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堯子坡村，系新建呂梁至臨縣(孟門)支線鐵路的分節點工程，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，采用預應力混凝土簡支梁，共3跨32 m，下部為2墩2臺，墩臺采用灌注樁群樁基礎，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、強風化泥巖、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。為了確保橋梁基礎的施工質量和安全，節約施工成本、縮短施工工期，樁基礎處理采用沖擊鉆鉆孔灌注樁技術。

2 施工設備

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

3 施工工藝

準備階段→鉆孔階段→清孔階段→鋼筋籠制作和安裝階段→灌樁階段。

3.1 準備階段

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

2)施工人員認真熟悉施工圖紙，對樁位、樁徑、樁長、標高等了解清楚。根據施工需要選擇機械配合人工進行基礎土方清理平整，平整后高度以樁頂標高加2.5 m為宜。

3)樁位放樣。測量人員在黃土層打出定位樁，施工人員做好引線樁。

4)沖擊鉆機就位。根據定位樁及施工順序將鉆機安裝到位，鉆機操作臺必須用方木、走管等加固穩定，沖錘起落行程調節滿足施工現場地質要求，并進行鉆前調試，其水平位移及傾斜度誤差按規范要求調整。

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

6)泥漿池開挖。根據樁徑、樁長以及鉆機工作效率開挖相應大小泥漿池，一般以大于一個樁身體積為宜。

3.2 鉆孔階段

1)鉆孔前應當再次復核孔位位置及標高數據，鉆機操作一般配備工人兩名，機長一名，助手一名。晝夜施工須兩班輪換作業。

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

3)清渣。待鉆機入深50 cm左右時，且漿液浮渣達到大致飽和時，須啟動泥漿泵將孔底鉆進行程內浮渣抽出至孔外泥漿池中，沉淀后用機械將池底沉渣撈出運走。

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

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

6)鉆進深度根據孔口護筒頂標高控制。

3.3 清孔階段

1)第一次清孔:當鉆進到設計深度后，將沖錘提至距孔底的0.2 m～0.3 m處，啟動泥漿泵，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，使樁底承載力達到設計要求。2)第二次清孔:當鋼筋籠安裝到位并固定好后，再次復檢孔深和沉渣厚度等是否滿足設計要求。若沉渣厚度(≤50 mm為宜)超標，可用導管底部與泥漿泵管配套裝置再次清孔，直至完全達到設計要求。3)清孔過程中保持漿面穩定，并根據孔內漿面下降高度，及時補充濃度適當的泥漿，確保孔壁穩定安全以及灌樁質量。

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行。采用分節制作、逐節吊裝、搭接焊接相結合的方式，相鄰接頭相互錯開，在同一截面內，接頭數不超過鋼筋總數的一半。

2)起吊鋼筋籠前，在鋼筋籠上合理加設吊筋，調整吊點準確到位。若采用沖擊鉆機上附屬吊裝設備吊裝鋼筋籠，若單節鋼筋籠長度大于沖擊鉆機主臂高度時，須將鉆機機頭往后移約1 m，吊點置于每節鋼筋籠1/2處往上一點，吊裝過程中，各節接頭焊接宜在孔口同時進行，宜采用單面焊，搭接長度應大于10d(d為焊接鋼筋直徑)，但必須保證焊接質量符合規范要求。螺旋筋安裝宜在吊裝時同時進行，為方便操作，不須進行調直，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)灌注前對回淤沉碴厚度、泥漿指標、樁底標高進行一次全面檢查，確保各項指標均符合規范要求。施工技術人員要將灌樁技術交底下發至現場施工人員。

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

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

4)混凝土灌注時，必須保證首批灌入孔內的混凝土體積能將導管充滿后，還能將孔底一次封嚴，并使導管埋入混凝土的深度大于1 m;在混凝土持續灌注過程中，還需將導管同步上提，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后方可進行灌注。灌注時要留置好同養和標養試塊，做好標記。

5)灌注過程中，隨時用測錘測量混凝土面的上升高度，并作好記錄。灌注混凝土過程應連續灌注一次完成。

4 施工體會

沖擊鉆鉆孔樁施工技術，因其投資少、操作靈活、適應性強、鉆進速度快等特點，故其在小樁徑、潛巖樁施工中較常用，具有節省投資、縮短工期等優點，施工中要抓好鉆孔、清孔、灌樁等關鍵工序，確保鉆孔灌注樁施工質量。

［1］ JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范［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.