淺談鉆孔灌注樁施工

吳國強

（中鐵建港航局集團路橋工程有限公司，廣東 廣州510000）

0 背景

小岡大橋擴建工程全長1.5Km，位于新會區雙水鎮，起點位于梅岡沙，樁號K3+900，途中跨越潭江水道，終點至勝岡，樁號為K5+400，橋梁沿舊橋位置河流上游單側加寬，新舊橋間隔2.0m，設計采用水下鉆孔灌注樁施工，其中19-26#墩為水中墩，鉆孔樁采用在搭設的鋼平臺上施工。

1 施工準備

（1）合理規劃布置施工便道，保證樁機及其他的施工機械安全就位和沉渣的及時外運，并保證在施工中不互相干擾。

（2）合理布置鉆孔施工的用水、用電設施以及泥漿池、排渣等其他設施，全面滿足施工工作的要求。小岡大橋0#臺～18#墩、27～42#臺施工電纜均埋設至地面以下，19～26#墩施工電纜采用掛設的方式，固定在舊橋靠近線路中心側梁體翼緣板下。

（3）對樁位處的場地進行清表平整工作，必要時進行換填碾壓處理，保證場地地基強度，防止鉆機沉陷。

（4）由項目部測量人員放出樁孔的位置，根據樁位中心拉十字線引出四個護樁，每個方向兩個，并對護樁做好保護工作，防止施工過程中擾動，護樁作為后續工程準確的就位的基準。

2 護筒安裝

2.1 水中樁基礎施工

（1）為了不相互影響鉆孔，埋設與設計要求一致的樁基鋼護筒，分節制作，單節長度為1.8m，單節卷制完成后進行節與節之間的焊接，由3節焊接成長5.4m的鋼護筒串，加工好后運到現場。利用浮吊起吊，將分節護筒接高、下沉。在護筒快要落入河床時，調好垂直度，自然下放切入河床。當鋼護筒下放到河床面后利用雙夾DZ120振動錘振動入巖，直至護筒再無明顯進尺為止，下沉深度與設計施工圖紙一致。為減少護筒下沉阻力，可利用空氣吸泥機輔助下沉。在護筒下沉過程中采取導向槽鋼箍住措施確保護筒垂直度。

（2）護筒就位采用專用導向架，護筒沉放時，按樁位準確地定出位置，在導向架的導向作用下，將鋼護筒慢放就位，然后在鋼護筒頂連接DZ-120型雙夾振動錘振動下沉至粘土層。在施打過程中注意隨時調整鋼護筒的垂直度。鋼護筒頂面標高應與施工平臺一致，確保水頭高度。護筒下沉后應檢查護筒內有無突出物，有無漏水。

（3）單根鋼護筒沉放工藝流程如下：

導向架安裝定位→首節鋼護筒入導向架→測量校核→首節振動下沉→測量校核→第二節接長、焊縫檢驗→第二次振動下沉→移走上導向架→繼續振動下沉到位→防護方案。

當鋼護筒著河床時，鋼護筒內的水基本處于靜止狀態，可以通過浮球的位置來判斷鋼護筒底口位置是否偏離設計位置。

圖1 浮球法測鋼護筒底面位置及垂直度

（4）護筒采用鋼護筒，采用厚度不小于10mm的鋼板卷制，護筒頂端設15cm寬的鋼板條加勁箍和吊環，護筒內徑比樁徑大20cm為宜，高度不小于2m。

2.2 陸上鋼護筒施工

（1）根據護筒的直徑和埋置深度，在鉆頭安裝擴孔器或用人工開孔，至要求深度后，用樁機的副卷揚機吊勾將護筒吊起慢慢放入孔內。

（2）在護筒就位的過程中，中心偏差通過護樁進行控制。

（3）護筒就位后，應保持護筒頂面高出地面30cm為宜，并用3%左右的灰土或粘土將護筒周圍回填夯實，以防孔口坍塌和地表水流入孔內。

2.3 護筒埋設回填密實后，沿十字護樁進行掛線，在與護筒相交處做好標記，測量出十字交點（鉆孔樁中心）至護筒標記點的距離，并認真填寫護筒偏位記錄。

3 泥漿池設置

3.1 布置原則

泥漿池原則上布置在便道的相對側，陸上樁每兩個墩位設置一處泥漿池（泥漿池包括沉淀池、循環池），泥漿池的排列要整齊、有序，在施工便道跨越線路地段，泥漿池位置可根據現場情況作適當調整。

陸上樁基礎泥漿池采用4個墩位共用一處泥漿池考慮，泥漿池（含沉淀池、循環池）尺寸為12m*4m*1.5m，橋臺位置單獨設置一處泥漿池，尺寸為6m*4m*1.5m。沉淀池與循環池之間預留1m厚隔墻，隔墻頂設置0.5m*0.5m流漿口，開挖時嚴格按要求施工。

3.2 水中樁基礎施工泥漿循環系統

鉆孔過程中，為保證泥漿的正常循環，采用相鄰護筒作為泥漿循環池和儲漿池，泥漿凈化后循環使用，并用泥漿泵進行循環。鉆碴排放至沉淀池，晾曬后運至指定棄碴場,禁止將掘土或泥漿倒入河道中。

水上樁基施工泥漿循環系統見下圖2：

圖2 泥漿循環示意圖

3.3 泥漿池防護

泥漿池旁邊應設置明顯的警示牌和剛性的安全防護措施。泥漿池防護欄設置距泥漿池邊緣不能小于50cm，露出地面凈高120cm，立桿間距為200cm，要求立桿打入深度不少于50cm，在立桿上設置兩道橫桿，橫豎向連接處采用扣件連接固定，并按要求安裝安全網。

3.4 泥漿的排放

為保護環境和文明施工，鉆孔棄碴（廢泥漿）放置到指定地方，不得任意堆砌在施工場地內或直接向河流排放，以避免污染環境。廢泥漿用罐車送到處理場進行處理；鉆碴待沉淀后運到棄土場。

4 沖孔施工

沖孔機具有以下特點：1）自重輕，適合在承載力小的平臺上施工，但成孔速度較慢。2）鉆孔產出的泥漿較多，不利于環保。其操作要點及注意事項如下：

（1）開始沖進時，應適當控制進尺，在施工到護筒下1m后，可根據地質情況調整沖程。如護筒土質松軟發現漏漿時，可提起錘，向孔中倒入粘土，然后使膠泥擠入孔壁堵住漏漿孔隙，泥漿穩定后繼續沖進。

（2）在粘土中沖進，由于泥漿粘性大受阻力也大，易卡錐，用采用小沖程、大泵量、稀泥漿沖進，在沙土或軟土層中沖進時，易坍空孔。控制進尺，輕，低檔速度，大泵量，稠泥漿沖進。

（3）沖進過程中，每進尺2～3m，應檢查鉆孔直徑和豎直度，檢查工具可用圓鋼筋籠（外徑D等于設計樁徑，長度4～6m）吊入孔內，使鋼筋籠中心與沖孔中心重合，如上下各處均無掛阻，則說明沖孔直徑和數值度符合要求。

（4）沖孔完成后，必須檢測孔深、直徑和傾斜度，其中孔徑和孔深必須達到設計要求，要求傾斜度不得大于1%。

5 成孔檢測及清孔

（1）成孔達到設計后，必須核實地質情況并通知監理和設計院相關人員進行地質確認，同時通知現場主管技術人員測量孔深，測繩采用鋼卷尺進行量測。

（2）吊裝鋼筋籠之前采用換漿法進行清孔。清孔應達到以下標準：泥漿比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度控制在18～20s，沉渣厚度達到設計要求:本項目柱樁不大于5cm，摩擦樁不大于10cm。

（3）清孔完成后進行成孔檢測，對樁位進行復測，對孔徑、孔深、傾斜度、沉渣厚度進行檢測，確保成孔后質量達到設計要求。

（4）檢孔器的制作應符合以下要求：

檢孔器采用Φ18鋼筋制作，其外形似鋼筋籠，每2m加一道Φ20加強箍筋，防止在使用過程中發生變形。對于1.0m的樁徑，檢孔器外徑取0.98m，有效段長度為5米。對于1.25m的樁徑，檢孔器的外徑取1.23m，有效長度為6m。

6 灌注水下混凝土

（1）基礎砼按耐久性設計，施工時參考耐久性的相關規定在水泥品種、摻和料的性能指標、骨料特性、外加劑等方面依規定嚴格執行。

（2）采用直升導管法灌注水下砼。導管上設料斗，料斗下設隔水栓。開始時漏斗中儲備足量的砼，其數量要保證在切斷隔水栓首批砼灌注下去后，使導管下口埋入砼中1～3m。之后采用連續快速灌注，混凝土通過導管進入已灌好的混凝土中，并始終保持導管口埋入砼中（控制在2m～6m范圍內）。使灌好的混凝土頂托著上面的泥漿和水逐步上升。為使灌注工作順利進行，應盡量縮短灌注時間，使整個灌注工作在首批砼初凝之前完成。

砼初灌量應由下列公式計算確定：

式中:V——砼初灌量（m3）；

D——樁孔直徑（m）；

H1——孔底至導管底端間距，取0.35m；

H2——導管首盤料埋置深度（≥1.0m）；

d——導管的內徑（0.3m）；

h1——樁孔內混凝土達到埋置深度H2時，導管內混凝土柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即h1=HWγW/γC；

HW——井孔內泥漿的深度（m）；

γW——井孔內泥漿的重度（kN/m3）；

（3）導管壁厚8mm，直徑300mm，中間節長1.6m，底節長4m，為了保證導管搭配，導管上部有1m和0.5m兩種形式，接頭用法蘭盤連接，底節導管下端不得有法蘭盤。導管使用前應試壓，不得漏水。

（4）水下砼的坍落度應采用18～22cm，混凝土由拌合站集中供應，用料斗接料送入導管漏斗。

（5）在砼灌注過程中，現場技術人員應經常測量導管埋入深度，并做好記錄，用來控制拆管長度，并應保證混凝土頂面澆注到樁頂設計高程以上80cm左右，以保證樁頭質量。