鉆孔灌注樁基礎技術在互通式立交橋中的應用

摘要：樁基礎雖然是最普遍的基礎形式，卻是建筑工程質量控制的重中之重，鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的，施工過程不能直接觀察，成樁后也不能開挖驗收。本文結合某互通式立交橋的建設，闡述了鉆孔灌注樁基礎技術在此工程中的具體應用。

關鍵詞：鉆孔灌注樁基礎技術 互通式立交橋 應用

0 引言

橋梁基礎施工中，鉆孔灌注樁基礎的施工技術發展較早。從20世紀50年代的人力轉動錐頭鉆孔，到后期的沖抓錐、沖擊錐、正反循環回轉鉆、潛水電鉆及液壓動力鉆井機等多種鉆孔技術。從較早的人力推車、輕軌翻斗車、移動式混凝土拌和臺、提升扒斗、吊車吊斗，到目前廣泛使用的拌和樓與混凝土輸送泵。橋梁鉆孔灌注樁施工技術水平得到了全而發展與提高。某互通式立交橋的主要功能是為兩條高速公路之間互通而設置的樞紐型立交，鑒于施工場地的水文地質和本橋的設計特點，全部采用鉆孔灌注樁基礎，用正循環和反循環兩種方法施工。

1 工程概述

某互通式立交位于河谷沖積平原地貌區，地勢平坦開闊，橋位區鉆孔揭露地層：自地表以下，主要為亞粘土、中砂、細砂等，厚度一般不大于20米。區域凍結深度為1.1米。地震峰值加速度：0.05g。

2 鉆孔灌注樁基礎施工方案

該立交主線及匝道橋為鉆孔灌注樁基礎，樁徑分為1.2m、1.4m、1.5m、1.7m、2.0m共五種。其中1.2m樁主要用于橋臺樁基礎，1.4m樁主要用于20m空心板基礎，1.5m樁主要用于現澆連續箱梁樁基礎，1.7m樁為30mT梁樁基礎，2.0m樁用于50mT梁樁基礎。橋位處地層主要以第四系粘性土層和亞砂土、粉細砂及中粗砂層為主，樁基長度較深、變化較大。故在施工方案選擇上，鉆孔采用反循環鉆機直接成孔方案經濟可行，鋼筋籠采用吊車分段下籠，混凝土集中拌合，澆筑水下混凝土。

2.1 場地準備：在鉆機進場之前，工程技術人員采用NIKON-530E全站儀放出待施工樁位，并埋設好護樁。鉆機布置充分考慮平臺的有效施工面積，每部鉆機完成鉆孔后要隔一個樁就位，避免兩臺鉆機在相鄰孔位同時進行操作。當施工場地內有地面水時，鉆孔設備難以進場，要進行人工筑島處理，高度要高出地面最高水位0.5m以上，無地面水要高出地下水位1.0m以上，場地為旱地時，應平整場地，清除雜物，換除軟土，隨即可進行護筒埋設工作。

2.2 埋設護筒：護筒采用鋼護筒，鋼護筒內徑比設計樁徑大30cm，采用厚度為8mm的A3鋼板卷制，為加強鋼護筒的整體剛度，在焊接接縫處設12mm厚、15cm寬的鋼帶，護筒底加設14mm厚、50cm寬的鋼帶作為刃腳。護筒頂端高出地面0.3m，同時要保證泥漿出口高出地面30cm。

2.3 泥漿制備：鉆孔灌注樁施工過程中完善泥漿循環系統，使泥漿各項指標符合要求是保證樁質量和提高鉆進效率的關鍵所在。泥漿在鉆孔中起著懸浮和攜帶鉆渣、清洗孔底、增加孔壁穩定性的作用。根據現場情況，就近配備泥漿制備池和泥漿沉淀回收池，形成一個循環系統，泥漿的輸送重復通過泥漿泵進行，采用優質粘土在泥漿池內制備，泥漿池容積為6m3。并設容積為4m3沉淀池二個，串聯使用。要求泥漿達到如下指標：含砂率不大于4%；泥漿相對密度1.0～1.1；粘度18～28s；膠體率≥96%；失水率≤20mL/30min；泥皮厚≤3mm/30min

2.4 鉆機就位：鉆機就位前，應對鉆孔前的各項準備工作進行檢查，包括主要機具設備的檢查和維修。鉆機在樁位處采用桅桿吊和吊車吊裝就位。立好鉆架并調整和安好起吊設備，將鉆頭吊起，徐徐放進護筒內。啟動卷揚機把鉆盤吊起，墊方木于轉盤底座下面，將鉆機調平對準鉆孔，然后裝上鉆盤，要求鉆盤中心同鉆架上的起吊滑輪車在同一鉛垂線上，鉆桿位置偏差不得大于2cm，在鉆進過程中要經常檢查轉盤，如有傾斜或位移，應及時糾正，安裝在變速板上的電動機軸心和變速器的軸心放在同一水平線上。

2.5 鉆進：開始鉆孔時，應稍提鉆桿，在護筒內打漿，并開動泥漿泵進行循環，待泥漿均勻后方開始鉆進。進尺要適當控制，對護筒底部，應低檔慢速鉆進，使底腳處有堅固的泥皮護壁。如護筒底土質松軟出現漏漿時，可提起鉆頭，向孔內倒入粘土塊，再放入鉆頭倒轉，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿空隙，穩住泥漿后繼續鉆進。鉆孔樁鉆進參數參照下表執行。

在塑性易縮徑的地層中進尺要慢，在松散易擴徑的地層中進尺相對要快。在沙土或軟土鉆進時，易塌孔，應控制進尺速度，低檔慢速、稠泥漿鉆進。在輕亞粘土或亞粘土夾卵、礫石層中鉆進時，因土層太硬，會引起鉆具跳動。采用低檔慢速、優質泥漿、兩級鉆進的方法鉆進。進尺過程中，要經常檢查鉆機是否出現不均勻沉降及水平位移，采用水平尺檢查鉆機是否出現不均勻沉降，同時在導輪位置懸掛垂球，交叉護樁掛線，標出孔樁中心位置，檢查中心與垂球是否符合，如不符合則及時進行調整，符合要求后繼續鉆進。

在鉆進過程中，要做好泥漿的維護管理，每半小時觀測一次泥漿的稠度和相對密度。根據泥漿成分的變化分析孔內、護筒腳等部位的地質變化而作出相應的處理措施。泥漿的指標按照上述控制。鉆孔過程中要保持孔內有1.5m～2m的水頭高度，并要防止板手、管鉗等金屬工具或其它異物掉落孔內，損壞鉆機鉆頭。鉆進作業必須保持連續性，升降錐頭要平穩，不得碰撞護筒或孔壁。拆除和加接鉆桿時要力求迅速。

2.6 清孔：回旋轉清孔時根據本地區地層的特點，采用換漿法進行清孔，利用鉆具注入泥漿比重較小的漿逐步置換孔內泥漿比重較大的漿，使之以滿足設計與施工規范要求。其具體操作為：終孔后，停止進尺，稍提鉆錐離孔底5-10m空鉆，保持泥漿正常循環，以中速比將比重為1.03-1.10純泥漿壓入，使孔內鉆渣較多泥漿換出。清孔時，應將附著于護筒壁的泥漿清洗干凈，并將孔底鉆渣及泥砂等沉淀物清除，為滿足設計及規范要求，一般需進行兩次清孔。清孔后孔內液體達到以下要求：相對密度1.03-1.10，泥漿含砂率<2%，粘度17-20Pa.S，孔底沉淀厚度小于10cm時，停止清孔。

2.7 鉆孔檢查及允許偏差：鉆孔在終孔和清孔后，對孔徑、孔形和傾斜度，采用探孔器進行檢查，探孔器采用鉆孔樁直徑加100mm（但不得大于鉆頭直徑），長度采用不小于4-6D鋼筋檢孔器吊入孔內檢測，檢測結果應報監理工程師復查并應符合本路技術規范相應要求。

3 結束語

橋梁鉆孔灌注樁施工技術發展迅速，鉆孔技術不斷改進，鉆孔設備越來越先進，特別是混凝上集中拌和及泵送混凝上的廣泛應用，保證了導管的埋置深度，使得水下混凝上灌注質量得以充分保證。同時，隨著樁徑的不斷加大，樁長不斷增長，其施工難度亦不斷增加，因此，還需要十分重視鉆孔灌注樁的施工技術以及在現實中的易用。

參考文獻：

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