淺析張石高速三期某標段鉆孔灌注樁施工技術要點

摘要：伴隨經濟社會的飛速發展，我國公路（鐵路）建設事業不斷發展和進步，隨著公路里程的延伸，各種形式種類的橋梁爭相出現，重型化、大型化的公路運輸車輛，交通量隨之增加，給公路和橋梁帶來了巨大的壓力，尤以橋梁基礎為關鍵。文章以工程實例對橋梁鉆孔灌注樁基礎的施工要點進行了探討。

關鍵詞：公路橋梁；鉆孔灌注樁；鋼筋籠制作；鋼筋籠吊裝；水下混凝土；施工要點 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2016）33-0088-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.044

1 本合同段樁基工程簡況

張家口至石家莊公路三期三號地（冀蒙界）至張北段高速公路全長57.813km，路線按雙向四車道高速公路標準建設，設計時速100km/h，路基寬26m，橋涵設計汽車荷載采用公路一級，設計洪水頻率大、中、小橋和涵洞均采用1/100。其中L6標段位于河北省張北縣北部和沽源縣西部，里程樁號：K33+000～K43+000。

本標段共含有3×13m空心板中橋兩座：4×20m預制組合箱梁中橋一座：4×20m預制組合箱梁分離式立交橋一座：18+2*24+18m預應力砼連續現澆箱梁互通式立交橋一座。其樁基工程：共設計鉆孔灌注樁基礎

140根。

2 鉆孔灌注樁施工準備

2.1 施工場地、設備及平臺等準備工作

用推土機或裝載機將場地清理、平整、夯實；采用QZ-200型反循環鉆機鉆孔/三翼空心單尖鉆錐。在工地需要打井，以保證水源的就近取水，同時前期的施工電源主要依靠發電機，并且發電機安裝在施工平臺上，還需要保證混凝土的供應。除此之外，樁基施工采用泥漿池，這樣有利于避免污染，還要做好護壁泥漿的相關工作。

2.2 按照設計圖進行放線、定樁

進行引測需要根據設計圖紙上的測量控制網和水準點，并且安放鉆機前，要保證樁位線的準確。測量放線需要依據樁位坐標，同時和全站儀共同判斷出樁的具體位置。

3 鉆孔灌注樁施工技術要點

3.1 護筒制作及埋設

需要對鋼護筒進行焊接作業，同時為整體焊接，然后對護筒進行埋設工作，該工作需要挖設一個坑，坑的直徑要比護筒多20～40cm，并且其中心軸線要對準樁位中心，從而確保導向的準確、孔口土壤的穩定、實現孔內外表層水的有效隔離及保護孔口、孔壁不塌。設定護筒的內徑為200cm（比樁徑大30cm），護筒頂標高超過施工面，大概超過20～30cm。

3.2 制備泥漿

該工程使用的黏土（或膨潤土）及水滿足的條件為：塑性指數大于25、粒徑小于0.005mm的粘顆粒含量大于50，然后用攪拌機將其調制成泥漿，泥漿調制好后放置在鋼制泥漿池內以滿足后期的需要。

3.3 鉆機安裝就位及鉆孔方法

3.3.1 下鉆前，要判斷好鉆頭的準確位置，位置的確定需要以中心定位樁拉線為依據，并且經過多次的重復，才能找到恰當的鉆頭位置。鉆機就位后要保證頂端和底座的平穩，并且用經緯儀對鉆臂的垂直度進行仔細全面的測量，準確無誤后方可用纜繩將其頂端固定好。鉆機剛開始工作需要緩慢鉆進，等到鉆頭或是導向部位完全進入地層后，使初成孔壁堅實、豎直、圓順，起到導向作用，方可加速鉆進。要小心鉆進過程中沉陷或是位移的產生，如果出現要馬上采取相應的措施。

3.3.2 如果鉆機是反循環的，那么開始作業前需要開啟轉盤和泥漿泵，直到有足夠數量的泥漿泵進入鉆孔后才能開始鉆進作業，在黏性土中宜中等速度、大泵量、稀泥漿鉆進；在通過砂層時，應輕壓、低檔慢速、大泵量、稠泥漿中鉆進。

3.3.3 采用泥漿固孔措施，泥漿比重在1.25～1.40之間，孔內泥漿高出水位1.5～2.0m，以防塌孔。反循環鉆機鉆進時，應連續的補充泥漿，防止鉆機只排渣，水頭降低而造成塌孔。

3.4 清孔和二次清孔

鉆孔至設計標高后應清孔，在澆筑水下混凝土前如果沉渣超過施工技術規范要求時應進行二次清孔。

清孔：當采用循環鉆機鉆孔時，采用換漿清孔法和抽漿清孔法，將鉆頭提起10～20cm，并不斷旋轉，置換泥漿和將其渣物排掉；進行清孔排渣作業時，為避免塌孔，需要保留孔內水頭。

二次清孔：除采用開口泥漿盒檢查沉淀厚度外，在澆筑水下混凝土前，將孔底沉積過厚的沉渣攪動，使小量沉降的泥漿漂浮后，立即澆筑水下混凝土。

3.5 鉆機作業

鉆機工作的完成需要不同班組共同努力，同時班組人員要對鉆孔施工情況進行記錄，在交班的時候需要對下一班人員對鉆機作業的相關情況進行說明。鉆進施工人員還要了解地層狀況，對位于地層變化處的渣樣進行研究，并記錄其研究結果，其后以地質剖面圖為依據，進行對比。

3.6 應對鉆孔故障的方法

3.6.1 在鉆孔過程中如果出現坍孔、彎孔、縮孔、偏斜、擴孔、埋鉆、糊鉆等故障的話，需要先確定故障位置，然后對其發生原因進行判定，最后確定處理方法。

3.6.2 處理鉆孔偏斜的方法。鉆孔會出現不同的偏斜情況，那么其處理方法必然不同。其中如若鉆孔不深且偏斜接近于1%的，其處理步驟為校正鉆機—反復對鉆錘掃孔，使孔垂直；如果偏斜度大于1%，則需要重新鉆。另外，如果巖層是傾斜的也會導致鉆孔偏斜，這時需要緩慢進行鉆進作業，低壓下進行鉆進，并且通過傾斜巖后方可進行正常鉆進作業。

3.6.3 擴孔縮孔的處理方法。如果是因為鉆錐、鉆桿的擺動太大造成的擴孔縮孔的話，則需要調整鉆壓，從而有利于避免鉆桿彎曲，進而形成擴孔；對于鉆頭磨損嚴重造成的縮孔，則需要對其實施補焊作業。

3.7 鋼筋籠的制作和吊放安裝

3.7.1 可以分段制作橋梁長樁鋼筋籠骨架，依據吊裝條件確定分段長度（大約為11m），同時保證其形狀不變，并且接頭不能在一起；鋼筋籠的安裝需要使用吊車，還要一段一段地進行下沉作業。具體步驟為：第一段進孔后，需要在孔口安置鋼管，然后吊起下一段鋼筋籠，并且將其底端對準上一段鋼筋籠，對正之后進行焊接作業，然后拆掉鋼管，將鋼筋籠用吊車放入到位。

3.7.2 鋼筋籠每隔2～2.5m就架設Φ16～Φ18的鋼筋箍，將其加固。同時將環形砂漿墊塊安置在骨架的箍筋上，直徑滿足保護層的厚度需要。

3.7.3 用吊車將鋼筋籠安裝好，在鋼筋籠箍筋和主筋連接處設置起吊點，并且吊點要呈對稱性，而且要一次完成吊起作業。只有技術人員在場，才能進行鋼筋籠下放作業，并且對護筒頂標高進行現場測量工作，從而控制鋼筋籠上浮和樁頂標高等問題，鋼筋籠與設計高程符合后固定好孔口，最后進行混凝土澆筑作業。

3.8 技術準備工作

3.8.1 準備好所需要的材料，如內徑為250～350mm的圓錐形漏斗和鋼制導管，導管中間每節為2m，底部每節長為4～6m，與漏斗相連的輔助管節為0.5m和1m各一節。導管螺紋連接，使用前進行水密承壓和接頭抗拉性能試驗（試驗水壓為孔內水壓的1.3倍），試拼完成后需要對導管的尺度進行標注，連接后的管道軸線的偏斜度與其長度的差值不能超過0.1%（前者大于后者），漏斗的上口直徑為80cm、高為90cm，并且上口連接于儲料口，下口連接導管。混凝土灌注作業的后期，需要注意的是漏斗底部和樁頂或孔口水面的差距至少為4m（前者高于后者）。

3.8.2 儲料斗：漏斗和儲料斗的容積與第一批混凝土數量的關系為，前者大于等于后者，第一批混凝土體積計算方法：

第一批混凝土體積：

V≥πD2（H1+H2）/4+πd2h1

式中：

D——樁孔直徑（m）

H1——樁孔底與導管底端間距（m）

H2——導管初次埋置深度（m）

d——導管內徑（m）

h1——樁孔內混凝土達到埋置深度H2時，導管內混凝土柱平衡導管外壓力所需的高度（m），即h1=Hw*γw/γc

3.8.3 在漏斗底部設置可靠的隔水栓或板式閘門。

3.8.4 水下混凝土的配制：水下混凝土C20：砂率：40%～50%；水灰比：0.5～0.6；混凝土坍落度：18～22cm。

3.9 水下混凝土的灌注

3.9.1 實施水下混凝土灌注作業需要滿足：鉆孔驗收合格、孔底的沉淀厚度二次檢查后仍合格、鋼筋籠下沉到要求的位置和相應的其他準備都合格。

3.9.2 第一批混凝土灌注后，混凝土內導管的埋入深度應大于等于1m。

3.9.3 在灌注作業中需要每經過15分鐘，就進行一次孔內緩凝土面位置的探測工作，如若導管的埋入深度不合適，能夠及時糾正。總的來說，導管的埋入深度2～6m，并且值得注意的是導管不能放置于混凝土面。

3.9.4 只要水下混凝土灌注開始了，就需要一直持續直到完成，同時做好相應的施工記錄。后期的混凝土要緩慢灌入，千萬不能著急和量過大，避免管內形成高壓氣囊，最終出現漏水。

3.9.5 如果孔內混凝土面與鋼筋孔底端持平，那么需要將導管的埋入深度加大，同時放慢灌注速度，從而混凝土的上升沖力得到下降。如若混凝土進入骨架的深度超過2m，那么導管的埋置深度能夠適當降低，但不能低于2m。

3.9.6 灌注工作完成后，緩凝土的頂面高度應超出設計高度0.5～1m，還要將灌注量和樁長進行對比。

4 鉆孔灌注樁的檢驗

要按照規范和設計要求檢查樁身混凝土，看其質量是否達標。經檢測L6標段所有橋梁樁基礎全部為一類樁，工程質量符合設計和規范要求。

5 結語

隨著我國交通運輸事業的日益壯大，對地基基礎工程的要求更為嚴格，加上公路橋梁施工中的地質條件和施工技術現工程質量密切相關，特別是其中的地基施工更是決定著工程質量，橋梁鉆孔灌注樁施工要嚴格按施工方案、質量標準、操作規程和流程施工，必須保證鉆孔灌注樁施工技術質量，為整體工程的穩定和牢固提供質量保證。

參考文獻

[1] 陳嬌.關于橋梁鉆孔灌注樁施工技術的分析[J].科技 致富向導，2012，（7）.

[2] 史佩棟.樁基工程手冊[M].北京：人民交通出版 社，2008.

作者簡介：趙立峰（1975-），男，河北鹿泉人，供職于河北省地礦局第三地質大隊，研究方向：水文地質、工程地質和環境地質，公路工程，地質災害治理。

（責任編輯：王 波）