鉆孔灌注樁施工技術的質量控制

□文/劉革起 張慧君

工程概況

天津地方鐵路萬家碼頭至津板橋增二線改造（大港城區鐵路遷移還建）工程中的跨津港公路特大橋全長5 866.9 m，萬家碼頭方向臺尾里程為DK39+586.50，津板橋方向臺尾里程為45+453.40，全橋181孔，共182個橋墩臺。基礎全部采用鉆孔灌注樁，直徑為1.0 m和1.25 m，全橋鉆孔樁 1 798根，共計82 861延米。

橋址區地層為坑塘和河溝，以第I海相層地層為主廣泛分布的淤泥及淤泥質粉質粘土，強度低、壓縮性高，為中～高壓縮性土。

施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝流程見圖1。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程

過程控制要點

鉆機就位

鉆機就位時用方木墊平；鉆頭對位準確；用吊錐控制鉆桿垂直度。

泥漿制備

泥漿是關系到成孔質量與鉆進速度的關鍵，合理選擇泥漿指數是安全、高速成孔的保證。鉆孔用泥漿密度為1.1～1.3 kg/m3；及時觀察泥漿性能及化驗泥漿渣樣，做好詳細記錄并對照鉆孔深度核對地質剖面圖，準確判斷地層。

埋設護筒

孔口護筒采用6～8mm厚鋼板制作，內徑比樁徑大200mm，護筒長度根據設計要求和實際的地質條件確定，一般按2.0～4.0 m埋設。孔口護筒采用人工開挖埋設，護筒底部與土層相接處用粘土夯實，護筒外面與原土之間用粘土填滿、夯實，嚴防地表水從該處滲入。頂部高出地下水位1.0 m。

成孔

采取隔孔施工程序。在成孔和孔內灌注混凝土成樁過程中，孔（樁）均要承受周圍土體對孔（樁）產生的側壓力以及相鄰孔位施工時引起的土層振動影響，所以采取隔孔施工，既能保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。在依靠泥漿平衡成孔階段和混凝土成樁初期強度較低時，防止出現成孔過程中坍孔和樁體縮徑。

開始鉆孔時，稍提鉆桿，在護筒內旋轉造漿，開動泥漿泵進行循環，待泥漿均勻后以低檔慢速開始鉆進。待泥漿性能達到一定要求后，按正常速度鉆進。

將主吊鉤稍提取一些，使孔底承受的鉆壓不超出鉆錐重量和壓重塊重量之和扣除浮力后的80%。這樣可使鉆桿不受壓力，而且還受一部分拉力，在整個鉆進過程中因受拉而維持垂直狀態，使鉆錐回轉平穩，避免或減少斜孔、彎孔和擴孔現象。

在鉆進過程中，孔內保持泥漿稠度適當、水位穩定，以維持孔內水頭差，防止坍孔。對鉆渣作取樣分析，核對設計地質資料，根據地層變化情況，適當調整泥漿稠度，減慢鉆進速度，上下掃孔鉆進。

鉆孔達到設計要求深度后，及時對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時，立即進行孔底清理，避免時隔過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。

第1次清孔

清孔后泥漿應符合下列規定：泥漿相對密度＜1.1～1.20，含砂率＜2%，粘度 17～20 Pa·s，膠體率＞98%；灌注混凝土前，孔底沉渣厚度≤300mm。

鋼筋籠吊裝

鋼筋籠加工成型并經檢查合格后才能運至待鉆樁位處，無鋼筋籠不得開鉆。鋼筋籠應用墊木墊起，避免污染。吊裝運輸過程中，利用汽車吊起吊、就位，鋼筋骨架的標高應符合設計要求。

導管安裝

導管必須進行試拼裝，做打壓試驗。接頭處橡膠圈應定期更換。為使隔水栓能順利排出，導管底部至孔底的距離宜為300～500mm。

第2次清孔

利用導管進行第2次清孔。清孔的方法是在導管頂部安裝一個彎頭和皮籠，用泵將泥漿壓入導管內，再從孔底沿著導管外置換沉渣。清孔標準是孔深達到設計要求，排出泥漿含砂率與換入泥漿含砂率接近。

灌注水下混凝土

嚴格控制混凝土配合比。施工前對工程所處位置的地下水、地表水進行化驗，為混凝土配合比的設計提供依據。

28 d混凝土試件強度應達到設計強度的1.15倍。初凝時間不少于2.5 h；粗骨料采用碎石，粒徑為1.5～40mm，最大粒徑不得超過導管直徑的1/6～1/8或鋼筋間距的1/4；砂用級配良好的中砂，混凝土含砂率0.4～0.5；混凝土攪拌用飲用水，坍落度180～220mm，水灰比不超過0.4，水泥用量≮350 kg/m3；當摻用外加劑、摻和料時，水泥用量可減少，但不得＜300 kg/m3。

在整個澆注過程中，導管在混凝土埋深以2～6 m為宜，不能超過8 m。由專人測量導管埋置深度及管內外混凝土面的高差，及時填寫水下混凝土澆注記錄。導管提升保持軸線豎直和位置居中，逐步提升，拆除導管動作要快，一般不超過15 min。

灌注時水下混凝土的澆注面按高出樁頂設計高程的100 cm控制，以保證樁頂混凝土的強度質量。為防止浮籠，當導管底口低于鋼筋籠3 m至高于籠底1 m之間且混凝土面在鋼筋籠底上下1 m之間時，應放慢混凝土灌注速度。

質量檢測

每根樁做混凝土試件2組；鉆孔樁鉆孔、鉆孔樁鋼筋骨架允許偏差和檢驗方法應符合設計要求。樁身混凝土無損檢測方法符合TB10218-2008《鐵路工程樁基無損檢測規程》。

通過低應變和透射聲波法檢測，工程混凝土鉆孔樁施工質量滿足設計及規范要求。

結語

鉆孔灌注樁施工是隱蔽工程，其施工過程無法直接觀察，成樁后也不能進行開挖驗收。施工中任何一個環節出現問題，都將直接影響到整個工程的質量和進度，甚至給投資者造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此，在施工中要做到以下幾點：

（1）落實崗位責任制，嚴格工序檢驗制度；

（2）嚴格執行設計、施工規范和驗收標準，做好施工技術交底工作，明確工序控制參數；

（3）對灌注樁施工過程中可能發生的問題進行分析，制訂預防措施；

（4）施工過程中，要統籌安排，積極做好各項準備工作以保證施工的順暢。

［1］江正榮.建筑地基與基礎施工手冊（第二版）［M］.北京：中國建筑工業出版社，2005.

［2］天津市市政工程局.道路橋梁工程施工手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，2003.