市政工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

摘要：鉆孔灌注樁在國(guó)外從30年代開始應(yīng)用并逐漸取代打入樁。特別是用于現(xiàn)代重大市政工程的深基礎(chǔ)工程中，越來越受到建設(shè)方、設(shè)計(jì)單位和總包單位的青睞。鉆孔灌注樁具有成樁直徑與樁長(zhǎng)靈活、對(duì)巖土層的適應(yīng)性強(qiáng)、可節(jié)省鋼材和木材等特點(diǎn)。本文對(duì)鉆孔灌注樁的施工技術(shù)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工；市政工程

鉆孔灌注樁是在鉆好的孔內(nèi)下入鋼筋籠并且灌注混凝土而筑造成的深基礎(chǔ)。當(dāng)然在個(gè)別情況下，不下入鋼筋籠而只灌注混凝土亦稱鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)和施工中，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)物荷載和允許沉降的要求及土質(zhì)的具體情況，決定下套管或不下套管；嵌巖或不嵌巖；擴(kuò)底或不擴(kuò)底。

鉆孔灌注樁的施工好壞是關(guān)系建筑物基礎(chǔ)的最關(guān)鍵問題，鉆孔灌注樁又是所有樁基中施工程序最復(fù)雜的一種樁。因此從施工準(zhǔn)備到提交竣工報(bào)告，每個(gè)環(huán)節(jié)都必須認(rèn)真仔細(xì)地做好。

1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備工作對(duì)于一項(xiàng)工程是否能保證優(yōu)良質(zhì)量、按工期要求順利完成，有相當(dāng)重要的作用，經(jīng)驗(yàn)不足的施工單位往往在施工準(zhǔn)備工作中掛一漏萬，認(rèn)為大概差不多了，正式開工時(shí)，缺少設(shè)備和材料，影響質(zhì)量和工期。施工準(zhǔn)備工作主要包括技術(shù)準(zhǔn)備、設(shè)備的準(zhǔn)備和施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備等幾個(gè)方面。

無論是投標(biāo)工程或者是開工工程都需要掌握設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求，特別對(duì)樁位圖，樁結(jié)構(gòu)圖，更應(yīng)詳細(xì)閱讀每條都必須領(lǐng)會(huì)清楚，有不明確的及時(shí)提出；現(xiàn)場(chǎng)地形圖、管線圖、測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)資料。研究這些資料，吃透設(shè)計(jì)方和建設(shè)方的設(shè)計(jì)精神，對(duì)樁長(zhǎng)、樁直徑、混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)、應(yīng)配制的配比標(biāo)號(hào)、水下混凝土和水上混凝土的關(guān)系、配筋及鋼筋籠的制作規(guī)格等都必須認(rèn)真研究，認(rèn)為設(shè)計(jì)合理，按此編寫施工組織設(shè)計(jì)；認(rèn)為設(shè)計(jì)方面有些不適合地方，通過協(xié)商往往可得到解決。

1.1 設(shè)備的準(zhǔn)備

在進(jìn)入一個(gè)新工作區(qū)前必須選擇好鉆孔灌注樁的施工設(shè)備及有關(guān)配套設(shè)備。鉆孔灌注樁主要施工機(jī)械設(shè)備的選擇目前進(jìn)行鉆孔灌注樁施工的機(jī)械設(shè)備在國(guó)內(nèi)外種類繁多。僅鉆進(jìn)成孔的鉆探機(jī)械設(shè)備也不勝枚舉。國(guó)內(nèi)反循環(huán)鉆進(jìn)設(shè)備最近幾年發(fā)展的比較快，包括：反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，反循環(huán)泵組和其它有關(guān)附屬設(shè)備。在同一個(gè)工地同一類型樁最好用同種類型的鉆機(jī)施工。

1.2 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

施工前的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作應(yīng)抓緊時(shí)間，考慮周到、分工明確及件件事落實(shí)到位。首先要做好場(chǎng)地平整，探明和清除樁位處的地下障礙物，按平面布置圖的要求做好施工現(xiàn)場(chǎng)的施工道路、供水供電、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、施工設(shè)施放置、材料堆場(chǎng)及生活設(shè)施就位等有關(guān)布設(shè)和具體安排。施工前應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行施工技術(shù)交底，并且要有書面材料發(fā)至各方面各有關(guān)部門的有關(guān)人員手中。

2 成孔施工

成孔時(shí)鉆機(jī)定位應(yīng)準(zhǔn)確、水平、穩(wěn)固，鉆機(jī)回轉(zhuǎn)盤中心與護(hù)筒中心的允許偏差不大于20mm。鉆機(jī)定位后，應(yīng)用鋼絲繩將護(hù)筒上口掛帶在鉆機(jī)底盤上，防止護(hù)筒位移。成孔過程中鉆機(jī)塔架頭部滑輪組中心、回轉(zhuǎn)器中心與鉆頭中心應(yīng)始終保護(hù)在同一鉛垂線上，保持鉆頭在吊緊的狀態(tài)下鉆進(jìn)，水龍頭也不得晃動(dòng)太大。轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)地層情況調(diào)整。

2.1 正循環(huán)鉆進(jìn)成孔

正循環(huán)鉆進(jìn)成孔適用于填上層、粘土層、淤泥層、砂性土層及部分基巖。在卵礫石含量＜15%，粒徑＜10mm的部分砂卵礫石地層中也可施工。成孔過程中除使用泥漿這一重要因素外，鉆頭選用和地層匹配是非常重要的，目前在軟土層采用的鉆頭多為單腰翼片、雙腰翼片或玉米式鉆頭。對(duì)地層不熟悉時(shí)，可用每種鉆頭試打一個(gè)孔，看其效率，并根據(jù)地層情況及時(shí)改進(jìn)鉆頭，提高效率。例上海地層一般用雙腰翼片式鉆頭，遇暗綠色土層，則需改用單腰翼片。翼片的數(shù)量，焊入合金的大小、方向都要適應(yīng)地調(diào)整，才能獲得理想的效果。通過流砂層時(shí)，可考慮用玉米式鉆頭（同時(shí)加強(qiáng)泥漿配制和管理）。

正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)鉆孔的直徑與鉆頭直徑也要相應(yīng)匹配：在淤泥層，鉆頭直徑可小于鉆孔直徑40mm左右；在軟塑-可塑地層，鉆頭直徑可小于鉆孔直徑20-30mm；在硬塑地層，鉆頭直徑可小于鉆孔直徑10-20mm。

正循環(huán)鉆進(jìn)的操作要點(diǎn)是：①開孔鉆進(jìn)應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)并控制好泵量，正常鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)合理調(diào)整和掌握鉆進(jìn)參數(shù)。②鉆進(jìn)時(shí)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，一般在左右。當(dāng)然因地層不同鉆進(jìn)應(yīng)該快則快，該慢則慢。遇卵礫層易引起鉆具跳動(dòng)、蹩車和蹩泵等現(xiàn)象，此時(shí)操作應(yīng)特別注意加大泵量、降低鉆速和轉(zhuǎn)速。遇易塌孔地層鉆進(jìn)應(yīng)適當(dāng)加大泥漿密度及粘度，同時(shí)應(yīng)快速鉆進(jìn)通過。

2.2 泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)成孔

泵吸反循環(huán)適合在粘性土層、砂性土層及部分卵礫層中，適用于鉆孔直徑較大，鉆進(jìn)較深的鉆孔灌注樁。對(duì)泥漿循環(huán)系統(tǒng)和鉆具密封要求很嚴(yán)格。

（1）泵吸反循環(huán)對(duì)泥漿循環(huán)系統(tǒng)的要求：泥漿循環(huán)系統(tǒng)一般由泥漿池、沉淀池、循環(huán)槽、沙石泵和除渣設(shè)備等組成，并且設(shè)有排廢漿設(shè)施。②地面泥漿循環(huán)系統(tǒng)一般可分為自流回灌和泵送回灌兩種，施工時(shí)泥漿循環(huán)方式可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況和設(shè)備配備情況合理選擇。③沉淀池及循環(huán)槽的規(guī)格和數(shù)量，可根據(jù)樁孔容積和泵組型號(hào)來確定：泥漿池設(shè)置數(shù)量不能少于2個(gè)，每個(gè)池的容積最小為樁孔實(shí)際容積的1.2倍

（2）泵吸反循環(huán)對(duì)鉆具的要求：鉆桿連接必須平直可靠，密封性好，所有泵組連接處也

必須密封可靠，泵組和鉆桿接口匹配并密封；鉆頭應(yīng)具有良好施工性能，并因地制宜加以

不斷改進(jìn)。

（3）泵吸反循環(huán)成孔鉆進(jìn)操作要點(diǎn)：開鉆前應(yīng)檢查砂石泵組的運(yùn)轉(zhuǎn)部分及有關(guān)管路的密封或潤(rùn)滑情況，泵組起動(dòng)時(shí)應(yīng)遵守操作順序。并且需先開動(dòng)砂石泵而后開鉆機(jī)。起動(dòng)砂石泵并形成反循環(huán)后，方可鉆進(jìn)，開始鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)先輕壓慢轉(zhuǎn)，待工作狀態(tài)正常后，可逐漸增加轉(zhuǎn)數(shù)，調(diào)整鉆壓。

3 清孔

清孔是通過循環(huán)沖洗液，更換孔內(nèi)夾含鉆渣的泥漿或其他沖洗液，清除鉆渣和孔底沉淀，盡量減少孔底沉淀物厚度，使之符合規(guī)范要求或特殊規(guī)定要求，必要時(shí)還可通過對(duì)樁底部注漿（灌注時(shí)下預(yù)留管法）使孔底沉淀物接近零。清孔為下道工序灌注水下（地下水位埋深很深時(shí)，在地下水位上部，但在極稀泥漿中）混凝土創(chuàng)造良好條件，保證灌注混凝土的質(zhì)量。

清孔應(yīng)在鉆進(jìn)終孔后立即清孔，防止沉淀過多或泥漿在孔周圍形成泥皮。清孔一般應(yīng)分兩次進(jìn)行。第一次清孔在成孔完畢后立即進(jìn)行；第二次在下放鋼筋籠和灌注混凝土導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行。二次清孔后應(yīng)在30分鐘內(nèi)灌注第一斗混凝土。常用的清孔方法有正循環(huán)清孔、泵吸反循環(huán)清孔和氣舉反循環(huán)清孔。清孔方法可根據(jù)樁的規(guī)格、設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)條件以及成孔工藝等因素合理選擇。

4 鋼筋籠施工

鋼筋籠制作前必須對(duì)所用的各有關(guān)規(guī)格的鋼筋化驗(yàn)合格，并清除鋼筋表面銹蝕或污垢，主筋必須校直，焊鋼筋籠的工作架亦必須搭得平、防雨，有良好的光線。鋼筋籠經(jīng)驗(yàn)收合格后方可吊放安裝，在其運(yùn)輸、吊起和安裝過程中防止變形和碰壞焊點(diǎn)，起吊點(diǎn)宜設(shè)在加強(qiáng)箍筋部位。鋼筋籠安裝時(shí)的主要操作要點(diǎn)：安裝入孔時(shí)，應(yīng)保持垂直狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)孔位徐徐輕放，避免碰撞孔壁，下籠中若遇阻礙不得強(qiáng)行下放，應(yīng)查明原因酌情處理后再繼續(xù)下籠。接籠時(shí)孔口焊接應(yīng)符合如下規(guī)定：下節(jié)籠主筋上端應(yīng)露出操作平臺(tái)1m左右。上、下節(jié)籠主筋焊接部位表面污垢應(yīng)予清除，上、下節(jié)籠保持垂直狀態(tài)并對(duì)正方可進(jìn)行焊接，焊接時(shí)宜兩邊對(duì)稱施焊。每節(jié)籠子焊接完畢后應(yīng)補(bǔ)足焊接部位的箍筋或脫焊的螺旋筋。

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