沖擊鉆鉆孔灌注樁施工工藝

張恒金

(山西水利建筑工程局，山西太原 030006)

1 工程概況

楊家溝中橋位于山西臨縣三交鎮(zhèn)堯子坡村，系新建呂梁至臨縣(孟門)支線鐵路的分節(jié)點(diǎn)工程，該鐵路建成后將是山西西部重要的能源交通樞紐。該橋全長112.43 m，采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，共3跨32 m，下部為2墩2臺(tái)，墩臺(tái)采用灌注樁群樁基礎(chǔ)，樁基全部為潛巖樁，共28根，樁徑分別為1.0 m和1.25 m，樁長20 m～25 m。自上而下，樁基地層為新黃土、粗圓礫土、強(qiáng)風(fēng)化泥巖、泥巖、砂巖層，其中新黃土覆蓋層較薄，大約在1.5 m～3 m;巖層深度15 m～18 m，其中中部大部分為泥巖，σ0=400 kPa～600 kPa，上部有薄層粗圓礫土σ0=650 kPa，砂巖σ0=800 kPa。為了確保橋梁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量和安全，節(jié)約施工成本、縮短施工工期，樁基礎(chǔ)處理采用沖擊鉆鉆孔灌注樁技術(shù)。

2 施工設(shè)備

鉆孔機(jī)械:ZJ-6型沖擊鉆，俗稱“手拉鉆”(提升機(jī)55 kW，主臂8 m，錘重5 t)。清孔機(jī)械:22 kW泥漿泵。灌注機(jī)械:水泥罐車。

3 施工工藝

準(zhǔn)備階段→鉆孔階段→清孔階段→鋼筋籠制作和安裝階段→灌樁階段。

3.1 準(zhǔn)備階段

1)對(duì)施工便道、施工用水、用電、用土、泥漿池位置、大小，鋼筋加工場(chǎng)地鋼筋堆放、制作、運(yùn)輸、吊裝條件以及混凝土拌制、運(yùn)輸、灌注條件等了解清楚。

2)施工人員認(rèn)真熟悉施工圖紙，對(duì)樁位、樁徑、樁長、標(biāo)高等了解清楚。根據(jù)施工需要選擇機(jī)械配合人工進(jìn)行基礎(chǔ)土方清理平整，平整后高度以樁頂標(biāo)高加2.5 m為宜。

3)樁位放樣。測(cè)量人員在黃土層打出定位樁，施工人員做好引線樁。

4)沖擊鉆機(jī)就位。根據(jù)定位樁及施工順序?qū)@機(jī)安裝到位，鉆機(jī)操作臺(tái)必須用方木、走管等加固穩(wěn)定，沖錘起落行程調(diào)節(jié)滿足施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)要求，并進(jìn)行鉆前調(diào)試，其水平位移及傾斜度誤差按規(guī)范要求調(diào)整。

5)下鋼護(hù)筒。用鉆機(jī)將鋼護(hù)筒(壁厚8 mm～12 mm，護(hù)筒直徑比樁徑大20 cm左右，長度一般選擇1.5 m)打入地層，如地表層土質(zhì)較硬時(shí)，需先用鉆機(jī)將表層土擊打松散后再將護(hù)筒打入地下，護(hù)筒頂標(biāo)高經(jīng)精確測(cè)量后，并整理成交底下發(fā)給鉆機(jī)操作人員，以控制鉆孔孔位精度及深度。

6)泥漿池開挖。根據(jù)樁徑、樁長以及鉆機(jī)工作效率開挖相應(yīng)大小泥漿池，一般以大于一個(gè)樁身體積為宜。

3.2 鉆孔階段

1)鉆孔前應(yīng)當(dāng)再次復(fù)核孔位位置及標(biāo)高數(shù)據(jù)，鉆機(jī)操作一般配備工人兩名，機(jī)長一名，助手一名。晝夜施工須兩班輪換作業(yè)。

2)在黃土層鉆孔時(shí)，靠鉆進(jìn)自行造漿，不需投放泥土，在砂土層及巖層鉆進(jìn)時(shí)，由于鉆進(jìn)自行造漿逐漸減弱，則適當(dāng)加大泥土投放量，提高泥漿濃度，確保鉆進(jìn)、清渣持續(xù)同步，保證孔壁安全穩(wěn)定，提高鉆進(jìn)速度。

3)清渣。待鉆機(jī)入深50 cm左右時(shí)，且漿液浮渣達(dá)到大致飽和時(shí)，須啟動(dòng)泥漿泵將孔底鉆進(jìn)行程內(nèi)浮渣抽出至孔外泥漿池中，沉淀后用機(jī)械將池底沉渣撈出運(yùn)走。

4)在遇松散地層鉆孔時(shí)，適當(dāng)增大泥漿濃度，同時(shí)適度降低沖擊行程，盡量減輕沖液對(duì)孔壁的影響，確保施工質(zhì)量及安全滿足施工要求。遇孔內(nèi)地層軟硬不一，引起偏孔時(shí)，則應(yīng)馬上停下檢查鉆機(jī)定位精度，必要時(shí)須向孔內(nèi)投放塊石，臨時(shí)改善孔底軟弱層的承載力，以期達(dá)到同步鉆進(jìn)、修正偏孔的目的。

5)鉆進(jìn)過程經(jīng)常檢查錘頭及鋼絲繩的磨損情況。每鉆進(jìn)2 m～3 m，檢查校正孔位偏位情況，確保鉆進(jìn)精度。一旦偏位馬上停止鉆進(jìn)，查明原因，采取改進(jìn)措施。

6)鉆進(jìn)深度根據(jù)孔口護(hù)筒頂標(biāo)高控制。

3.3 清孔階段

1)第一次清孔:當(dāng)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度后，將沖錘提至距孔底的0.2 m～0.3 m處，啟動(dòng)泥漿泵，將沉積在孔底的鉆渣吸出。以保證水下灌注混凝土與孔底基巖接觸緊密，使樁底承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2)第二次清孔:當(dāng)鋼筋籠安裝到位并固定好后，再次復(fù)檢孔深和沉渣厚度等是否滿足設(shè)計(jì)要求。若沉渣厚度(≤50 mm為宜)超標(biāo)，可用導(dǎo)管底部與泥漿泵管配套裝置再次清孔，直至完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3)清孔過程中保持漿面穩(wěn)定，并根據(jù)孔內(nèi)漿面下降高度，及時(shí)補(bǔ)充濃度適當(dāng)?shù)哪酀{，確保孔壁穩(wěn)定安全以及灌樁質(zhì)量。

3.4 鋼筋籠的制作及安裝階段

1)鋼筋籠的加工制作宜在鉆孔前進(jìn)行。采用分節(jié)制作、逐節(jié)吊裝、搭接焊接相結(jié)合的方式，相鄰接頭相互錯(cuò)開，在同一截面內(nèi)，接頭數(shù)不超過鋼筋總數(shù)的一半。

2)起吊鋼筋籠前，在鋼筋籠上合理加設(shè)吊筋，調(diào)整吊點(diǎn)準(zhǔn)確到位。若采用沖擊鉆機(jī)上附屬吊裝設(shè)備吊裝鋼筋籠，若單節(jié)鋼筋籠長度大于沖擊鉆機(jī)主臂高度時(shí)，須將鉆機(jī)機(jī)頭往后移約1 m，吊點(diǎn)置于每節(jié)鋼筋籠1/2處往上一點(diǎn)，吊裝過程中，各節(jié)接頭焊接宜在孔口同時(shí)進(jìn)行，宜采用單面焊，搭接長度應(yīng)大于10d(d為焊接鋼筋直徑)，但必須保證焊接質(zhì)量符合規(guī)范要求。螺旋筋安裝宜在吊裝時(shí)同時(shí)進(jìn)行，為方便操作，不須進(jìn)行調(diào)直，而直接將螺旋筋箍套在鋼筋籠外，人工邊放鋼筋籠邊安裝。

3.5 灌樁階段

1)灌注前對(duì)回淤沉碴厚度、泥漿指標(biāo)、樁底標(biāo)高進(jìn)行一次全面檢查，確保各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。施工技術(shù)人員要將灌樁技術(shù)交底下發(fā)至現(xiàn)場(chǎng)施工人員。

2)灌注水下混凝土前，將導(dǎo)管逐節(jié)拼接合格后方可使用。導(dǎo)管直徑一般為25 cm，每節(jié)長度為2 m～4 m，漏斗大小0.5 m3～1 m3左右，能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工條件即可。

3)灌注前要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，抽檢混凝土坍落度，一般控制在14 cm～18 cm之間，如太稠或太稀則應(yīng)立即退料返場(chǎng)重新拌制。

4)混凝土灌注時(shí)，必須保證首批灌入孔內(nèi)的混凝土體積能將導(dǎo)管充滿后，還能將孔底一次封嚴(yán)，并使導(dǎo)管埋入混凝土的深度大于1 m;在混凝土持續(xù)灌注過程中，還需將導(dǎo)管同步上提，并使其埋深始終不大于4 m。在交通條件不便的地方，必須待單根樁所需混凝土全部到場(chǎng)后方可進(jìn)行灌注。灌注時(shí)要留置好同養(yǎng)和標(biāo)養(yǎng)試塊，做好標(biāo)記。

5)灌注過程中，隨時(shí)用測(cè)錘測(cè)量混凝土面的上升高度，并作好記錄。灌注混凝土過程應(yīng)連續(xù)灌注一次完成。

4 施工體會(huì)

沖擊鉆鉆孔樁施工技術(shù)，因其投資少、操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、鉆進(jìn)速度快等特點(diǎn)，故其在小樁徑、潛巖樁施工中較常用，具有節(jié)省投資、縮短工期等優(yōu)點(diǎn)，施工中要抓好鉆孔、清孔、灌樁等關(guān)鍵工序，確保鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。

［1］ JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ 謝春來.鉆孔灌注樁施工工藝淺析［J］.山西建筑，2011，37 (14)：66-68.