差不超過5cm，傾斜度不超過1%。

為避免護筒在起吊運輸過程中變形，在適當位置用鋼管焊成“+”字形內支撐，待吊裝豎直后割除。

2.3鉆機選擇及就位

沖擊鉆用于卵石土層和巖石土層地基;回旋鉆機分正循環(huán)和反循環(huán)兩種，適用于黏性土、砂類土、碎石類土。

由于灌注樁所處位置地質主要為粘質粉土、粉細砂、砂質粉土和重粉質粘土，埋設好護筒后，即可安排鉆機就位，本工程選用鉆機為正循環(huán)潛水沖擊鉆，鉆頭由卷揚機牽引沖擊旋轉鉆孔。鉆機就位時校核鉆錐中心對準測量放樣時所測設的樁位即可，其對中誤差不得大于5cm。

2.4沖擊鉆成孔工藝：

鉆機就位，立好鉆架，對準樁孔中心，拉好纜風繩，即可開始鉆孔。

開始時先在孔內灌筑泥漿，泥漿比重等指標根據(jù)土層情況而定。如孔中有水、可直接投入適量的黏土及膨潤土，用沖錐以小沖程反復沖擊造漿。開孔及整個鉆進過程中，始終保持孔內水位高出地下水位1.5～2.0m，并低于護筒頂面0.3m，以防溢出。

護筒底腳下2～4m范圍內一般比較松散易坍孔，按1∶1投入粘土和小片石（粒徑不大于15cm），用沖擊鉆錐，小沖程反復沖擊，使泥膏、片石擠入孔壁，要重復回填反復沖擊2～3次力求孔壁堅實。

2.5檢測孔深、傾斜度、直徑

鉆孔達到設計底高程時，必須檢測孔深、直徑和傾斜度，其中孔徑和孔深須達到設計要求，傾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放鋼筋籠之前，對孔內的石碴、泥漿進行必要的清理，做到孔內含泥量、含碴量和孔底沉渣符合設計及圖紙要求。

2.6終孔、清孔

鉆孔深度達到設計要求后，對孔深、孔徑、孔位、孔形等進行檢查，填寫終孔檢查證，經監(jiān)理工程師簽證認可后，進行孔底清碴工作。

沖擊鉆成孔的樁基，用抽碴筒多次從孔內抽取鉆碴，并同時向孔內注水以減少泥漿比重到1.1～1.25。當抽碴筒抽出泥漿中無2～3mm大的顆粒時則證明抽碴清孔已到目的。

為準確判定孔底碴是否清完，用一個帶釬的測錘和平底測錘兩次測孔，若兩次測孔深度相同并與終孔數(shù)字相符時測證明孔碴已清理干凈，否則還需繼續(xù)清至達到要求，沉碴厚度不得大于規(guī)范要求的標準。

2.7泥漿排放

對鉆孔、清孔、灌注混凝土過程中排出的泥漿，根據(jù)現(xiàn)場情況引入到適當?shù)攸c進行處理，以防止對河流及周圍環(huán)境的污染。

3鉆孔灌注樁施工技術保證措施

3.1鉆孔中防止塌孔措施

a.護筒的埋設深度確保穿透淤泥質軟土層，并做好護筒底部密封。

b.現(xiàn)場鉆孔操作人員，仔細檢測泥漿比重及粘度，尤其是含砂率的檢測，不同地層按要求進行相應調整。

c.控制鋼筋籠安裝垂直度，安放鋼筋籠時，需對準鉆孔中心豎直插入，嚴禁觸及孔壁。

d.緊密銜接各道工序，盡量縮短工序間隔。

e.當出現(xiàn)災害性天氣無法施工時，提起鉆頭，調整泥漿比重，孔內灌滿泥漿。

3.2鉆孔異常情況的處理措施

a.坍孔處理：鉆孔過程中發(fā)生坍孔后，要查明原因進行分析處理，可采用加深埋護筒等措施后繼續(xù)鉆進。根據(jù)現(xiàn)場情況也可在泥漿中加入大量的干鋸末，同時增大泥漿比重（控制在1.15～1.4之間），改善其孔壁結構。鉆頭每次進入液面時，速度要非常緩慢，等鉆頭完全進入漿液后，再勻速下到孔底，每次提鉆速度控制在0.3～0.5m/s。坍孔嚴重時，應回填重新鉆孔。

b.縮孔處理：鉆孔發(fā)生彎孔縮孔時，一般可將鉆頭提到偏孔處進行反復掃孔，直到鉆孔正直，如發(fā)生嚴重彎孔和探頭石時，應采用小片石或卵石與黏土混合物，回填到偏孔處，待填料沉實后再鉆孔糾偏。

c.埋鉆和卡鉆處理：埋鉆主要發(fā)生在一次進尺太多和在砂層中泥漿沉淀過快;卡鉆則主要發(fā)生在鉆頭底蓋合攏不好，鉆進過程中自動打開或在卵石地層鉆進時，卵石掉落卡鉆等。

3.3清孔措施

當?shù)貙痈缓凵邦愅?，終孔后粉砂、粉細砂快速沉淀，給清孔帶來困難，為降低孔底沉淤采取以下措施：

a.采用雙泥漿泵并聯(lián)供應泥漿，增大泵量，提高泥漿循環(huán)速度，增強泥漿攜帶鉆碴的能力。

b.用優(yōu)質膨潤土和化學外加劑提高泥漿粘度，以減緩砂粒沉淀速度。

c.嚴格控制鉆桿接頭的密封性，確保泥漿能全部從孔底返回。

d.及時排除廢棄泥漿，勤撈沉淀池中的沉碴，不斷補充優(yōu)質泥漿。

e.當鉆進砂層時及時開啟泥漿分離器，降低含砂率。

f.加快成孔與成樁速度，二次清孔完成后，立即澆筑水下混凝土，避免泥碴再次沉淀縮短從成孔到成樁的作業(yè)時間。

3.4鉆進中的質量保證措施

a.鉆進中嚴格控制泥漿比重，成孔后，鋼筋籠安裝就位，利用混凝土泵管采用氣舉反循環(huán)法進行二次清孔，嚴格控制孔內沉碴厚度、空孔時間、水下混凝土灌筑速度和灌筑連續(xù)性，確保成樁質量?；炷猎诎韬险炯邪柚疲炷凛斔蛙囘\輸，導管法灌筑水下混凝土。樁基完成后，按設計要求對樁基進行逐樁檢測。在墩臺建成后，進行群樁沉降觀測。

b.緊鄰施工以保證安全為重點。在路堤地段，采用幫填邊坡，適當抬高鉆孔平臺高度，鋼護筒加長的施工方案，避免因鉆孔時間過長造成邊坡失穩(wěn)，承臺開挖前，對跨越公路的墩位采用鋼軌樁或人工挖孔樁防護的方案，承臺施工完成后及時回填。

c.采用沖擊鉆孔工藝，鉆進過程中應防止出現(xiàn)塌孔、卡鉆、掉鉆等現(xiàn)象。

參考文獻：

[1]交通部，公路工程技術標準（JTG B01-2003），人民交通出版社，2003

[2]交通部，公路橋涵施工技術規(guī)范（JTG/T F50-2011），人民交通出版社，2011

（作者單位：中國葛洲壩集團市政工程有限公司）