地鐵明挖車站鉆孔灌注圍護樁施工工藝

吳秀梅

摘要：灌注樁施工質量的影響因素很多，對其施工過程每一環節都必須慎重考慮。對各種影響因素都必須有詳細的規劃，下面就鉆孔灌注樁圍護工程的施工與質量控制作詳細論述

關鍵詞：鉆孔灌注樁 旋挖鉆機 施工技術

前言

鉆孔灌注樁在我國被廣泛應用，其成孔工藝及設備也在不斷發展和改進。它具有能避免或減少水下工程、簡化施工設備和加快施工速度和改善施工條件等特點，目前在市政工程無論是明挖車站或明挖區間中普遍采用。鉆孔灌注圍護樁在施工時，整個施工過程工序較多，且屬于地下或水下隱蔽工程，如果施工中操作不當，就可能會出現坍孔、鉆孔偏斜、斷樁等質量缺陷，影響樁身的完整性和單樁承載能力，從而對整個工程安全造成威脅。因此，有必要針對具體工程、地質等條件，探討鉆孔灌注樁的施工過程及質量控制方法，以確保工程質量。下文就是地鐵明挖車站施工實例，闡述了施工工藝。

1.鉆孔灌注樁施工工藝

根據場區周邊環境、本工程特點，結合地質及水文情況及施工經驗，擬定鉆孔樁設備以旋挖鉆機為主。泥漿循環池采用鋼箱或者現場就地挖坑圍堰設置泥漿循環池，確保場地內的文明施工。

鋼筋籠在場地內加工制作，汽車吊吊裝安放。混凝土采用商品混凝土，攪拌運輸車運送，采用導管法水下灌注混凝土施工。

1.1 孔樁定位測量

根據施工設計圖紙中的孔樁中心坐標現場放樣。

1.2 護筒埋設

為了避免地下不明管線的影響，孔樁地面以下4米范圍內采用人工挖孔，人工挖孔須挖至原狀土，挖孔直徑比護筒直徑大0.1m。護筒采用板厚為6mm的鋼板焊接整體式鋼護筒，其內徑大于孔樁直徑200mm。護筒上設2個200×200的溢漿孔。護筒外側空隙采用黏土填實，并應嚴格保持護筒的垂直度偏差不大于1%，同時其頂部應高出地面0.3m。護筒埋設完畢，需再次復核孔樁中心坐標。確保準確無誤后方可進行下道工序。

1.3 泥漿制備

旋挖鉆機均采用泥漿護壁成孔，鉆孔前須制備泥漿。本工程泥漿制備使用膨潤土。

1）泥漿的制備

泥漿的主要成分為水和膨潤土，另外根據施工情況添加重晶石、CMC、腐殖酸族分解劑、木質素族分解劑和滲水防止劑等材料提高穩定液的性能。

制備泥漿利用泥漿攪拌機進行配制，水與膨潤土的比例一般為100kg水加入8kg膨潤土。

泥漿制備各項指標如下：

比重：1.1～1.2；

粘度（s）：18～22；

含砂率（%）：≤4；

膠體率（%）：>95。

2）泥漿的管理

泥漿池的大小為單樁混凝土體積的1.5～2倍，泥漿池的設置位置和數量以滿足現場施工需要為原則。

沉淀池中的沉渣及廢泥及時清除，并用密封車或脫水干硬處理后用自卸車運至棄土場地，防止污染施工現場及其周圍環境。

1.4 鉆孔

鉆孔采用隔樁跳鉆施工，一根孔樁完成后，跳開2孔進行下一根孔樁的施工。

樁身的垂直度誤差不大于3‰樁長，故鉆機就位時保持底座平穩，以保證不發生傾斜位移。鉆頭中心采用樁定位器對準樁位。利用雙向調節標尺或線墜調整鉆桿垂直，鉆桿位置偏差不大于20mm。下鉆時應注意先將鉆頭垂直后，再導正下入孔內。進入孔內后，先緩慢鉆進，當孔位和鉆機的穩定性、鉆桿的垂直度確定準確后，再正常鉆進。鉆進時，邊鉆進邊注入泥漿進行護壁，保持泥漿面始終不低于護筒頂下0.5m，鉆進過程中隨時檢測垂直度，并隨時調整，成孔時做好記錄。

施工中及時向孔內投放穩定液或泥漿，利用鉆機旋轉產生的離心力將穩定液或泥漿擠入孔壁進行護壁。

1.5 清孔

鉆到設計標高后即開始清孔作業，排渣時必須及時向孔內補充泥漿，以防止孔內坍塌，旋挖鉆機掏渣時注意提升速度不能過快，以防止由于鉆斗的抽吸作用，造成孔壁的坍塌。

成孔檢查：見表1-1

表1-1鉆孔灌注樁成孔質量允許偏差表

編號 檢測項目 允許偏差 備注

1 孔的中心位置 D/6，且不大于50mm D為設計樁徑

2 孔徑 不小于設計樁徑

3 孔的傾斜度 <3/1000，且不得侵入基坑一側

4 孔深 不小于設計規定

5 孔底沉渣厚度 不大于200mm，軍用梁處不大于100mm

6 孔內泥漿指標 比重：1.1左右，膠體率：≥95%，粘度：18s～22s含砂率：≤ 4% 在頂、中、底部分別取樣以取平均值

1.6鋼筋籠加工、運輸及吊放

1） 鋼筋籠加工

a、鋼筋籠外觀檢查驗收

鋼筋籠主筋接頭采用直螺紋套筒連接，鋼筋接頭錯開42d（取1.0米）。鋼筋籠現場加工制作，加工尺寸嚴格按設計圖紙及規范要求進行控制。主筋與箍筋點焊連接，鋼筋加工技術標準見下表

鋼筋加工的允許偏差（mm）

序號 偏差名稱 允許偏差值

1 長 度 ±50

2 鋼筋籠直徑 ±10

3 主筋間距 ±10

4 箍 筋 ±20

b、主筋滾軋直螺紋套筒連接施工要點

滾軋直螺紋鋼筋接頭：通過鋼筋端頭直接滾軋或剝肋后滾軋制作的直螺紋咬合形成的接頭。

外觀質量要求

絲頭：牙形飽滿，牙頂寬超過0.6mm禿牙部分累計長度不應超過一個螺紋周長，外形尺寸包括螺紋直徑及絲頭長度應滿足產品設計要求。

套筒：飽滿無裂紋和其它缺陷，外形尺寸包括套筒內螺紋直徑及套筒長度度應滿足產品設計要求。

接頭：

接頭拼接時用管鉗扳手擰緊，應使兩個絲頭在套筒中央位置相互頂緊。

拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整絲扣外露，以檢查進入套筒

2） 鋼筋安裝：

下鋼筋籠之前，先下探孔器，以檢查孔樁開挖垂直度（垂直度允許偏差3‰）情況，若探孔器順利下孔，且在孔內能夠無任何阻礙地上下豎直移動，說明孔樁垂直度合格，否則就需采取相應措施對孔樁重新進行修整。

采用25T汽車吊車下放鋼筋籠，人工輔助對準。吊放鋼筋籠過程中保持鋼筋籠軸線與樁軸線吻合，并保證樁頂標高符合設計要求。吊入鋼筋籠時，應對準孔位輕放，慢放。下放過程中，要注意觀察孔內水位情況，如發生異常，馬上停止，檢查是否坍孔。

1.7灌注混凝土

孔樁均采用直升導管法進行水下混凝土的灌注，導管用直徑250mm的鋼管，壁厚3mm，每節長4m，配1節長1m短管和2節2m短管，由管端粗絲扣連接。導管使用前，應進行接長密閉試驗，混凝土灌注期間時用鉆架吊放拆卸導管?；炷敛捎肅30商品混凝土，混凝土進入漏斗時的坍落度控制在18～22cm之間。導管下放前準確測量導管總長度，首批混凝土灌注前導管距孔底高度為30～50cm，首批混凝土保證把導管下口埋入混凝土的深度不少于1m。必要時可采用儲料斗。灌注開始后，應緊湊、連續地進行，嚴禁中途停工。灌注過程中，隨時檢測砼面高度，以指導導管提升高度，導管埋入混凝土的深度不得少于1.0m，也不宜大于6.0m，一般控制在2～4m之間。

為確保樁頂質量，在樁頂設計標高以上加灌一定高度，不宜小于0.5m，砼完全凝固后再進行鑿除，以保證不擾動樁頂砼。鑿除樁頭過程中，必須鑿到合格砼。

成樁后施工冠梁前，采用超聲波無損檢測法對孔樁進行檢驗，確定樁身完整性。

2.施工常見問題分析及對應措施

2.1塌孔

原因：由于旋挖鉆孔護壁較薄，加之泥漿比重不穩定；添加穩定液的塑料管口直接對著土層沖刷。

處理措施：嚴格控制穩定液的重量配合比，確保計量準確，誤差在規定范圍內。改正添加穩定液的方法，使其管口直對護筒壁添加。 為防止出現孔壁坍塌事故，施工或鉆斗升降速度一般控制在0.8～0.9m/s，空斗時控制在1.1～1.3 m/s。

2.2鉆孔偏斜

原因：樁架不穩，鉆桿導架不垂直，鉆機磨耗，部件松動；土層軟硬不均，致使鉆頭受力不均鉆孔中遇有較大孤石，探頭石；擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方。

處理措施：檢查、糾正樁架，使之垂直安置穩固，并對導架進行水平與垂直校正和對鉆孔設備加以檢修；偏斜過大時，填入土石（砂或礫石）重新鉆進，控制低速；如遇探頭石，需慢速原位擠壓或低速沖孔將石打碎。隨時可調用一臺沖擊鉆，以處理鉆進過程中遇到的孤石。

2.3鋼筋骨架上浮

原因：首批混凝土灌注導管埋深過淺，混凝土灌注速度過快，后續混凝土灌注中導管埋置過深。

處理措施：使導管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，以減小混凝土的對鋼筋骨架的沖擊力；當孔內混凝土面進入鋼筋骨架1m-2m后，適當提升導管，減少導管埋置深度，增大鋼筋骨架下部的埋置深度。

2.4導管混凝土不能下沉及孔樁內混凝土不能上翻

原因：導管埋深過大 混凝土坍落度過小、和易性及流動性差。

處理措施：在不撞擊鋼筋籠的前提下晃動導管，適當提升導管減小埋深，并嚴格控制混凝土質量，使混凝土坍落度滿足施工要求，具有良好的和易性和流動性，不泌水、不離析。

結束語 灌注樁必須嚴格按照施工規范、規程的要求和工程實際情況編制切實可行的施工組織設計，精心組織施工，著重控制好現場施工順序和施工工藝，尤其要落實好質量通病 處理措施，才能保證工程質量。