淺談鉆孔擋土排樁施工工藝控制

劉小平

湖南省澧縣艷洲水利水電工程管理局

工藝控制是確保工程質量的重要環節。由于鉆孔灌注樁施工的隱蔽性和不可預見性，施工工藝復雜，質量較難控制。現結合我們在艷洲水電站溢流壩上游側土壩段密排擋土樁基礎工程的施工體會，談談幾點工藝控制的要點。

1 工程概況

艷洲水電站溢流壩上游側土壩段塌岸修復整治工程位于澧縣艷洲洲尾、艷洲水電站溢流壩上端，離船閘約500m。由于2003年的一場洪水把土壩段的324m堤岸沖毀了一半，對艷洲水電站船閘及益流壩直接造成威脅。因其地質情況復雜，位于澧水中流，地下水量大，本工程設計采用密排鉆孔灌注樁形成擋土墻護岸，擋土樁靠外臨水面設計為漿砌石護坡，總計52根樁形成隱蔽式的擋土墻基礎，樁徑為0.8m，兩樁中心的間距為0.78m，樁與樁之間咬合20mm，樁長約14m，樁身采用C25水下砼，排樁頂采用鋼筋砼樁帽連結。

2 施工工藝流程

密排擋土樁施工工藝流程：

施工原則是先施工1＃樁，后施工3＃樁，接著5＃樁施工完畢后返回施工2＃樁，再到4＃樁，即采用“跳鉆”式施工，以防塌孔。其施工流程為1＃→3＃→5＃→2＃→4＃→6＃→8＃......

單樁施工工藝流程：

平整場地→測定孔位→埋設護筒→鉆機就位→鉆進成孔→提鉆→第一次清孔→檢孔→制作鋼筋籠→吊放鋼筋籠→下導管→第二次清孔→水下混凝土灌注→起拔導管→成樁。

3 灌注樁施工過程中的工藝控制要點

3.1 鉆孔工藝控制

鉆孔的質量控制是很關鍵的工序，在施工中必須嚴格按照操作要求進行才能保證成孔質量。在本工程施工中，鉆機就位對正后，按規范要求埋設好護筒。在鉆孔施工中不斷添加新鮮泥漿和孔底沖渣，還根據不同的地質情況，適當調整進尺速度，隨時檢查成孔是否有偏斜現象，盡量避免擴孔偏孔質量缺陷。

在鉆進過程中，根據資料分析了土層的變化，對不同的土層需采用不同的鉆速、鉆壓、泥漿比重和泥漿量。本工程上部為軟土和砂土，較容易出現坍塌。為防止塌孔，特別要求鉆機班組施工人員進行低檔慢速鉆進，同時提高水頭，加大泥漿比重。為防止堵塞吸碴口，要求將鉆頭提離孔底約20cm，泥漿循環暢通才開始鉆進，鉆進時，起、落鉆頭速度均勻控制，有效地避免了碰撞孔壁或套管的出現。

本工程為排樁，樁間的咬合只有20mm，其垂直度和孔口定位是控制擋土樁各支樁咬合質量的難點。以下著重談談本工程排樁垂直度的控制。

為保證本擋土樁有良好的咬合效果，嚴格控制孔口的定位和垂直度誤差，主要抓好以下3個環節：

（1）套管的順直度檢查和校正

擋土樁施工前，在平整地面上進行套管順直度的檢查和校正。首先檢查和校正單節套管的順直度，然后將按照樁長配置的套管全部連接起來，套管順直度偏差控制在1‰～2‰。檢測方法為：在地面上測放出兩條相互平行的直線，將套管置于兩條直線之間，然后用線錐和直尺進行檢測。

（2）成孔過程中樁的垂直度監測和檢查

地面監測：在地面選擇兩個相互垂直的方向，采用經緯儀或線錐監測地面以上部分套管的垂直度，發現偏差隨時糾正。這項檢測在每根樁的成孔過程中應自始至終進行，不能中斷。

孔內檢查：每節套管壓完后，安裝下一節套管之前，都要用“測環”或“線錐”進行孔內垂直度檢查。不合格時馬上進行糾偏，直至合格才能進行下一節套管施工。

（3）糾偏

發現鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土；如未能奏效，應于孔中局部回填黏土至偏孔處0.5m以上，重新鉆進。通過反復搖動、微量扭、挪套管支座等將套管傾斜消除在初始狀態。

在第8＃樁施工到3m深時發現垂直度偏差2‰，當即要求施工人員直接利用鉆機的兩個頂升油缸和兩個推拉油缸調節套管的垂直度。由于發現及調整及時，沒有出現偏差較大的現象。

3.2 清孔工藝控制

終孔后，經監理和業主驗收合格后即可進行清孔，首先將鉆頭提離孔底80mm～100mm空轉，在保證護壁的前提下達到初步稀析泥漿，輸入比重1.05～1.08的新泥漿，循環40min～60min，將孔底巖屑、泥塊打碎并隨泥漿浮出孔外。下籠后安裝導管進行二次清孔。泥漿性能指標在澆注砼前，孔底500mm以內的相對密度≤1.25，粘度≤28Pa.s含砂率≤8%。對清孔達不到沉渣厚度要求的，堅決不能驗收灌砼。

3.3 鋼筋籠加工及吊裝工藝控制

鋼筋籠采用現場加工制作，加工尺寸嚴格按設計圖紙及規范要求。鋼筋籠主筋采用雙面焊接，接頭相互錯開。本工程樁長較長，為避免鋼筋籠過長在吊裝時發生變形，鋼筋籠采取分二節制作，就地焊接的方法。為避免焊接接口位于樁彎矩最大處，根據本樁長14m計算，分節長度控制接頭位于5m～7m處，同時不允許各鋼筋接頭處于同一截面，相鄰鋼筋接頭中心間距不小于35d，且不小于50cm；上下兩節鋼筋籠主筋焊接時，位置對準，鋼筋軸心一致，焊接為雙面焊，焊長5d控制。起吊鋼筋籠采用扁擔起法，起吊點在鋼筋籠上部箍筋與主筋連接處，設置了4個吊點，且吊點對稱。下籠時由人工輔助對準井孔，保持垂直、輕放、慢放，避免碰撞孔壁。鋼筋籠入孔后，按檢測孔位方法檢測鋼筋籠的居中，要求鋼筋籠的軸線與樁軸線一致。鋼筋籠吊裝質量控制達到：中心偏位小于5cm，頂面標高±10mm，并固定鋼筋籠，防止在混凝土灌注過程中上浮。為防止“浮籠”現象，在施工中特別做好以下預防措施：

（1）在鋼筋籠上加壓重物，并在上端加焊4根Φ22鋼筋固定在鋼護筒頂部施工平臺上，并與旁邊預設的地錨樁連接；

（2）當混凝土上升至鋼筋籠底部附近時，小步提升導管以保持較小的埋管深度（≥1.5m），并稍稍減緩混凝土的灌注速度。

（3）確保灌注砼的和易性良好，其粗骨料粒徑滿足＜20mm的要求，嚴禁采用易離析、坍落度損失大的混凝土，坍落度控制為18cm～22cm。

（4）下鋼筋籠時，技術人員在場嚴格控制籠頂標高，達到設計標高后固定吊桿。

通過以上預防措施嚴格控制，施工中沒有出現“浮籠”現象。

3.4 水下砼澆灌工藝控制

水下砼灌注是鉆孔灌注樁最后一道關鍵性的工序，其施工質量的優劣直接影響樁本身的質量，控制好灌注砼的施工質量尤其重要。

由于咬合擋土樁施工成敗重中之重為 1＃和3＃類等間隔樁先施工的超緩凝混凝土的配合比必須滿足其初凝時間不小于 60h，因此必須通過多次的配合比試驗以滿足混凝土的初凝要求。控制砼的水灰比0.55，要求其坍落度為18cm～22cm，2h內離析出的水分不大于砼的1.5%。

根據導管內外混凝土的壓力平衡法計算首灌混凝土量，確定采用的料斗容量，保證首灌后導管底埋入混凝土中大于1m以上。在料斗內放滿足夠的砼后，剪斷鐵絲，借助砼重量排除導管內的水，使隔水栓留在孔底。首批砼灌注后，連續不間斷灌注，灌注過程中隨時用測錘測探砼高度，推算導管下端埋入砼深度，做好記錄，確定導管的提升和拆除。導管下端埋入砼的深度達到4m，提升導管，然后再繼續灌注。

灌注過程中砼面高于導管下口1.5m，每次拆除導管前其下端被埋入深度宜控制在2m～5m。砼灌注必須連續，防止斷樁。經多次觀察分析，隨孔內砼的灌注上升，拆除導管，時間不宜超過15min。

在最后一次拔管時，緩慢提拔導管，以免孔內上部泥漿壓入樁中，造成斷樁。

4 結語

灌注擋土樁在整個工程中屬于基礎部分，在施工中特別注意其咬合形成整體結構的質量，整個施工過程都必須嚴格按規范要求施工。灌注擋土樁質量控制的關鍵環節在于掌握好成孔、清孔、鋼筋籠加工及吊裝、水下砼澆灌等工藝要點，成孔環節中尤其要嚴格控制擋土樁孔口的定位和垂直度誤差，確保擋土樁緊密聯結形成對建筑物的護體結構。破除樁頭后，可見各樁體聯結咬合良好，經質檢站采用動測法對樁體進行質量檢測，檢測結果顯示其樁身質量滿足設計及規范要求，本工程質量在各環節控制取得了良好的效果。

[1]曾國熙等.樁基工程手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1995

[2]陳躍慶.地基與基礎工程施工技術[M].機械工業出版社，2003

[3]劉金礪.樁基設計施工與檢測[M].北京：中國建材工業出版社，2001