鉆孔灌注樁首件工程施工

曹松來，駱偉

(1.安徽交通職業技術學院，安徽 合肥 230051；2.安徽省城建設計研究院，安徽 合肥 230051)

0 引 述

鉆孔灌注樁是橋梁基礎施工中常見的類型，在深水中修建橋梁基礎或是淺層地基承載力滿足不了的情況下一般都考慮采用此種施工。現場定好樁位以后采用機械進行垂直下挖，掏空鉆渣，下放鋼筋骨架，澆筑水下混凝土成型。一座大橋的樁基有很多根，如何利用地質情況，如何開展施工，這就對首件鉆孔灌注樁施工提出高要求、嚴標準。

1 工程概況

該特大橋共有Φ1.3m樁基8根，Φ1.6m樁基132根，Φ2.0m樁基52根。引橋25#墩左幅0#樁基計劃作為鉆孔灌注樁首件工程施工，首件樁基樁徑為1.6m，樁長為47m，鋼筋7.45t，混凝土94.5m3。

通過首件鉆孔灌注樁施工，我們預期達到以下目的：

①確定鉆孔灌注樁施工方案的可行性，根據施工中出現的具體問題具體分析，及時解決；

②通過首件制，驗證所用的施工設備能否滿足要求，人員配備是否科學合理，指導以后樁基的規模化施工。

2 施工準備

2.1 機具準備

本項目鉆孔灌注樁首件工程采用旋挖鉆機成孔，旋挖鉆對施工現場各種土層適應性較強，鉆孔速度快；采用導管進行水下混凝土灌注；混凝土由混凝土罐車運至灌注現場。

2.2 材料準備

工程開工前編制材料計劃，統一組織各種材料的采購和供應，并利用當地的運輸力量，原則是“就近擇優購置”，混凝土采用商品混凝土。選用質量較好廠家生產的產品，經試驗合格后報監理工程師批準后使用。

2.3 作業條件準備

①進場后立即開始場地清理工作，按照設計征地范圍清理地上構筑物、障礙物，同時處理好與當地行政主管部門和居民的關系，為臨時和主體工程的施工創造條件。

②施工區域內供水、供電、臨時設施滿足樁基施工要求，道路平整暢通。

臨時用水：生活、生產用水由地表水和水井接入。

臨時用電：為確保施工期間停電能正常施工，現場配1臺發電機作為臨時的應急電源。

③做好機械、運輸車輛及各種輔助設備的維修檢查和進場工作。

④樁基施工前，根據設計圖紙和施工方案的要求，將施工區域障礙物清除完畢。先平整場地，清除雜物，夯填密實，保證鉆機作業場地安全穩固，然后再安排鉆機就位。

3 施工方案

施工的進場便道已修筑；所需材料、機械設備已準備就緒；測量人員根據設計圖紙放樣出樁位。

3.1 施工準備

①樁基定位

根據對設計交付的導線點控制點的復測,使用其平差后的結果,并考慮到現場實際施工條件,進行現場施工測量網的布設。

加密點布設原則：采用3角網布設，確保每樁位至少有兩組控制點對樁位進行控制，相互校核，減少施工中的測量誤差。加密點要經過多次反復校核平差才可以使用，使用時轉換成施工坐標。樁的測量定位采用全站儀以兩組不同的控制點先后對同一樁位進行測量（見圖1）。

圖1 樁位放測示意圖

②安設護筒

護筒采用8mm的鋼板卷制加工，護筒內徑為200cm，長2m。在已確定的樁位處采用挖掘機配合壓入。打入前用十字交叉法將樁中心引至樁外，作4個標記點，并做好保護（直到成孔后）。護筒應高出地面30cm，并且護筒頂端應高出地下水位或孔外水位1.0m～2.0m。

③鉆孔施工準備

首先是處置場地，安裝鉆機。施工時控制旋挖鉆機的傾角在4°以內，由于局部地方地質條件差，鉆機自帶大塊厚鋼板墊于鉆機下，防止鉆孔過程中不均勻沉降。工人操作卷揚機，鉆頭中心對準鉆孔中心，鉆機垂直下鉆，行進時稍稍提升鉆具，確保鉆頭環刀能夠活動。

④鉆進過程中，操作人員隨時觀察鉆桿是否垂直，并通過深度計數器控制鉆孔入深。護筒往下鉆進3m以后可采用高速鉆進，鉆進速度與土層壓力有較大的關系。

⑤泥漿采用常規膨潤土、纖維素以及火堿混合而制，設置好一定稠度后在泥漿池制備好，泵入孔內，使得旋挖鉆在鉆進中既冷卻鉆頭又能夠護壁。鉆進時隨時監測孔內情況，及時補加泥漿保持液面高度。泥漿制備應注意兩個方面：一是泥漿的指標問題；二是補漿的速度[1]。

⑥用撈砂鉆頭將沉淀物清出孔位。在灌注水下混凝土前，調制好泥漿稠度，循環泥漿，并派專人在泥漿沉淀池內撈出被泥漿置換出的鉆渣，直至泥漿滿足圖紙和規范要求為止。

⑦鉆孔前通過測量確定護筒的標高，將該點作為基點，按設計要求計算孔深，孔深偏差不能比設計深度少；孔徑用檢孔器測量，每道工序都要符合要求。

鉆孔樁鉆孔允許誤差表[2] 表1

3.2 鋼筋骨架的制作與安裝

3.2.1 鋼筋骨架的制作

鋼筋骨架在場外鋼筋場地制作、存放，最后用平板車拖運至樁孔附近。鋼筋骨架整體制作、根據樁長分節吊裝。鋼筋籠的加工與焊接嚴格執行JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術規范》要求。

鋼筋骨架采用加勁筋成形法制作。為使鋼筋骨架正確、牢固定位，在鋼筋骨架周圍每隔2 m焊4個保護層鋼筋，以保證保護層厚度和鋼筋骨架位置。鋼筋骨架制作時，嚴格控制外形尺寸。

3.2.2 鋼筋骨架的起吊和就位

鋼筋骨架的起吊采用汽車吊。按照設計要求采用兩點吊，確保鋼筋骨架的穩定而不變形。相鄰鋼筋骨架連接時必須保證兩節骨架位于同一豎直線上再進行焊接，接頭完成，稍提骨架，抽去臨時支托，將骨架徐徐下降，使全部骨架降至設計標高為止。

骨架就位后，仔細核對每節骨架入孔解下的標志牌，避免漏掉或接錯骨架，最后詳細檢測鋼筋骨架的底面標高是否與設計相符，偏差不得大于5cm。

圖2 鋼筋籠吊裝示意圖

3.3 灌注水下混凝土

灌注水下混凝土采用導管法。導管用壁厚4mm，內徑25cm的鋼管制作。導管使用前作水密、承壓試驗，保證導管不漏水。導管內壁做到光滑、順直、和無局部凹凸，各節導管內徑大小一致偏差不大于±2mm，導管底離孔底40cm。導管頂部應設漏斗、儲料斗。儲料斗的儲量必須大于首批混凝土灌注量（經計算，直徑1.6m樁基首灌料需要5.16m3）。

圖3 首批混凝土數量計算圖

計算公式如下：

V≥πD2/4（h1+h2）+πHbd2/4

式中：V——首批混凝土體積（m3）

V≥3.14×1.62/4×（0.4+1.0）+3.14×1.05×45.6×0.252/4=5.16m3

迅速作好灌注水下混凝土的各種準備工作，防止坍孔和泥漿沉淀過厚[3]。

開始灌注前，再次核對鋼筋骨架標高、導管下口距孔底距離、孔深、沉淀厚度、孔壁有無塌坍現象等，不滿足要求時，要經處理后方可開始灌注混凝土。坍落度為18cm±2cm，并經過試驗后確定摻入適量的減水緩凝劑。混凝土用混凝土運輸車運至現場，直接卸料至料斗內入孔。

水下灌注混凝土要連續進行，嚴禁中途停灌。而且要有專人監測并記錄導管埋置深度和混凝土面高度，孔內的水位升降也要注意觀察。當導管過長時，要正確的提升和迅速的拆除。導管的埋深一般控制在2m～6m，灌注首批混凝土時，導管埋入混凝土中的深度不得小于1m。混凝土面接近鋼筋骨架底部時，為防止鋼筋骨架上浮，采取以下措施：使導管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，以減少混凝土的沖擊力。

另外考慮樁頂浮渣的影響，在樁頂設計標高以上加灌0.5m～0.8m的混凝土。此段混凝土待承臺開挖后鑿除，鑿除時須防止損毀樁身。

3.4 施工主要事故預防措施

3.4.1 孔壁坍陷

防治措施：在性質不良的土層中，將護筒加大，用密實的粘土填封護筒的周圍，保證泥漿制備的優質率，始終要求護筒內泥漿的水位比地下水位高。搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。成孔后，待灌時間一般不應大于3h，并控制混凝土的灌注時間，在保證施工質量的情況下，盡量縮短灌注時間[4]。

3.4.2 縮孔

防治措施：采用優質泥漿，降低失水量。成孔時，應加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時間內，孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹。或在導正器外側焊接一定數量的合金刀片，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。

3.4.3 鉆孔偏斜

防治措施：保證場地處理平整；鉆機在安裝時轉盤的中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線上，鉆桿偏差小于等于20cm。鉆進不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，第一要自重大、鉆桿剛度大，第二鉆速要打慢檔。另外加設安裝導正裝置，遇到鉆孔偏斜時，提起鉆頭上下反復掃鉆幾次，以便削去鉆上的硬土。

3.4.4 卡管

治措施：使用的隔水栓直徑應與導管內徑型號統一，同時隔水性能要好。在混凝土灌注時，應控制好混凝土攪拌時間和對比混凝土的坍落度。水下混凝土必須具備良好的和易性，澆筑過程中，混凝土應緩慢倒進漏斗的導管，避免在導管內形成高壓氣塞。

3.4.5 鋼筋籠上浮

防治措施：定好鋼筋籠初始位置，與孔口牢固固定。灌注中加快混凝土灌注速度，或添加外加劑，保證混凝土頂層進入鋼筋籠時的流動性。灌注混凝土過程中，應隨時監測凝土澆注的標高及導管埋深，導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m，嚴禁導管提出混凝土面[5]。

3.4.6 斷樁

防治措施：成孔后清孔非常重要，清孔時間應根據孔內沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規范規定。混凝土澆注過程中，應隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深，提升導管要準確可靠，切勿起拔過多。嚴格遵守操作規程，嚴格確定混凝土的配合比，混凝土應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求。灌注混凝土應從導管內灌入，要求灌注過程連續、快速。

4 結 語

經過周密的制定施工方案和保障措施，樁基首件工程的施工是非常科學的。一流的大橋要有一流的施工團隊，更要有科學的管理理念和施工理念，在安全第一的前提下，準備工作要做充分，中間執行過程要規范，后期質量工程要嚴格把控，這樣，我們工程師修建的道路和橋梁才能真正為社會、為人民服務。

[1]劉麗霞.橋梁樁基礎施工技術探討[J].交通標準化,2013(8).

[2]JTGD63-2007，公路橋涵地基與基礎設計規范[S].北京：人民交通出版社，2007.

[3]楊愛武.基礎工程[M].合肥：合肥工業大學出版社，2012.

[4]王健.鉆孔灌注樁施工質量問題及防治措施分析[J].交通標準化,2010(13).

[5]彭琳凌.論述鉆孔灌注樁常見施工質量通病及防治[J].城市建設，2010(18).