鉆孔灌注樁施工技術控制要點

吳健 蒯震宇

摘要：孔灌注樁具有施工工藝簡單，適應性強等特點。在當前的公路和鐵路橋梁工程施工中，鉆孔灌注樁基礎的應用越來越廣泛。如何保證樁基礎的施工質量，快速高效的進行樁基礎施工，已越來越受到人們的重視。

關鍵詞：橋梁樁基礎 ， 鉆孔灌注樁， 施工技術 ， 質量控制

1 施工工藝

鉆孔灌注樁技術目前在我國樁基礎施工中被普遍使用，而正循環回轉鉆孔方法以其成樁直徑靈活、噪音小、洞壁摩阻力大、土質適用性強，對周圍土層結構影響小等優點，在樁基礎工程施工中得到越來越多的青睞。正循環回轉鉆孔的工作原理是：用泥漿泵把泥漿輸進空心鉆桿，從鉆桿底部射出。泥漿在冷卻鉆頭的同時帶動鉆渣懸浮上升，溢出流入孔外的泥漿溜槽，經過沉淀池沉淀凈化，泥漿再循環使用。

正循環回鉆適用于粘性土粉砂細中粗砂，含少量礫石、卵石（含泥量少于20%的土、軟巖，孔徑為80～250cm，孔深為30～100m，其優點是鉆進與排渣同時連續進行，成孔速度較快，鉆孔深度較大。

1.1 工藝流程

采用正循環回轉鉆孔成樁工藝：①樁位放樣； ②埋設護筒； ③注泥漿； ④鉆進取土； ⑤清孔； ⑥吊放鋼筋籠； ⑦拼接導管； ⑧二次清孔； ⑨混凝土灌注； ⑩拔出護筒。（施工工藝流程圖如下）

圖2-1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

2 常見問題預防及處理

2.1 坍孔

⑴ 造成原因：

①泥漿稠度小，護壁效果差，出現漏水；或護筒埋置較淺，周圍封堵不密實；或護筒底部的粘土層厚度不足，護筒底部漏水等原因，造成泥漿水頭高度不夠，對孔壁壓力減少。

②泥漿相對密度過小，致使水頭對孔壁的壓力較小。

⑵ 預防措施：

①在鉆孔附近，不要設臨時通行便道，禁止有大型設備作業。在陸地上埋置護筒時，應在底部夯填50cm厚的粘土，在護筒周圍也要夯填粘土，并注意夯實，護筒周圍要均勻回填，保證護筒穩固和防止地面水的滲入。

②水中振動沉入護筒時，應根據地質資料，將護筒沉穿淤泥及透水層，護筒之間的接頭要密封好，防止漏水。

③應根據設計單位提供的地質勘探資料，根據地質情況的不同，選用適宜的泥漿比重、泥漿粘度及不同的鉆進速度。

④鉆孔時要連續作業，無特殊情況中途不得停鉆。

⑶處理措施：

①如有輕微坍孔時，可采取增大泥漿比重、提高泥漿水位的措施，保證水頭壓力。

②坍孔部位不深時，可改用深埋護筒，將護筒周圍回填、夯實，重新鉆孔。

③若發生嚴重坍孔，應馬上退出鉆機。重新用粘土回填，待回填土密實后重新鉆孔。

2.2 擴孔和縮孔

⑴ 擴孔比較多見，一般表現局部的孔徑過大。在地下水呈運動狀態、土質松散地層處或鉆錐擺動過大，易于出現擴孔。擴孔發生原因與坍孔相同，輕則為擴孔，重則為坍孔。若只孔內局部發生坍塌而擴孔，鉆孔仍能達到設計深度則不必處理，只是混凝土灌注量大大增加。若因擴孔后繼續坍塌影響鉆進，應按坍孔事故處理。

⑵ 縮孔即孔徑的超常縮小，一般表現為鉆機鉆進時發生卡鉆、提不出鉆頭或者提外鳴叫的跡象。縮孔原因有兩種，一種是鉆錐焊補不及時，嚴重磨耗的鉆錐往往鉆出較設計樁徑稍小的孔，另一種是由于地層中有軟塑土，俗稱橡皮土，遇水膨脹后使孔徑縮小。各種鉆孔方法均可能發生縮孔。為防止縮孔，前者要及時修補磨損的鉆頭，后者要使用失水率小的優質泥漿護壁并須快轉慢進，并復鉆二三次，或者使用卷揚機吊住鉆錐上下、左右反復掃孔以擴大孔徑，直至使發生縮孔部位達到設計要求為止。對于有縮孔現象的孔位，鋼筋籠就位后須立即灌注，以免樁身縮徑或露筋。

2.3 埋鉆和糊鉆

糊鉆和埋鉆常出現于正反循環回轉鉆進中，糊鉆的特征是在細粒土層中鉆進時進尺緩慢，甚至不進尺出現憋泵現象。預防和處理辦法，對正反循環回轉鉆，可清除泥包，調節泥漿的相對密度和粘度，適當增大泵量和向孔內投入適量砂石解決泥包糊鉆。選用刮板齒小、出漿口大的鉆錐。嚴重糊鉆，應停鉆，清除鉆渣。對鉆桿內徑、鉆渣進出口和排渣設備的尺寸進行檢查計算。

2.4鉆孔漏漿

⑴ 漏漿原因

①護筒埋置太淺，回填土夯實不夠，致使刃腳漏漿。

②護筒制作不良，接縫不嚴密，造成漏漿。

③水頭過高，水柱壓力過大，使孔壁滲漿。

⑵ 處理辦法：護筒漏漿，應按前述有關護筒制作與埋設的規范規定辦理。如接縫處漏漿不嚴重，可由潛水工用棉絮堵塞，封閉接縫。如漏水嚴重，應挖出護筒，修理完善后重新埋設。

2.5 導管進水

⑴主要原因

①首批砼儲量不足或雖儲量夠，但導管底口距孔底間距過大，砼下落后不能埋沒導管底口，以至泥水從底口進入。

②導管接頭不密封，接頭間橡皮墊被高壓氣囊擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入。

③導管提升過猛，或測深出錯，管底口超出砼面，底口涌入泥水。

⑵預防和處理方法

①引起的導管進水，應立即將導管提出，將散落在孔底的砼拌和物利用旋挖筒或泥漿泵清出。不得已時，將鋼筋籠提出采取復鉆清除，然后重新實施水下砼灌注。

② 、③引起的導管進水，視具體情況，拔換導管下新管，或用原導管插入續灌，但灌注前應將導管內的水和沉渣用吸泥和抽水的方法吸干。若采取續灌，續灌砼配合比應增加水泥量，提高稠度后灌入導管內，在灌入前將導管進行小幅度抖動或掛振搗器予以振動片刻，使原混凝土損失的流動性得以彌補。以后灌注的砼可恢復正常的配合比。

2.6卡管

⑴ 剪球時卡管

原因有：一是剪球制作不合理，塞球直徑與導管直徑差別太小；一是剪球前砂漿或細石料滲入導管與球壁之間造成堵塞。

處理方法：主要采用比漏斗長2m左右，Φ20～25mm的鋼筋捅塞球，使砼下落；或利用機械振動使混凝土下落。

⑵ 混凝土本身的原因：

主要是砼塌落度過小、流動性差、夾有大顆粒骨料、拌和不均勻，以及運輸中產生離析導管漏水、導管接縫漏水、雨天運送混凝土未加遮蓋等致使混凝土中水泥被沖走，粗骨料集中而造成導管堵塞。

首批混凝土的要求：灌注的第一斗混凝土塌落度以控制在水下混凝土塌落度規范要求的高限為宜，為確保剪球順利，首先要對高性能混凝土的坍落度、泌水率、含氣量等進行檢測，混凝土的工作性達到要求時方可進行灌注。

處理方法：采用長Ф25mm以上的長鋼筋或鋼管沖搗管內混凝土，用吊繩抖動導管，用重錘敲擊導管表面等。如混凝土仍不能下落，則視事情（經濟比選），考慮是否按照“二次砍球法”處理。

2.7灌注混凝土時坍孔

在灌注過程中，如發現井孔護筒內水（泥漿）位忽然上升溢出護筒，隨即驟降并冒出氣泡，應懷疑是塌孔征象，可用測探錐探測。

塌孔原因：護筒底角漏水，孔內水位降低；護筒周圍堆放重物或機械振動；清孔后未及時澆注砼，放置時間過長。

預防措施：灌注混凝土時禁止大型設備在附近作業，若澆注工作準備工作不充分，暫時不要清孔，情況合格后及時澆注砼。

發生塌孔后，應查明原因，采取相應措施，如保持水頭或加大水頭、移開重物或機械振動等。然后用吸泥機吸出塌入孔中的泥土。若不繼續塌孔，可恢復正常灌注；若塌孔仍不停止，塌孔部位較深，宜將導管拔出，將混凝土鉆開抓出，保存孔位，回填沙礫黏土，日后重新鉆孔成樁。

2.8埋管

澆筑過程中，發生埋管有兩種可能：

①籠制作質量差，部分鋼筋脫離主筋后插入導管吊環（此情況一般會浮籠）。處理方法：轉動導管，使導管和鋼筋分離并居鉆孔中心，再繼續澆筑。

②導管埋深過大或混凝土初凝造成導管內外摩檫力增大。

預防：嚴格控制導管埋深（不得大于6m且不小于2m），活動導管，防止砼初凝。

處理方法：查明原因，盡可能增大拔力、正反搖動、拔起導管（但要防止拔漏導管）。

以增加骨架在導管口以下的埋置深度，從而增加混凝土對鋼筋骨架的握裹力。

3 結 論

灌注樁屬于隱蔽基礎工程，影響灌注樁施工質量的因素多且復雜，對其施工過程每一環節都必須要嚴格要求，充分詳盡考慮各種影響因素，如地質因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注質量等，從旋挖鉆機開鉆直到水下混凝土澆筑前，孔壁的穩定始終決定著能否成樁，控制好泥漿質量、保證孔壁、孔口不坍塌是其中關鍵工序。整個樁基礎的質量控制，就是在孔壁穩定、順利成樁的情況下保證樁身不偏位，保證水下混凝土的灌注質量。對成品樁的質量檢測主要從樁身偏位、鋼筋籠偏位、混凝土強度、單樁承載能力等幾個方面全面進行檢測判定。

參考文獻（References）：

⑴陳唯一，林蔭岳等編著.客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南（TZ213—2005）[M].北京：中國鐵道出版社，2005.

⑵張宇寧，常乃超等編著.鐵路混凝土工程施工技術指南（TZ210—2005）[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

⑶陳唯一，盛黎明等編著.客運專線鐵橋涵工程施工施工質量驗收暫行標準（TZ210—2005）[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

作者簡介：吳健 男 （1979-09-01）漢 江蘇海門 東南大學畢業 本科學歷 土木工程（道路與橋梁方向）

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