大直徑入巖鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)分析

劉瑞

鄭州鐵路土木建筑工程有限公司（450000）

大直徑入巖鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)分析

劉瑞

鄭州鐵路土木建筑工程有限公司（450000）

這里介紹了大直徑超深入巖鉆孔灌注樁施工的工藝流程、操作要點(diǎn)、質(zhì)量控制措施、安全及環(huán)保控制措施，可以為同類工程提供參考和借鑒。

入巖；鉆孔灌注樁；工藝流程；操作要點(diǎn)；質(zhì)量控制；安全及環(huán)保控制

0 概述

城市高架橋被廣泛應(yīng)用，大直徑超深入巖鉆孔灌注樁的應(yīng)用也急劇增多。城市高架橋大多在城市道路中央占道施工，因此工期十分緊張。其中鉆孔灌注樁的施工占據(jù)大量的工期，尤其是大直徑超深入巖鉆孔灌注樁，往往成為制約整個(gè)工程進(jìn)度的瓶頸。

1 技術(shù)原理

先采用Φ1.8m鉆頭的旋挖鉆機(jī)，以樁基樁位為中心，配以旋轉(zhuǎn)斗鉆孔至巖層，然后換用巖芯鉆頭鉆孔至其設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。挖除大量的渣土后，再采用Φ2.5m鉆頭的沖擊鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，以提高成孔速度。充分利用旋挖鉆機(jī)成孔速度快、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，沖擊鉆機(jī)堅(jiān)硬巖層成孔適應(yīng)強(qiáng)、直徑大等各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，從而有效提高成孔速度，降低工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，極大地減少占用城市道路施工的時(shí)間。

2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量放線→樁機(jī)就位→旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)→沖擊鉆機(jī)就位復(fù)核→沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)→成孔檢查→清孔→下鋼筋籠→下導(dǎo)管→二次清孔→水下混凝土澆灌→樁基檢測

3 操作要點(diǎn)

3.1 測量放線

施工控制點(diǎn)采用二級附合導(dǎo)線，導(dǎo)線邊長約60～100m。導(dǎo)線點(diǎn)埋設(shè)在不受施工影響的位置，復(fù)核后妥善保護(hù)，并應(yīng)經(jīng)常復(fù)測。導(dǎo)線角和導(dǎo)線邊的測量采用全站儀。水平角觀測采用方向觀測法。二級導(dǎo)線共15個(gè)，位于兩個(gè)橋墩中間的現(xiàn)有道路上。點(diǎn)標(biāo)志用Φ12mm、長度約15 cm的帶圓頭、刻“+”的不銹鋼螺栓埋設(shè)。

3.2 樁機(jī)就位

1）下護(hù)筒。以樁位中心為圓心，將比設(shè)計(jì)樁徑大0.2～0.3m圓形范圍內(nèi)的混凝土路面破除，再用旋挖鉆機(jī)挖至地面以下1.5～2m,然后用鋼釬插入坑底以下1.5m，確認(rèn)其下無障礙物后，將10mm厚鋼制護(hù)筒埋下。護(hù)筒周圍用黏性土均勻回填并分層搗實(shí)，確保護(hù)筒埋設(shè)穩(wěn)固。護(hù)筒頂面宜高出地面300mm，并高出施工水位或地下水位2m。使用旋挖鉆機(jī)時(shí)，護(hù)筒內(nèi)徑宜大于孔徑200mm。使用沖擊鉆機(jī)時(shí)，護(hù)筒內(nèi)徑宜大于孔徑400mm。護(hù)筒面中心與樁的設(shè)計(jì)位置偏差不得大于50mm，斜度偏差不大于1%。

2）旋挖機(jī)就位。通過自身履帶爬行至需鉆樁位，由機(jī)械自身電腦控制進(jìn)行鉆機(jī)桅桿與機(jī)身水平和垂直調(diào)整。由于旋挖機(jī)自重約為80 t，為確保旋挖機(jī)工作狀態(tài)下的安全，當(dāng)?shù)鼗休d力達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)在旋挖機(jī)工作的部位鋪裝路基板，確保成孔過程中設(shè)備平穩(wěn)。

3）沖擊鉆機(jī)就位。安裝鉆架、設(shè)備的地基必須平整、堅(jiān)實(shí)、軟硬均勻；鉆架底座安裝必須水平、周正、穩(wěn)固，保證施工過程中鉆機(jī)的穩(wěn)定；所用基臺(tái)木枕及鋼材的規(guī)格、數(shù)量及安裝形式應(yīng)符合鉆機(jī)使用的要求；安裝時(shí)必需保證周圍平穩(wěn)，并使天車前輪外緣、鉆頭中心和樁孔中心三點(diǎn)一線，其對位偏差不得大于20mm；拆卸鉆架前，必須對動(dòng)力系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、鉆架各部件及其他輔助工具進(jìn)行認(rèn)真檢查。

4）測量復(fù)核。鉆機(jī)就位后，由測量人員和監(jiān)理工程師再用測量儀器復(fù)核樁基的中心線，確保鉆機(jī)鉆頭的中心和樁基的中心重合。同時(shí)對鉆桿或鋼絲繩的垂直度進(jìn)行檢查，確保鉆機(jī)的垂直度，檢測無誤后再開鉆。

3.3 旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)

根據(jù)工程地質(zhì)情況，巖面以上土層可采用旋挖鉆機(jī)挖孔、泥漿護(hù)壁的成孔工藝，下部巖層采用破巖鉆頭入巖。護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1m以上。

開動(dòng)鉆機(jī)挖孔鉆進(jìn)，每斗鉆進(jìn)500～1 000mm，起斗后及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充預(yù)先配制好的成品泥漿。鉆進(jìn)時(shí)認(rèn)真仔細(xì)觀察進(jìn)尺和泥漿液面情況，當(dāng)液面下降時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿。護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1m以上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)液面快速下降時(shí)應(yīng)迅速補(bǔ)充泥漿，同時(shí)快速提起鉆頭，鉆頭提出后繼續(xù)補(bǔ)充泥漿，直到液面穩(wěn)定。每鉆進(jìn)4～5米深度驗(yàn)孔一次，在預(yù)計(jì)的土層變化時(shí)，取渣進(jìn)行分析并記錄。

3.4 沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)

在操作卷揚(yáng)松鋼絲繩時(shí),應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)巖土的松、軟、密、硬情況均勻松放。松繩過少易出現(xiàn)“打空錘”現(xiàn)象，使鋼絲繩、鉆機(jī)承受較大沖擊載荷。松繩過多，沖擊鉆具擺動(dòng)大影響鉆進(jìn)效率，嚴(yán)重時(shí)可能使鋼絲繩纏繞發(fā)生事故。另外，要經(jīng)常檢查鋼絲繩的磨損情況、卡扣松緊程度、轉(zhuǎn)向是否靈活，以免掉鉆。

3.5 清孔

清孔采用氣舉反循環(huán)法進(jìn)行。樁孔終孔后應(yīng)立即進(jìn)行清孔，以免沉渣增多而增加清孔工作量和清孔難度。清孔過程中應(yīng)不斷置換孔內(nèi)泥漿，直至準(zhǔn)備澆筑混凝土前才可停止置換，以保證沉渣厚度符合要求。

3.6 下鋼筋籠

鋼筋籠的安放吊裝設(shè)雙吊點(diǎn),吊點(diǎn)位置應(yīng)恰當(dāng)，一般應(yīng)在加勁箍筋處。根據(jù)所用鋼筋籠的特點(diǎn)，起吊時(shí)第一吊點(diǎn)應(yīng)設(shè)在第一個(gè)加勁箍筋處，在距籠底8m左右處設(shè)兩個(gè)吊點(diǎn)。吊放鋼筋籠入孔時(shí)，應(yīng)對準(zhǔn)孔位中心徐徐下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高，若遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高起猛落式的強(qiáng)行下放。上下兩節(jié)鋼筋籠采用直螺紋連接時(shí)，上下主筋位置應(yīng)對正，保持鋼筋籠的上下主筋在同一軸線上。吊筋采用4根Φ28的鋼筋，鋼筋下端與鋼筋籠主筋焊接。鋼筋籠頂?shù)醴胖猎O(shè)計(jì)標(biāo)高、并對準(zhǔn)校核后，上端與孔口處兩根I25b工字鋼連接固定。

3.7 下導(dǎo)管

根據(jù)孔深計(jì)算所需導(dǎo)管的長度并合理配管，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為300～500mm。

3.8 二次清孔

1)導(dǎo)管就位后，在導(dǎo)管上口安裝配套蓋頭后，用泥漿泵把鉆孔底部因下鋼筋籠、導(dǎo)管而引起的再次沉淀的鉆渣及仍然懸有鉆渣的相對密度較大的泥漿抽出，用相對密度1.15左右的泥漿置換。

2）清孔一段時(shí)間后，測量孔底沉渣厚度和孔內(nèi)泥漿相對密度，若均達(dá)到清孔標(biāo)準(zhǔn)后，可立即開始灌注混凝土。

3.9 水下混凝土澆灌

首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度和填充導(dǎo)管底部間隙的需要。將混凝土傾倒在儲(chǔ)料吊斗中，再用起重機(jī)將吊斗吊于漏斗和導(dǎo)管上方，卸料澆注混凝土。首批混凝土灌注時(shí)，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為300～500mm，導(dǎo)管埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)小于1m。為保證樁身混凝土的質(zhì)量，混凝土的灌注高度應(yīng)高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5～1m。

3.10 樁基檢測

當(dāng)樁基的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%，可以進(jìn)行聲波檢測，檢測合格可進(jìn)入下一道工序。若檢測不合格，則報(bào)請?jiān)O(shè)計(jì)院，根據(jù)設(shè)計(jì)院意見進(jìn)行處理。

4 質(zhì)量控制措施

1）堅(jiān)持三級測量復(fù)核制。認(rèn)真保護(hù)各測量樁點(diǎn)，對可能損毀的重要樁點(diǎn)應(yīng)設(shè)好護(hù)樁，施工測量放線要反復(fù)校核。認(rèn)真進(jìn)行交接班，確保中線、水平及結(jié)構(gòu)物尺寸位置正確。

2）鉆機(jī)就位后必須使繩索對準(zhǔn)樁位中心成垂直狀態(tài)，保證其垂直度符合要求；鉆孔過程中要經(jīng)常檢查鉆頭的直徑，以確保孔徑與樁徑相同；泥漿比重要符合要求,以保證成孔過程中不出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

3）泥漿的配制和排放由專人負(fù)責(zé)。質(zhì)檢人員負(fù)責(zé)泥漿性能的檢測并作好記錄，對達(dá)不到要求的泥漿擁有質(zhì)量否決權(quán)。

4）清孔用符合要求的新鮮泥漿置換孔內(nèi)泥漿，然后才能進(jìn)行鋼筋籠的吊放。在安裝好鋼筋籠和澆灌混凝土前，再測一次沉渣厚度。如果沉渣厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需進(jìn)行第二次清渣。清渣采用泥漿循環(huán)的方法進(jìn)行,達(dá)到要求后方可澆注混凝土。

5）每車混凝土都應(yīng)作坍落度試驗(yàn)，應(yīng)對混凝土顏色、和易性、流動(dòng)性、骨料的大小、均勻程度等進(jìn)行直觀檢查，如對質(zhì)量產(chǎn)生疑問，應(yīng)立即檢查，不合格者不得使用。

5 安全控制措施

1）進(jìn)入施工現(xiàn)場人員必須佩戴安全帽，施工操作人員應(yīng)穿戴好必要的勞動(dòng)防護(hù)用品。

2）在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)機(jī)械的安全操作規(guī)程,由專人操作。機(jī)械設(shè)備應(yīng)按要求維修保養(yǎng)，經(jīng)安全部部門檢驗(yàn)認(rèn)可領(lǐng)證后方可投入使用。

3）鉆錘檢修時(shí)，被吊起的鉆錘下方不得站人。

4）鉆孔時(shí)遇有機(jī)架搖晃、移動(dòng)、偏斜或鉆頭內(nèi)發(fā)出有節(jié)奏的響聲時(shí)，應(yīng)立即停鉆處理。鉆孔中如遇卡鉆，應(yīng)立即切斷電源，停止下鉆，在未查明原因前不得強(qiáng)行啟動(dòng)。

5）隨機(jī)電源開關(guān)靈敏，漏電保護(hù)器完好。安全防護(hù)裝置必須完整有效。

6）吊裝設(shè)備、提升系統(tǒng)由專人定期檢查，操作人員嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。起重機(jī)操作人員需經(jīng)考核，持證上崗。信號(hào)指揮人員應(yīng)有明顯的標(biāo)志，不得兼任其他工作，做到定機(jī)定人指揮。要嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”原則。