淺析旋挖鉆孔灌注樁的幾個技術要點及應用

張　麗（益陽遠程公路建設有限公司，湖南　益陽　413000）

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淺析旋挖鉆孔灌注樁的幾個技術要點及應用

張麗（益陽遠程公路建設有限公司，湖南益陽413000）

本文以鉆孔灌注樁的各項指標控制作為基點，探討成孔灌注的施工工藝在項目中的應用，以便控制好鉆孔灌注樁的工序和細節，保證鉆孔灌注樁的成樁質量。

鉆孔灌注樁；成孔；灌注

1　引言

鉆孔灌注樁是橋梁基礎工程常見的施工方式，其在施工現場采用鉆孔機械將基土鉆挖成預定孔徑和孔深孔后，把預制成一定形狀的鋼筋骨架放入孔內，然后在孔內灌入混凝土而形成的樁基。由于樁基是項隱蔽工程，施工的工序和細節復雜，對主體結構的影響也有著舉足輕重的作用，因此，本文結合實際施工中的一些淺顯經驗，對鉆孔灌注樁的施工過程中進行探討。

2　工程簡介

本示例快速路合同段橋梁。46-1#孔樁為陸上樁，采用的鉆孔灌注樁基礎。樁長49.5m，樁徑1.6m，樁頂設計高程30.5m，樁底設計高程-19.0m，其施工場地為旱地，橋位處主要地層為粉質粘土、礫砂、細砂、中砂、圓礫等，根據其地質條件、設計樁徑、樁長等情況，該樁采取旋挖鉆成孔。本文結合此橋首件鉆孔灌注樁46-1#孔樁的施工，淺談灌注樁施工工藝的應用。

3　施工要點及工藝應用

3.1埋設護筒

（1）護筒的制作，用4～8mm的鋼板，護筒內徑應比鉆徑大40cm，在護筒上下端口、中部外側各焊一道加勁肋，以增加剛度防止變形。

（2）護筒的埋設：樁基定位后，進行護筒的設置，護筒埋設是旋挖作業的關鍵，埋設時，利用旋挖鉆靜壓法實施，人工和機械配合。頂高出地下水位或河床以下1.5m，護筒面比施工面高出0.5m，其高度滿足孔內泥漿面的要求。護筒入土的埋置深度一般宜為2～4m。

（3）陸上墩護筒采用挖埋法埋設，水中墩護筒埋設采用加壓和錘擊、或振動的方法進行。護筒中心與樁位中心的偏差不得大于50mm，傾斜度不大于1%。在其周圍用粘土回填夯實。

（4）護筒內存儲泥漿其高出地下水位0.5m，保護樁孔頂部土層不致因鉆桿反復上下升降、機身振動而導致坍孔。

3.2鉆機的安裝

鉆機定位后，底座平整、穩固。首先檢查鉆機性能是否良好，鉆頭中心對準樁中心，并與鉆桿在同一鉛垂線上，低檔慢速鉆進。

3.3泥漿的制備及循環凈化

（1）本段擬采用優質泥漿。各項指標如下：入孔泥漿比重1.1～1.3、孔底泥漿比重不大于：砂黏土1.3、砂黏土1.3、大漂石、卵石層1.4、巖石1.2，粘度（s）：一般地層17～22s、松散易塌地層19～28s、含砂率（%）：〈4、PH值應大于6.5、膠體率（%）：〉95、失水率（ml/30min）：14～20。每次加水投土等引起泥漿指標明顯變化時必須進行檢測控制，每天不少于三次。

（2）泥漿池包括制漿池、儲漿池及沉淀池，并用泥漿泵管輸送泥漿。出漿循環槽槽底縱坡不大于1.0%，沉淀池流速不大于10cm/s，利于石碴沉淀。

（3）施工中采用鉆具攪拌：將粘土原料投入孔底，利用鉆頭攪拌成泥漿。泥漿造漿材料選用優質粘土，必要時再摻入適量CMC羧基纖維素或Na2CO3純堿等外加劑，保證泥漿自始至終達到性能穩定、沉淀極少、護壁效果好和成孔質量高的要求。試驗工程師負責泥漿配合比試驗，對全部樁基的泥漿進行合理配備。

（4）施工中鉆碴隨泥漿從孔內排出進入沉淀池，人工使用網篩將石碴撈出。然后使處理后的泥漿經泥漿池凈化后返回鉆進的孔內，形成循環利用。

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3.4鉆孔施工

（1）鉆孔在對成樁質量的好壞，有非常關鍵的作用。施工前，應檢查清楚鉆頭的情況，本案采用回轉斗取土成樁，此法具效率高、速度快，無噪音污染、成孔質量好的優勢。

（2）鉆進中注意事項。

①回轉斗的底盤斗門保持關閉，以防砂土或粘土落入護壁泥漿中，破壞泥漿的配比；②在鉆進過程中，要注意地層的變化和泥漿的各項指標，不可進尺太快，由于是采取的泥漿不必，因此要給一定的護壁時間，使泥漿在循環過程中對孔壁表面形成泥皮，它和泥漿的自重對孔壁保護作用，避免埋鉆；③回轉斗的提升速度需要控制，太快的提升，不利于孔壁的穩定性，容易引起坍塌；④泥漿采用人工攪漿泥漿護壁，在鉆進中，保持好泥漿面不得低于護筒頂40cm，在提鉆時，須及時向孔內補漿，以保證泥漿的高度。

3.5檢孔和清孔

莊深達到設計要求后，檢驗樁徑、垂直度、泥漿厚度等指標，合格后進行清孔換漿，清孔的目的是降低孔內泥漿比重，減少沉碴厚度。清孔的時間，以排出泥漿的含砂率與換入泥漿的含砂率接近為度。如發生彎孔、斜孔、縮孔等情況較嚴重時，重新鉆孔。

3.6鋼筋籠加工及吊放

（1）骨架制作：骨架在制作廠內分節制作，采用焊接或機械連接。

（2）鋼筋籠制作的允許偏差：主筋間距+10mm，箍筋間距+ 20mm，直徑+10mm，長度+10mm。

（3）存放、運輸、吊裝：場地保證平整、干燥，加勁筋與地面接觸的部分墊木方防止受潮或粘土。采用汽車與人工抬運相結合的方式運輸。鋼筋籠入孔時，由履帶吊車配合鉆機吊裝，采用兩點起吊的方式，對準孔徑，保持垂直，輕放、慢放入孔。

3.7第二次清孔

由于第一次清空達要求后，安放鋼筋籠以及導管的準備工作，中間間隙的時間比較長，孔底可能產生新碴，所以需要進行第二次的清孔，泥漿比重在1.03～1.1之間，含砂率小于2%，粘度17～20s，沉碴厚度不大于5cm。

3.8水下混凝土灌注

（1）水下混凝土灌注采取提升導管法施工。塌落度應控制在18～22cm之間；初凝時間大于澆注時間。

（2）計算先灌入的首批混凝土。

首批灌注混凝土的數量公式V≥πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4；h1=Hwrw/Rc

H1表示混凝土樁底到導管底口的高度，H2表示首批灌注混凝土的最小深度，h1表示泥漿。

（3）灌注第一批混凝土使用拔球法。導管底距樁底40cm，導管埋入的深度控制在1～3m之間，樁身較長，可以加大導管的深度。

（4）灌注水下混凝土時，隨時探測鋼護筒頂面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，以控制沉淀層厚度、埋導管深度和樁頂標高。采用測錘法：用繩系重錘吊入孔中，使之通過泥漿沉淀層而停留在混凝土表面，根據測繩所示錘的沉入深度換算出混凝土的灌注深度。

（5）導管是水下灌注混凝土的重要工具，導管采用外徑30cm的鋼管，壁厚5mm，標準節長2.5m，調整長度分別為1.0m，1.50m，其采用粗絲扣和法蘭盤連接，接頭處橡膠圈密封，導管需具有足夠的強度，剛度和良好的密封性，連接牢固，不漏氣，不進水，在澆灌混凝土之前做水密性實驗。澆灌前，導管距孔底控制在300～400mm。

圖1　隔水球式導管法施工程序圖

（6）在施工中，需要特別注意混凝土拌合物從漏斗溢出或者調入孔底，使孔內的泥漿變稠凝固，導致量測不準。同時設專人觀測導管內混凝土下降和井孔水位上升，做好詳細的灌注記錄。導管應保持軸線豎直和位置居中，以防對孔壁的碰撞和對鋼筋籠的卡掛。導管逐步提升，隨著灌注量增加，導管在混凝土內的埋深控制在加大（埋深應控制在2～6m），即應安排拆管，拆除導管動作要快，拆裝一次時間一般不宜超過15min，嚴禁導管拔出混凝土面。為保證樁身的質量，需要做到超灌，即混凝土頂面高出樁頂設計標高的1.0m左右。當鉆孔樁施工完畢，開挖表土，人工切割樁頭達到設計標高值。不得對樁頂設計標高以下的樁體損壞。

4　成樁的檢測

（1）終孔檢驗。檢驗的內容主要有孔徑大小、成孔傾斜率、孔壁平整度、孔深、泥漿指標、沉淀厚度等。采用鋼筋檢孔器吊入鉆孔內檢測。

（2）基樁混凝土質量檢驗。采取抽芯檢測。

5　鉆孔過程常見事故預防及處理

（1）卡埋鉆具。卡埋鉆具是危害最大，也是最容易發生的事故，發生的原因及預防措施：①疏松的砂卵層，是非常容易發生大面積塌方，我們在遇到這種地層時，可以調整泥漿的性能，護筒的埋設等措施；②在粘土層的進尺時，不可太深，會造成孔壁的縮徑從而卡鉆，因此在這類地層的施工當中，一次鉆進的深度不要超過40cm；③鉆頭磨損嚴重，對成孔的有較大的影響，無法保證成孔的直徑，磨損后的邊齒側齒要及時予以修復后才能使用，且平時注重對機械設備的保養；處理卡埋鉆的方法有：①直接起吊；②高壓噴射；③護壁開挖；④高壓噴射。

（2）外桿折斷。外桿折斷也是常見的事故之一，其發生的原因及預防措施包括：①外桿的選擇不適合。其剛度、強度太小，很容易發生折斷事故，在使用中，不能使用彎曲嚴重的鉆桿，更不能將小孔徑鉆孔的鉆桿來作大孔徑鉆孔樁來用；②鉆速不當，使鉆桿扭轉和彎曲的應力增大，鉆桿超負荷的工作，引起鉆桿的折斷。控制鉆桿的速度，尤其是當遇到復雜堅硬的地質環境，或在鉆進中遇到異物時，需小心仔細操作，或等處理之后再鉆進；③發生折斷事故，可用較粗的鋼絲繩帶打撈，檢查原因之后，更換鉆桿。

6　結束語

鉆孔灌注樁旋挖法是一種普遍采用的樁基施工方式，其施工噪聲和振動小，工藝成熟、對地層適用性強，已被廣泛應用于公路、鐵路、橋梁等結構工程中。在鉆孔樁技術的應用中，需要熟悉其地質勘查的資料，并對各施工要點嚴格把控，泥漿的制備、成孔的質量，對孔地沉淀的處理等，對樁的承載力影響都很大，這些要點的把握，也對整個的樁基的質量都有直接作用，由于施工中存在很多的不可預見性，本文旨在為同類項目的施工提供參考。

［1］黃政聰.某工程樁基施工工藝分析.建材與裝飾，2013.

［2］徐海軍.鐵路線下鉆孔施工方案探析.城市建設理論研究，2013.

［3］胡飛伶.淺談旋挖鉆孔灌注樁施工.經營管理者，2011，7.

張 麗（1982-），女，工程師，專科，主要從事公路工程與橋梁方面的工作。

U231

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2095-2066（2016）19-0195-02

2016-6-21