王立剛

摘 要：鉆孔灌注樁具有承載力強(qiáng)、沉降量小等優(yōu)點(diǎn)，在市政橋梁建設(shè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，該類樁基的設(shè)計(jì)難度不大，主要為復(fù)核樁徑、樁長、樁間距等，現(xiàn)場施工時(shí)，由于作業(yè)環(huán)境不同，施工質(zhì)量不易保證。文章在總結(jié)大量樁基設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得出影響鉆孔灌注樁質(zhì)量的八個(gè)主要因素，并著重探討了鉆孔灌注樁在施工過程中的各項(xiàng)質(zhì)量控制要點(diǎn)，為今后鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)及施工提供參考意見。

關(guān)鍵詞：市政橋梁；鉆孔灌注樁；質(zhì)量控制

1 概述

隨著市政工程建設(shè)的不斷發(fā)展，樁基在橋梁工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用，其中鉆孔灌注樁因其承載力高、穩(wěn)定性好、沉降均勻且沉降量小、施工噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各類橋梁工程建設(shè)中。鉆孔灌注柱是采用不同的鉆孔方法，在地層中按要求形成一定形狀斷面的井孔，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土（有地下水時(shí)灌注水下混凝土），成為樁基礎(chǔ)的一種工藝[1-2]。

2 鉆孔灌注樁的施工流程

鉆孔灌注樁的施工過程大致可分為以下三個(gè)階段：（1）成孔階

段；（2）清孔階段；（3）水下灌注混凝土階段。施工工藝流程如下：場地整平→測(cè)量定位→埋置護(hù)筒→樁機(jī)就位→成孔→提升鉆頭→一次清孔→檢查鉆孔→制作、吊放鋼筋籠→放入導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出導(dǎo)管、護(hù)筒。為確保鉆孔樁的施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，施工時(shí)須嚴(yán)格按照鉆孔樁施工規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，并應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理。

3 鉆孔灌注樁的質(zhì)量影響因素

根據(jù)《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ 2-2008）與《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）等相關(guān)規(guī)定，結(jié)合以往市政橋梁項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場服務(wù)施工的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，初步歸納出以下八個(gè)鉆孔灌注樁的質(zhì)量影響因素：

（1）鉆孔樁的垂直度：根據(jù)規(guī)范要求，鉆孔灌注樁成孔的垂直傾斜度不得超過1%。

（2）鉆孔的深度：孔深是直接影響鉆孔灌注樁承載力大小的決定性條件。

（3）鉆孔的直徑：鉆孔的直徑將直接影響樁的截面面積與成孔的大小，進(jìn)而影響鉆孔樁的承載力與鋼筋籠保護(hù)層厚度，因而影響鉆孔樁的質(zhì)量。

（4）泥漿：孔壁穩(wěn)定的關(guān)鍵取決于泥漿的粘度，影響樁側(cè)摩阻力大小的關(guān)鍵取決于泥漿的比重。

（5）樁底沉渣：鉆孔灌注樁承載力的大小與樁底沉渣的多少密不可分。對(duì)于端承型鉆孔灌注樁，規(guī)范規(guī)定樁底沉渣厚度≤100mm；摩擦型鉆孔灌注樁，規(guī)范規(guī)定樁底沉渣厚度≤300mm。

（6）制作與吊裝鋼筋籠：鋼筋籠是鉆孔灌注樁的主體，其質(zhì)量直接影響鉆孔灌注樁的承載力。

（7）灌注混凝土：灌注混凝土是鉆孔樁施工過程中極其關(guān)鍵的一道工序，灌注混凝土質(zhì)量將直接影響成樁的質(zhì)量。

（8）樁頭質(zhì)量：樁頭的質(zhì)量，主要取決于最后一次灌注混凝土的量，為保證樁頭的質(zhì)量，規(guī)范規(guī)定最后一次灌注混凝土的量必須高于設(shè)計(jì)標(biāo)高50mm～100mm。

4 鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制

4.1 施工機(jī)具的選擇

選取鉆孔樁施工機(jī)具時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)樁長、樁徑以及施工條件同時(shí)兼顧施工工期、經(jīng)濟(jì)成本等對(duì)工程的影響綜合選擇，可根據(jù)以下四個(gè)方面進(jìn)行選?。?/p>

（1）根據(jù)工程項(xiàng)目所處的地質(zhì)水文條件，選取合適的鉆機(jī)功率和類型，以保證鉆機(jī)扭矩足夠大，成樁過程順利無阻。

（2）不應(yīng)選取較小的鉆桿直徑，以避免當(dāng)鉆桿在承受壓力時(shí)容易產(chǎn)生彎曲變形，進(jìn)而造成孔壁不垂直；且鉆孔太窄不滿足設(shè)計(jì)要求，也會(huì)導(dǎo)致樁底殘余大量的沉渣，難以保證成樁的質(zhì)量。

（3）為保證鉆孔符合設(shè)計(jì)要求，規(guī)范要求鉆頭的直徑應(yīng)比設(shè)計(jì)的樁徑小50～60mm，鉆頭錐尖的角度≥120°，且均勻?qū)ΨQ無出廠缺陷。

（4）導(dǎo)管的直徑，應(yīng)根據(jù)樁體的容積與規(guī)范來合理選取。一般應(yīng)使導(dǎo)管的外徑不小于鋼筋籠直徑的0.1m，灌注混凝土?xí)r，要保證導(dǎo)管距澆筑面大約0.5m，并保證導(dǎo)管接頭嚴(yán)密。

4.2 樁機(jī)就位

樁機(jī)安裝定位的原則，一是確定鉆樁位在工程場地平面的準(zhǔn)確位置，二是確保鉆孔垂直以滿足設(shè)計(jì)要求。鉆孔樁施工前，必須作好施工場地整平和“三通一路”就緒，其次應(yīng)建立測(cè)量的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，然后利用經(jīng)緯儀或者全站儀準(zhǔn)確確定出施工樁位在平面中的位置，并對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，以保證精準(zhǔn)偏差在可控范圍內(nèi)。

4.3 泥漿制備與使用

泥漿對(duì)孔壁的穩(wěn)定性非常重要，控制泥漿在合理范圍內(nèi)可以有效地防止孔壁坍塌，還可以為機(jī)具的潤滑和冷卻提供便利。泥漿最重要的三大指標(biāo)是比重、粘度與砂率[3]，因此，要想制備滿足成孔所需要的泥漿，必須使其三大指標(biāo)在合理的范圍內(nèi)，即應(yīng)將泥漿比重控制在1.0～1.15的范圍內(nèi)，泥漿粘度為18～22s，泥漿的砂率≤4%。制備泥漿的材料包含水、粘土（或膨潤土）和添加劑等，然后按照適當(dāng)?shù)谋壤旌现苽涠伞?/p>

4.4 鉆進(jìn)過程控制

（1）把握穩(wěn)中求快的基本原則，避免孔壁坍塌等事故。

（2）根據(jù)地層的位置與鉆進(jìn)速度，調(diào)整鉆進(jìn)過程中的泥漿循環(huán)量，從而控制進(jìn)尺速度與泥漿的粘度比重。

（3）在鉆進(jìn)的過程中，要及時(shí)排渣、提鉆、除土，以保證泥漿比重和粘度在合理的范圍內(nèi)。

（4）終孔階段，必須復(fù)檢鉆孔的直徑、鉆孔的深度、孔壁的傾斜度等，滿足終孔要求后，方可進(jìn)行終孔。

4.5 清孔

（1）清孔的目的首先使孔底、孔壁干凈無沉渣，進(jìn)而使灌注的混凝土與孔壁巖土體完美接合，是確保成樁質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。

（2）當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)對(duì)孔徑、孔深、孔位、垂直度等進(jìn)行檢查，確認(rèn)鉆孔合格后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔工作。

（3）清孔應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2～3m

m顆粒，泥漿比重≤1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s，嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

（4）待清孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)盡快吊裝下沉鋼筋籠，并同時(shí)進(jìn)行水下灌注混凝土。在澆注混凝土之前，應(yīng)采用射水或射風(fēng)的方式對(duì)樁底或樁壁進(jìn)行3～5min的沉淀物清除，其目的為將孔底的沉渣翻動(dòng)上浮，以保證成樁質(zhì)量無缺選，射水或射風(fēng)壓力不應(yīng)大于0.05Mpa。

4.6 鋼筋籠

（1）鋼筋籠在鉆孔樁中主要承受拉應(yīng)力，規(guī)范中明確指出，必須選用熱扎型鋼筋制作鉆孔樁的鋼筋籠。

（2）鋼筋原材料的出入場合格證明，是保障鋼材質(zhì)量的先決性條件，規(guī)范對(duì)鋼材強(qiáng)度、規(guī)格質(zhì)量、箍筋間距、焊接點(diǎn)搭接長度、焊條質(zhì)量等，均有嚴(yán)格的控制要求。

（3）在制作鋼筋籠時(shí)，必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求，主筋的位置用鋼筋定位支架控制等分距離，鋼筋的接頭必須設(shè)置在彎矩或者剪力為零處。

（4）為保證鋼筋籠的最小保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求，鉆桿的直徑與鉆頭的質(zhì)量必須符合相關(guān)規(guī)范要求，主要為制作鋼筋籠的主筋的長度不應(yīng)大于9m，超過時(shí)要將鋼筋在受力較小處截?cái)唷?/p>

（5）鋼筋在起吊、運(yùn)輸、下沉的過程中，要防止其發(fā)生較大變形；在灌注混凝土?xí)r，要保證混凝土澆注面的標(biāo)高與導(dǎo)管的埋置深度，嚴(yán)禁因浮籠問題將導(dǎo)管撥出混凝土面。

4.7 水下灌注混凝土

水下灌注混凝土是采用豎直的導(dǎo)管、利用混凝土自重、在水下進(jìn)行灌注混凝土的施工工藝，其所用的各種材料（包括水泥、砂子、石子、水與外加劑等）除符合相應(yīng)規(guī)范規(guī)定外，一般還應(yīng)符合下述要求：

（1）混凝土的初凝時(shí)間：為保證水下灌注混凝土的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)確保灌注混凝土的初凝時(shí)間大于或等于設(shè)計(jì)混凝土初凝時(shí)間的2倍。

（2）混凝土的工作性：水下灌注混凝土要求混凝土具有良好的流動(dòng)性，含砂率控制在40～50%之間，宜選用≤38mm的卵石作為粗骨料，水灰比應(yīng)控制在0.4～0.6范圍內(nèi)，塌落度在18cm-20cm范圍內(nèi)，并可在混凝土中摻入緩凝、塑化等外加劑。

（3）在水下灌注混凝土前，必須檢查鋼筋籠與鉆孔的中心位置是否準(zhǔn)確，樁底沉渣的厚度與泥漿的三大指標(biāo)等是否滿足設(shè)計(jì)要求，在灌注第一次混凝土之前，應(yīng)先配制0.1～0.3m3水泥砂漿，并放入灌注混凝土的導(dǎo)管與漏斗中。

（4）埋管的深度一般應(yīng)根據(jù)灌注混凝土的速率控制在2～6m的

范圍之內(nèi)，當(dāng)觀察到泥漿不再從鉆孔內(nèi)冒出時(shí)，應(yīng)立即將導(dǎo)管緩慢提升0.5～1.0m，然后再進(jìn)行水下灌注混凝土。

（5）為確保灌注樁頂質(zhì)量，應(yīng)控制最后一次灌注混凝土的方量，使其灌注量高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高不小于500mm，樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，將其浮漿面鑿除。

5 結(jié)束語

鉆孔灌注樁是市政橋梁樁基施工中的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量對(duì)工程穩(wěn)定性有直接影響，因此，在鉆孔樁的整個(gè)施工過程中，必須嚴(yán)格遵照相關(guān)施工規(guī)范要求，并確保各類施工材料符合相應(yīng)質(zhì)量要求；為保證鉆孔樁的施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)現(xiàn)場管理人員的責(zé)任心，以防為主，以控為綱，對(duì)樁基的各個(gè)施工環(huán)節(jié)要充分重視，并精心施工，以避免各類施工質(zhì)量事故。

參考文獻(xiàn)

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[2]葉志峰.市政橋梁工程的基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)探究[J].江西建材，2016，17：156+159.

[3]焦洋，牟春龍.探討橋梁工程基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].科技視界，2015，06：79+237.