史紅亮

淺談鉆孔灌注樁在施工中的應(yīng)用

史紅亮

某橋梁工程上部結(jié)構(gòu)均為3m× 13m預(yù)制空心板，下部為樁基式橋墩、樁柱式橋臺，C40現(xiàn)澆防水混凝土橋面鋪裝。其中，橋墩基礎(chǔ)為鋼筋混凝土灌注樁，直徑為1.2m，單根深度在16～18m之間，混凝土強(qiáng)度等級為C25水下混凝土。

一、施工準(zhǔn)備

該工程采用機(jī)械鉆孔，鉆孔樁開鉆前首先做好準(zhǔn)備工作，包括場地平整、放線定位、接通水電管路及排水管路，挖泥漿池、沉淀池及排水溝，確定鉆機(jī)移位路線和方法，安裝水泵設(shè)備、軌道和樁架，埋設(shè)護(hù)筒，準(zhǔn)備粘土配制適合需要的護(hù)壁泥漿。

二、護(hù)筒埋設(shè)

利用經(jīng)緯儀確定樁位，標(biāo)出護(hù)筒位置和開挖范圍，人工開挖至預(yù)定標(biāo)高，埋入護(hù)筒，四周夯密實(shí)。護(hù)筒由鋼板卷制而成，護(hù)筒埋設(shè)深度為1.5m，高出地面0.3m，水中采用筑搗法埋設(shè)護(hù)筒。

三、泥漿制備

橋梁樁基每隔一跨設(shè)置泥漿池、造漿池、沉淀池各一個(gè)，從監(jiān)理工程師確認(rèn)合格的粘土場取回粘土，用泥漿拌和機(jī)拌制成合格泥漿存入泥漿池，用泥漿泵和泥漿管供應(yīng)泥漿循環(huán)，并設(shè)泥漿槽供泥漿循環(huán)沉淀后用。

泥漿質(zhì)量：護(hù)壁泥漿質(zhì)量是保證鉆孔不塌孔、成孔順利的重要環(huán)節(jié)，要求具有較低的表面粘含砂率、比重以及良好的攜渣能力。護(hù)筒內(nèi)的泥漿頂面應(yīng)始終高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m。

泥漿基本性能參數(shù)：比重1.05～ 1.2，粘度16～22s，含砂率≤4%，pH 值8～10，施工過程中定期、重點(diǎn)檢測泥漿性能，同時(shí)對沉淀后廢棄泥漿及時(shí)運(yùn)至指定地點(diǎn)或按照監(jiān)理工程師指定方案處理。

四、造孔

正式成孔前先打試孔，以檢驗(yàn)地質(zhì)資料、設(shè)備、施工工藝及技術(shù)措施是否適宜，如出現(xiàn)縮徑、塌孔、回淤等不能滿足設(shè)計(jì)要求的問題時(shí)，應(yīng)擬定補(bǔ)救措施，并重新提請專家組改善施工方案及工藝對比，看是否滿足進(jìn)度要求。

根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料分析及以往施工經(jīng)驗(yàn)，樁基長16～18m，采用正循環(huán)法鉆進(jìn)成孔，選用STT-1500型鉆機(jī)、鼠籠型鉆頭。

準(zhǔn)備工作就緒后，鉆機(jī)就位，啟動鉆機(jī)泥漿泵。鉆進(jìn)時(shí)，及時(shí)檢測出渣情況，以便及時(shí)判斷地層情況。鉆進(jìn)過程中及時(shí)對孔徑、孔深、斜度、泥漿濃度進(jìn)行檢查調(diào)整，遇不良地質(zhì)情況，及時(shí)上報(bào)監(jiān)理，組織專家研究，果斷采取措施，以保證成孔不受影響。

五、清孔

成孔到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)檢查合格，應(yīng)立即進(jìn)行清孔。清孔采用“換漿法”進(jìn)行。利用鉆孔機(jī)空轉(zhuǎn)進(jìn)行泥漿循環(huán)，內(nèi)風(fēng)管空氣吸泥機(jī)清孔，使孔內(nèi)浮渣、泥漿稠度降低至規(guī)定值即結(jié)束清孔。造孔及清孔過程的沉渣經(jīng)沉淀池沉淀后裝自卸車運(yùn)至棄土場存放。

清孔一般分兩次，沉淀物厚度需小于30cm。清孔時(shí)孔內(nèi)水位保持在地下水位以上0.5～2m，以防止鉆孔坍塌，鉆孔清理完畢后，對孔徑、孔形和傾斜度進(jìn)行專門檢查，通常采用外徑D等于鉆孔鋼筋籠直徑加10cm、長度不小于4～6D的鋼筋檢孔器吊入孔內(nèi)檢測，若發(fā)現(xiàn)中線不符，垂直度1%時(shí)采取補(bǔ)救措施處理。

六、防止坍孔、縮孔措施和處理方法

在鉆孔過程中，詳細(xì)繪制孔位處的地質(zhì)剖面圖，特別是粘砂地層及砂層的埋深和厚度，以便于針對不同土層選用合適的鉆頭、鉆速和泥漿指標(biāo)等。

在鉆進(jìn)過程中，根據(jù)地層的變化，對不同的土層采用不同的鉆進(jìn)方法，在粘性土鉆進(jìn)選用平尖底鉆頭，中等鉆速，大泵量，稀泥漿；在砂粘土、粉砂土中慢速鉆進(jìn)，選用平底鉆頭，控制進(jìn)尺，大泵量，稠泥漿鉆進(jìn)。

在鉆孔和清孔過程中，注意保持好孔內(nèi)規(guī)定的泥漿面的高度，隨時(shí)補(bǔ)充損耗、漏失的泥漿，保證鉆孔中的泥漿濃度。

在鉆孔過程中，如遇到可塑性砂粘土地層時(shí)，可向孔內(nèi)投入一定數(shù)量的碎石，以防止糊鉆，提高鉆進(jìn)速度。

七、鉆孔及鉆進(jìn)事故預(yù)防、處理

針對地質(zhì)情況選用鼠籠型鉆頭，這種鉆頭具有切削速度大、排渣性能好、不易粘結(jié)等特點(diǎn)。鉆進(jìn)成孔前應(yīng)認(rèn)真檢查機(jī)械設(shè)備及安裝質(zhì)量，隨時(shí)觀察護(hù)筒是否松動和漏水，鉆進(jìn)時(shí)采用慢轉(zhuǎn)以保持鉆具的導(dǎo)向性，根據(jù)地層情況變化，適當(dāng)調(diào)整鉆機(jī)速度，對砂層適當(dāng)增大泥漿比重，以較慢鉆速通過。

八、鋼筋籠制作與安裝

樁基鋼筋籠制作在樁基工地附近地面平臥進(jìn)行，按劃線逐根放上主筋并點(diǎn)焊焊牢，控制平整度誤差不大于5cm，上下節(jié)主筋節(jié)頭錯(cuò)開50%，鏍旋箍筋每隔1

箍與主筋按梅花型點(diǎn)焊固定。鋼筋籠四周每隔2m設(shè)置定位墊塊，制作完成后用12t汽車吊吊裝就位。

清孔并經(jīng)檢查合格后，即可下鋼筋籠。鋼筋籠四周綁扎三角UPVC管制作鋼筋墊塊，以保證樁的保護(hù)層厚度。

鋼筋籠分兩節(jié)吊裝，兩節(jié)之間采用焊接連接，采用汽車吊吊裝，先吊起第1節(jié)鋼筋籠下至距孔口0.5m時(shí)，在井口用橫擔(dān)固定，將上節(jié)鋼筋籠吊起對準(zhǔn)焊接主筋，然后用吊車將鋼筋籠吊起抽出橫擔(dān)緩緩放入樁孔內(nèi)就位。鋼筋骨架安裝就位后，采取固定措施以防澆筑混凝土?xí)r鋼筋籠上浮。

九、水下混凝土澆筑

水下混凝土灌注采用混凝土拌和站集中拌和，混凝土攪拌車運(yùn)輸，同時(shí)配備搖臂式泵車，導(dǎo)管法水下灌注?；炷僚浜媳痊F(xiàn)場掛牌，混凝土坍落度18～22cm。灌注導(dǎo)管選用φ258渦輪式導(dǎo)管，加密封圈不漏水，導(dǎo)管底距孔底0.3～0.5m，導(dǎo)管固定于孔口架，裝上漏斗，下好隔水塞，按計(jì)算保證埋管深度大于1.0m的初灌量進(jìn)行初灌。

1.初灌量計(jì)算

式中：Vf—初灌量（m3）；D—樁孔直徑（m）；d1—導(dǎo)管內(nèi)徑（0.25m）；H—導(dǎo)管埋入混凝土深度（取1m）；h—導(dǎo)管下端距灌注前測得高度 (取0.3m)；T—灌注前孔底沉渣厚度（m），h1—導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度（m）；h2—混凝土液面以上高度（m）；γd—泥漿比重（取1.15t/m3）；γw—混凝土比重（取2.5t/m3）。

則h1＝h2γd/γw，那么，漏斗和儲料斗的總?cè)萘啃璐笥赩f。

2.混凝土的灌注

（1）首批混凝土灌注正常后，應(yīng)連續(xù)不斷進(jìn)行，禁止中途停止。在灌注混凝土過程中，應(yīng)經(jīng)常用測錘測定混凝土的上升高度，逐步提升，拆卸導(dǎo)管，保證導(dǎo)管的埋深。

（2）初灌時(shí)埋深不使其裹入浮漿皮和土塊等，確保樁的連續(xù)性，防止質(zhì)量事故。

（3）混凝土的灌注強(qiáng)度控制不小于2m/h。

3.灌注混凝土的注意事項(xiàng)

（1）灌注混凝土必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷；灌注時(shí)，隨孔內(nèi)混凝土的上升，需逐步加快導(dǎo)管的拆除時(shí)間，拆下的導(dǎo)管應(yīng)立即沖洗干凈。

（2）灌注到位后，應(yīng)預(yù)加一定的高度以保證樁頭質(zhì)量，預(yù)加高度確定為0.5m，鑿除后按設(shè)計(jì)整理好鋼筋■

（作者單位：淮河水利水電開發(fā)總公司 233000）