淺析水位站鉆孔混凝土灌注樁施工工藝

楊永平

摘要：本文對鉆孔灌注樁成孔和成樁施工提出了防止孔壁坍塌的泥漿制作要求，常見鉆機鉆進問題及解決方法，鋼筋籠制作、水下混凝土澆灌導管安裝和成樁質量控制要點，試樁試驗等，總結了一套較完整的反循環鉆機泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝和施工方法。

關鍵詞：鉆孔灌注樁 泥漿制作 反循環鉆機成孔 鋼筋籠的制作 水下澆灌砼

中圖分類號： U443.15+4文獻標識碼： A

1.工程概況

陜西省中小河流水文監測系統建設在商洛市6縣1區新設12處水位站，塔基礎全部采用鋼筋混凝土灌注樁施工工藝，水位塔基礎采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁徑為1200mm，樁長為10至13m不等，塔身樁徑800mm，12處水位站采用混凝土灌注樁基礎，根據《地質勘察報告》表明，使用反循環鉆機泥漿護壁成孔施工，現以反循環鉆機成孔泥漿護壁施工工藝為例，在灌注砼樁施工當中總結了一套較完整的施工方法。

2.反循環鉆機泥漿護壁成孔灌注樁施工方法

反循環鉆機泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝是：鉆孔→吊裝鋼筋籠→澆灌砼→抽出護筒成樁→處理樁頭

鉆孔：挖泥漿池和制作泥漿：泥漿的作用是防止孔壁坍塌和對孔壁起保護作用，它既能使孔內的泥漿不致流入孔外，又能使孔外的水不致滲入孔內，它的具體要求為：比重：1.3~1.5T/m3；含沙率：≤4-8%；膠體含量：≥90%；塑性指數：IP＞17。

挖泥漿池：泥漿池應設至距樁位6-8米以外的空地為宜，坑口尺寸大約4×5米（也可根據鉆機多少確定），深1.5M為宜，四周用紅磚鋪砌，坡度大約600㎜左右，上抹20厚1：2.5的水泥砂漿。泥漿池必須保證一次施工30~40個樁的排放和需求，泥漿池施工完畢，應從樁位至泥漿池施工兩條排漿循環溝，以便泥漿循環使用，施工方法同泥漿池。截面尺寸=寬×高=800~1000×500~600mm為宜。

制作泥漿：泥漿的制作選用自然水和粘土或黃土拌制而成，粘土必須取樣送試驗室鑒定，粒徑≤5mm，粒徑太大必須過篩。施工時將粘土送泥漿池攪拌使用。水的選用不得使用對砼有害的水。

埋放護筒：護筒一般用4~5mm的鋼板壓制而成，鋼板太薄容易變形，其內徑一般比鉆孔大20cm，高度為1.5~2米，埋入樁位后高出地面300~400mm，側邊開300×300mm左右的孔，距地面100~150mm為宜，護筒埋好后，在筒外墊20厚粘土，用腳踏實，以防地面水滲入，護筒中心線與樁位中心線距離≤50mm。

反循環鉆機成孔：待泥漿循環池及護筒施工完畢后，選擇10kw的反循環鉆機，用16T汽車起重機將其對準樁位就位，然后用水平尺校正機身及鉆桿的水平及垂直度，開動電機，放下鉆頭，用泥漿泵注入泥漿，鉆機將循循鉆進，一節鉆桿鉆入后及時停機，接上第二節。如此反復鉆至設計深度。

鉆進過程中的注意事項：應經常檢查泥漿的稠度，如發現泥漿中雜物太多，必須及時清理排漿溝及泥漿池或更換泥漿。鉆機在鉆孔過程中，如發現鉆桿搖晃，可能遇到硬土或巖石等，應立即停機檢查，待查清原因，處理后再鉆，否則將會發生位移、坍孔壁、樁位偏斜，甚至扭斷鉆桿等事故。遇有卵石或礫石時應盡量慢鉆，同時適當加壓，必要時更換鉆頭。常見的鉆頭有普通鉆頭，合金鋼片鉆頭和合金鋼壓輪鉆頭，鉆進時應根據土的堅硬程度選用鉆頭。

鉆孔過程中的清渣：鉆機在鉆孔過程中的泥渣，一部分同泥漿一起擠入孔壁中，另一部分隨泥漿一起排出坑外流入泥漿池，剩余的部分則沉積在孔底。所以在開鉆后大約4-5m深時，應清理一次鉆孔，以后每鉆2-3m深清理一次為宜，清理的次數也可能根據土質現場確定?？變惹逶怯勉@機上的清孔器進行的，有時也可以用人工清理。

鉆孔過程中常見的問題處理有坍孔壁:由于鉆頭上下移動,淘渣,泥漿稠度不夠,鉆桿偏位或流砂等,都有可能引起坍孔現象。所以施工時要經常投入一些石子，粘土等補充。鉆機偏移：由于機身不穩，鉆機旋轉位置地基松軟等原因引起的鉆機偏移，發現后要及時停機，校正鉆機及鉆桿?？椎壮霈F漂石：若鉆機振動或鉆機速度遲緩，可能由于孔底存在漂石，出現后要及時停機檢查，漏漿：漏漿是由于泥漿太稀，或孔底出現較大的洞等引起的，如孔內的泥漿突然下降，則必須在孔內加入一定數量的水泥，石膏或粘土，提起鉆頭攪拌進行封堵。

鉆孔的施工質量檢查有孔的直徑檢查：樁孔鉆完后，用一個比鉆孔小10-20mm的圓環拴上12#鉛絲，垂直放入孔中上下移動進行檢查，鐵環重5--10Kg；孔深檢查：一般用5Kg的重錘拴12#鉛絲檢查，鉆進過程中也可以根據鉆桿的長短觀察。樁孔的允許偏差：孔徑：≤50mm；垂直度：樁長1%（根據鉆機的鉆桿測定）；孔位中心線：≤1/6樁的設計直徑；孔底沉渣：≤100mm。

2.2吊入鋼筋籠：

鋼筋籠的制作方法：如設計主筋Φ28，箍筋Φ10＠200，骨架加筋Φ14＠2000制作時，鋼筋頂部加一道Φ16箍筋，用于吊放鋼筋籠，且將其中的兩根筋加長做為導向鋼筋。箍筋的制作，可用一個鋼筋籠直徑100的轆轤圈制作而成。制作尺寸如下：主筋＝樁長＋地梁高－保護層；導向筋＝地面標高－孔底標高。

鋼筋籠制作的允許偏差：主筋間距：±10毫米；箍筋間距：±20毫米；鋼筋籠直徑：±10毫米；鋼筋籠長度：±100毫米；水下灌注樁鋼筋保護層±20毫米。

鋼筋籠安裝：樁孔清渣完畢，應立即吊放鋼筋籠，吊放時用一臺25T吊車徐徐向下吊放，同時用人工輕輕轉動，避免碰壞孔壁。

2.3水下澆灌砼：施工時先用吊車將導管插入孔內，在導管的上口下3cm－５cm處將予制砼塞用８號鉛絲固定，在導管的上部漏斗內裝滿砼，切斷鉛絲，砼同塞一起突然下落，在樁底擴散，隨后繼續在漏半內加砼，將孔內的泥漿全部排空.抽出導管，即形成砼樁。

導管的制作及安裝：導管選用δ=3mm鋼板壓制而成，內徑250mm,長3m右，上下焊法蘭盤，有利于導管的相互安裝，總長=地面標高-孔底標高+2m.上部用法蘭盤同漏斗相連。漏斗的容量應根據樁的直徑確定，同時必須滿足第一盤砼埋入導管處1米以上。導管制作所用的鋼管內徑必須光滑,接頭嚴密,不得有跑漿、漏氣現象。導管每使用一次，必須認真清理內部污物，以便下次再用。管安裝時應用25T吊加緩緩放下，放到底后向上提起300--500mm。導管安裝時不得碰撞鋼筋籠和孔壁，否則會影響樁孔的質量。

砼的制作：水下澆注砼要求流動性大，強度高，本工程試樁設計強度等級C40，坍落度16cm-20cm。施工前，應先在試驗室作配合試驗報告單。比根據當地砂石情況，配制這種砼此，其強度與澆注砼強度之比不小于1：1.15，另外石子的級配要符合要求，粒徑1--3cm為宜，含沙量不大于1%，使用時必須用水沖洗，砂子采用粗砂，含泥量不大于2%，水泥選用525#水泥，同時加入適量的NF減水劑。

砼澆灌：澆灌砼的要求是導管安裝完畢后，立即澆注砼，澆灌必須連續進行，防止由于時間太長而引起的坍孔，石渣沉入孔底增多，以及灌入的砼流動性減弱。砼灌注樁灌注充盈系數（實際灌注砼體積與設計樁身直徑計算體積比），一般土質為1：1。砼灌注高度檢查：澆注砼除了根據其充盈系數計算其理論用量外，且必須經常采用浮標或測錘測定砼的灌注高度，保證樁的頂部標高準確。

2.4抽出導管成樁：砼澆灌完畢，應立即抽出導管，導管抽撥時應緩慢地旋轉進行，不得猛抽。抽出的導管必須及時清理，以便下次使用。

2.5樁頭處理：鋼筋砼灌注施工完畢后3--5天，既進行開挖四周的土方，挖至樁頂設計標高下200mm---300mm后，將樁上部的泥漿，水泥漿的混合物清理干凈，上部用鏨子鑿毛，然后將彎曲的鋼筋校正，清除鋼筋上污物。

2.6鋼筋砼灌注樁的試驗

內部結構檢驗：灌注樁內部存在孔洞、疏松、跑漿等缺陷時，可以通過超聲波檢驗。樁的承載試驗：砼灌注樁是在試驗樁上進行的，正式打樁前，應先打試驗樁試驗樁一般不少于樁總數的1%，且不少于3個。均由專門檢測試驗單位負責進行試樁檢驗。試驗時，將樁的頂部鑿平，抹一層同砼強度等級相同的水泥砂漿，上部加載通過壓。在打樁正式開始以前，應先打好試驗樁，檢測無誤后方可正式打樁，在正式樁施工完畢后應另作檢驗。自樁基施工開始到結束，主要記錄有如下：鉆孔記錄：鉆機型號，使用鉆頭情況；30分鐘的鉆進記錄；泥漿稠度記錄；特殊問題的處理記錄；清碴記錄；其它規范要求的記錄。澆灌砼的各種記錄：鉆機成孔；泥漿制作；成孔深度；孔徑；垂直度；清孔；沉渣厚度鋼筋籠制作；水下混凝土澆灌；澆搗時間；施工順序等等。

3.通過商洛水文局12個水位站砼灌注樁的施工，總結的施工方法和經驗是：正確應用有關規范，熟悉設計圖紙文件及各項技術要求，不斷提高自身業務素質和技術水平。鋼筋混凝土灌注樁施工雖然工序簡單，但技術含量高，必須認真對待每個工序，抓好事先指導，強化施工準備，施工前應認真分析地質報告用于選擇鉆機及鉆桿.鉆頭等。施工的關鍵在于鉆孔和灌砼兩個環節，要嚴把成孔.清孔.水下混凝土灌注等各環節質量管理，采取有效的預防措施。鉆孔時必須認真觀察鉆機和泥漿的變化，用于分析處理各種問題。澆樁的關鍵在于清渣和第一斗砼的施工，否則整個樁將報廢。施工的各個主要環節，必須配專人負責，統計，記錄應準確及時。各種試驗資料相當重要，必須明確分析、掌握，只有這樣，鉆孔灌注樁施工才能充分發揮出它的優點，達到安全、優質、經濟、高效的預期目的。