鉆孔灌注樁施工工藝淺析

曹艷艷

摘 要：鉆孔灌注樁在我國橋梁樁基施工中是一項應用十分廣泛的施工技術，隨著經濟建設的不斷發展，在水利工程、房屋建筑及市政工程中得到了大量的推廣和廣泛的應用。但由于鉆孔灌注樁的施工工序較多，既要保證成孔安全，又要保證成樁質量，必須做好每道工序的工作質量及工序間的銜接。本文對鉆孔灌注樁施工工藝進行了詳細的闡述。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；施工工藝；分析

一、適用范圍

本工藝適用于橋梁樁基、水利工程、房屋建筑工程及市政工程中的基礎處理工程施工，適用地層為粘性壤土地層及粘土地層。

二、工藝原理

本工法是采用回轉鉆機自造泥漿護壁成孔，孔內土體通過鉆頭切割與攪拌形成泥漿，最終通過泥漿泵正循環排出孔外；鋼筋骨架分節制作，汽車吊吊裝就位，孔口焊接下放鋼筋籠；直升導管法進行水下混凝土澆筑的施工工藝。

三、施工工藝流程及操作要點

1、成孔施工

（1）定位放樣

根據施工圖紙，測量人員采用全站儀測量放點，精確放出各樁的中心位置，同時埋設樁中心的縱向、橫向定位標志及護樁，經監理工程師確認無誤后方可進行施工，施工中經常進行復測。

（2）護筒埋設

①護筒采用壁厚4mm鋼護筒，內徑大于鉆頭直徑100～150mm，在護筒上端開設1個出漿口，規格為40×40cm。

②護筒高出施工平臺10～30cm，底部及周圍用粘土回填，分層夯實校正樁位后用細線拉出樁中心十字線，并用紅漆標記在護筒上，施工時要經常測量復核其準確性，護筒底標高應高于地下水位標高，護筒埋深根據地下水位、樁徑和鉆頭長度確定，一般約1.5m。

（3）鉆機就位

對鉆機下部墊層進行夯實后，再搭設施工平臺，水平尺找平，鉆機就位后必須平整、穩固。每班由工段長或班長檢查（測）不少于3次，發現不符合要求的立即糾正。

（4）泥漿制作

鉆孔用泥漿主要采用自造漿，開鉆時可在孔內加入適量的粘土并采用低速、慢進造漿，然后正常鉆進。在鉆進過程中嚴格控制泥漿參數，保護孔壁不坍塌、縮徑及保證樁的灌注質量。沖洗液循環系統由泥漿池、沉淀池排水槽組成，應滿足鉆進過程中沉渣、清渣、排漿的要求，并經常進行清理，保持泥漿性能，每班檢測不少于3次。沉淀池中的沉渣應及時清理運走，廢漿及時抽漿外排，或暫存廢漿池。

（5）鉆進成孔

鉆孔灌注樁采用正循環，三翼單腰帶刮刀鉆頭回轉鉆進成孔，原土造漿護壁，正循環兩次清孔工藝。開孔前檢查鉆頭直徑是否能達到設計樁徑要求，校核樁位、孔口標高及樁孔編號，經檢驗準確無誤后方可開工。鉆進時，開始2～5m要輕壓慢轉，采用低檔低速鉆進。鉆進技術參數為：轉速40～70r/min，壓力10～20kN，泵量1000～1500L/min。

鉆進過程中應注意以下問題：

①鉆進過程中每鉆進3m要檢查一次鉆桿的垂直度和轉盤的水平度，發現超標及時調整。

②鉆進過程由專人經常測定泥漿的技術參數，及時調配泥漿，黏度大、含砂率高的泥漿及時外排，沉淀池廢渣及時挖除。

③在鉆進過程中根據鉆進及返漿帶渣情況，明確記錄地層的地質情況，若遇特殊地層則及時采取措施，整個鉆進過程中盡可能避免鉆機振動、移位。

④終孔過程中采取計算鉆具長度、機高、機上余尺的方法計算孔深，鉆孔完畢后用測繩再次測定實際孔深，確認達到設計深度后方可進行下一步施工。

⑤鉆孔結束后，孔位、孔徑、垂直度（傾斜率）可采用自制檢孔器檢驗。檢孔器采用外徑為基樁鋼筋籠直徑加35～40mm（但不得大于鉆頭直徑），長度為5倍外徑的自制鋼筋籠。

（6）清孔

①鉆孔達到設計深度后，孔深、孔徑等檢查合格后進行清孔。清孔時應將鉆具提離孔底50cm，大泵量清孔。

②為保證樁的質量，在下入導管后，進行二次清孔，保持孔內泥漿相對密度1.03～1.10，含砂率<2%，粘度17～20Pa·s，并確保灌注前的孔底沉渣厚度不大于0.2m。

2、成樁施工

（1）鋼筋籠制作

根據施工圖紙分段制作，按照鋼筋制作規范施行。搭接處采用雙面焊接，搭接長度按照施工圖紙執行，同一截面焊接根數不大于1/2，接頭間距不小于35d。螺旋箍筋搭接長度不小于300mm。按設計要求在骨架外側設置控制保護層厚度的鋼筋，骨架頂端兩側設置吊環。

（2）鋼筋籠焊接及驗收要求

制作好的鋼筋籠經過驗收后，要標明堆放，并做好防護，鋼筋籠存放時應在加強筋內部加設“十”字鋼筋支撐，防止鋼筋籠失圓。以防止受潮生銹及變形。

（3）鋼筋籠的安放

清孔結束后，盡快進行鋼筋籠的吊裝安設工作。鋼筋籠安放前要再次對鋼筋籠進行檢查核對，確保鋼筋籠符合設計及規范要求。

①采用汽車吊吊裝鋼筋籠；

②下放鋼筋籠前，根據護筒標高，再次測量孔深，配備相應的枕木和壓桿。

③鋼筋籠安放必須垂直對中，不碰孔壁，吊筋或壓桿的橫擔不得壓在護筒上及可能引起孔壁坍塌的范圍內，應將壓桿、橫擔支撐在枕木上。

④鋼筋籠定位采用壓桿與鋼筋籠相連接，根據護筒標高計算出地面標高后，把鋼筋籠下放到位，將壓桿固定在孔口橫擔上，以防止灌注砼時鋼筋籠上浮或下移。

（4）安放導管

①導管采用φ250mm的鋼管，導管間采用絲扣連接。接導管前先洗凈連接頭，連接必須緊密，嚴禁滲漏。導管每節長度一般3m左右，最下端一節長度不小于4m，并配置1m、0.5m等短管調節導管長度。

②導管下放前在地面試壓檢查其連接的密封性，根據鉆孔深度，試水壓力一般不小于0.6～1.0MPa。

③孔內居中下入導管，導管下端距離孔底約0.3～0.5m。

（5）混凝土灌注

①在混凝土灌注前，進行二次清孔，并測量孔底沉渣厚度。

②按照施工配合比拌制砼，并保證供應強度，確保在最先澆筑的砼初凝前澆筑完畢。

③首批灌注混凝土的數量應滿足導管首次埋置深度≥1.0m和填充導管底部的需要。

④灌注過程中，導管埋置深度控制在不小于2.0m，防止拔管過多造成斷樁或夾層。灌注時專人負責檢查記錄，隨時觀察管內混凝土下降及孔口返水情況。

⑤首批砼灌注后，樁孔混凝土面高出鋼筋籠底部1m時，降低混凝土的灌注速度。當混凝土上升到骨架底口4m以上時，提升導管，使導管底口高于骨架底部2m時，恢復正常灌注速度。

⑥當灌注接近樁頂時，應及時量測樁頂標高，使灌注樁的樁頂標高比設計標高高出50～100cm，混凝土灌注過程中，用重錘或測桿檢查樁頂標高。

⑦在灌注過程中或將近結束時，核對混凝土的灌入數量，以確定所測混凝土的灌注高度的準確性。灌注結束后，整理、沖洗現場，清洗導管及工器具，護筒在灌注完畢后提起。

（6）清理樁頭、成樁檢測

為確保樁頂質量，樁頂砼面標高宜高于設計標高50～100cm。在砼灌注結束后，保留10～20cm待砼強度達到設計強度的70%以上后進行鑿除，并報請檢測部門對樁身質量進行檢測。

（7）特殊情況處理

①預防斷樁、夾泥、縮徑，減少泥皮厚度的措施

a、灌注過程中隨時測定混凝土面高度，保證導管埋深在2～6m范圍內。

b、防止灌注混凝土的過程中堵塞導管是在灌注漏斗上加篩網（必要時），防止大塊碎石進入導管而堵管；導管內壁必須光滑順暢，不得有結塊砼或其它物品粘附在管內壁。

c、使用好的泥漿，保證泥漿的質量，快速成孔，減少清孔至灌注混凝土的時間間隔。灌注前洗孔：泥漿比重、粘度、含砂量、孔底沉渣滿足要求指標。

d、鉆進中產生的泥漿粘度、比重等始終保持設定的允許范圍內，隨時清挖排除廢渣廢液，若有超標時應及時稀釋，應先清洗后稀釋。

e、混凝土灌注至距頂部3m時，向孔內放水稀釋泥漿或將導管在砼的埋深減為1.0m，以減少混凝土排除泥漿的阻力，防止樁頂產生瓶頸現象。

f、鋼筋籠下到設計標高及防止上浮下沉措施：防止鋼筋籠的上浮和下沉，除采用剛性大的壓桿外，當灌注混凝土返至鋼筋籠底部以上1m左右時，適當放慢灌注速度，待混凝土面超過鋼筋籠底部3～4m，再保持正常灌注速度。

②處理斷樁措施

在灌注過程中，如因故把導管下口提出混凝土面，或停灌，即會產生斷樁，則可采取如下搶救措施：

a、當灌注混凝土量少、埋籠淺或未埋籠時，將籠拔出，重新下鉆掃孔，用反循環鉆機把孔內混凝土掃開，吸出孔內砂、石及其攜帶的沉淀。孔深滿足要求后重新下籠、下導管進行二次清孔，重新灌注砼。

b、在灌注的后期，可將導管拔出并進行清洗，然后加裝底蓋閥并將導管及料斗內灌滿混凝土后再插入孔內混凝土面1～2m以下，然后剪斷底蓋閥的吊繩并提起導管（約0.5m），使混凝土排出，并繼續灌注至要求的高度。

四、結語

總之，鉆孔灌注樁成孔施工采用正循環方法能適用于多種較為復雜的地層，尤其是壤土地層，成孔質量好，孔壁穩定性好，不易塌孔，擴孔率小，效益顯著。

參考文獻

[1] 林建清.鉆孔灌注樁在公路橋梁中的施工技巧[J]. 福建建材. 2015（04）.

[2] 魏建發，方良堂.公路橋梁施工中鉆孔灌注樁質量控制分析[J]. 江西建材. 2014（23）.