橋梁工程中沖擊鉆成孔灌注樁的施工技術

謝時會

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

橋梁工程中沖擊鉆成孔灌注樁的施工技術

謝時會

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

以實際工程為例，結合鉆孔灌注樁的實際特征，從施工前的準備工作、鉆孔施工、鋼筋籠施工、混凝土澆筑施工等幾個方面對鉆孔灌注樁的施工措施進行了探討，取得了良好的施工效果。

橋梁工程；沖卷機鉆成孔；灌注樁；施工技術

1 工程概況

某橋梁工程主橋使用預應力混凝土變界面連續(xù)箱梁，公路設計等級為一級，設計橋面寬度為24.6 m，上幅和下幅分開，單幅橋梁的寬度為12 m。大橋使用整體式基礎作為大橋主墩，樁基礎設計長度為35 m,直徑為1.6 m,過渡墩使用分離式基礎結構。根據(jù)本工程的實際情況，使用混凝土鉆孔灌注樁進行施工。

2 灌注樁施工工藝

2.1 施工準備階段

(1)樁位的有效測定。施工初期施工團隊負責人應針對建設單位所提供的基準點相關情況，借助一定的儀器進行樁位的有效測定并將測量結果進行匯總，上報監(jiān)理部門進行審核。

(2)埋設護筒。按照設計圖紙的基本要求，為了避免在鉆孔時發(fā)生坍孔等不良現(xiàn)象，影響施工的順利實施，可采用挖埋法對旱地中的樁基護筒進行埋設處理，對于深水區(qū)來說樁基護筒打入法效果更為顯著。

(3)泥漿的制備環(huán)節(jié)與凈化循環(huán)階段。在泥漿的制備中材料的選擇很關鍵，直接關系著泥漿的質量是否達標，因此應選擇優(yōu)質的粘土并在其中加入一定量外加劑，提高泥漿的性能。施工人員事先需將循環(huán)分離中所使用的器械像攪拌機、分離器等裝置準確到位，以備不時之需。泥漿循環(huán)系統(tǒng)平面布置如圖1。

圖1 泥漿循環(huán)系統(tǒng)平面布置圖

2.2 鉆孔階段

2.2.1 反循環(huán)旋轉鉆孔

(1)為了避免鉆頭發(fā)生堵塞現(xiàn)象，施工人員可在鉆孔前對鉆頭進行預處理，首先將鉆頭提高到距孔底合適的距離后，使用真空泵對其內部進行注水處理，待完成后通過控制閥與放水閥裝置使管路處于封閉狀態(tài)；其次啟動真空泵，將管路內存在的氣體進行徹底抽出，保持管路內處于負壓狀態(tài)，從而將水引入到泥石泵中，等到泥石泵中注滿水后即可關閉真空泵，使泥石泵處于正常工作狀態(tài)。

(2)針對不同土層的實際情況采取行之有效的鉆進方法。

(3)為了確保鉆進速率的恒定，泥石泵的流量應滿足一定的要求。

2.2.2 反循環(huán)沖擊鉆孔

(1)在進行開鉆處理時需在孔內灌注一定量的泥漿，若孔中有水可直接加入一定劑量的粘土，增強其穩(wěn)定性。特別是對于護筒底部的土層區(qū)域由于地質條件的制約，施工人員應引起足夠的重視。開孔后待鉆機進入一定距離后再進行抽渣處理可有效避免不良現(xiàn)象的發(fā)生。

(2)針對不同土層的實際情況采取切實可行的鉆進方法進行施工。

(3)鉆孔工作不能間斷，需持續(xù)不斷進行，若遇突發(fā)狀況不得已而中止鉆孔作業(yè)，施工人員必須在第一時間將鉆頭提起到一定的高度，以避免坍孔等現(xiàn)象對施工造成一定的影響。鉆進過程中應時刻關注土層的變化狀況，若發(fā)現(xiàn)存在異常應及時上報主管部門，經深入研究采取有效實施方案后方可進行后續(xù)施工。

(4)鉆進中不僅要確保孔內水位高于地下水位一定距離，而且還要使水位低于護筒頂面合適的范圍，避免溢出現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.3 成孔作業(yè)的有效檢查

(1)樁孔成孔工作完成后對孔徑進行有效檢查很關鍵，在檢查中應該嚴格按照相關標準要求進行，孔徑滿足施工要求后方可進行后續(xù)階段的施工。

(2)采用標準錘檢測法對孔深部位進行檢測。標準錘通常選擇的是錐型錘，不管是在直徑、質量方面，亦或是高度方面都做出了明文規(guī)定，初次測量完成后對其進行復查也是必不可少的環(huán)節(jié)。

2.3 首次清孔工作

(1)當鉆孔高度滿足施工需求后施工人員要及時做好清孔工作的有效處理。

(2)采取抽漿換漿法進行清孔處理。首先應將鉆頭置于孔底一定距離，根據(jù)需求采取合適的速率鉆動鉆頭，在鉆動中一方面通過泥石泵的作用將多余的漿液排出孔外，另一方面向孔內補充已凈化的泥漿，直至孔底雜物被徹底清理后方可停止。

(3)在進行清孔工作中需滿足以下條件：①所排出的泥漿顆粒大小應控制在合適范圍內，而且含砂率也要有效控制；②孔底沉碴厚度不同部位的要求也要參照施工具體要求進行比對；③清孔工作的開展應有效化。

2.4 鋼筋籠制作安裝階段

(1)鋼筋籠的制作是根據(jù)工程所需分節(jié)完成的。為了避免螺旋筋綁扎遇到阻礙，可將加勁筋置于主筋內側。

(2)因為鋼筋骨架比重大，因此在施工中可選擇分節(jié)制作與安裝的方法。在實施過程中為了確保鋼筋籠質量達到相關要求，施工人員應重視各個階段的施工，防止變形等不良現(xiàn)象的發(fā)生。

(3)當首節(jié)骨架置于加勁筋位置時，應根據(jù)工程所需穿進工字鋼，并將鋼筋支撐在工字鋼部位，使首節(jié)骨架與第二節(jié)骨架進行有效連接。待骨架達到實際標高時將其定位于孔中心，繼而完成鋼筋籠的安裝工作。

2.5 第二次清孔

在安放鋼筋籠與導管工作開始前會有一個短暫的空閑時間，在此期間孔底會產生一定量的新碴，這時施工人員應采取有效的措施對其進行處理，等到鋼筋籠與導管準備就緒后，再借助導管進行二次清孔工作。清孔方法列舉如下：首先可在導管頂部設置一個易于彎曲的皮籠，便于將泥漿注入導管內；其次從孔底順著導管方向將沉碴進行有效處理；最后等所有的指標滿足設計相關需求清孔工作即可完成。第二次清孔過程中，風壓力P根據(jù)下述公式進行計算

P=rs·h0/1000+ΔP

在公式中，rs指的是泥漿的比重，kN/m3，取1.2；ΔP指的是供氣管道壓力損失，取0.06～0.1 MPa,m；h0指的是混合器沉沒深度，m。

2.6 灌注水下混凝土

在進行水下混凝土灌注中直升導管法的應用大大增強了施工成效性。在該方法中導管主要采用的是厚度一定、直徑適合的鋼管組成的，管端部位借助法蘭螺栓等構件進行加固處理，接頭部位使用密封性能優(yōu)良的橡膠圈。導管使用前對其進行預實驗很重要。為了確保首批混凝土可以成功封底，結合孔深、樁徑、泥漿比重、導管顳部直徑等對首批灌注混凝土方量進行計算，并按照計算的結果，進行首灌大料斗的制作，并使用自制的圓形泡沫板放到導管口。導管埋設深度控制在2～6 m,導管口和孔底保持0.3～0.5 m。第一批澆灌的混凝土時，導管的深度要達到1 m以上，并按照下述公式計算第一批澆筑的混凝土數(shù)量

V=H1×πd2/4+Hc×πD2/4

在上述公式中，d指的是導管的直徑大小，D指的是鉆孔樁的直徑大小，HC指的是第一批需要澆筑的混凝土面和孔低高度=導管底至孔低高度+導管埋設深度(1 m)，H1指的是混凝土距離水平的高度。澆筑混凝土之前，要準確對混凝土方量進行計算，然后制作相應的漏洞，保證封底施工順利完成。封底達到要求后，即可進行灌注施工，進行灌注時，要根據(jù)規(guī)范要求開展，隨時對導管埋設深度和混凝土質量進行檢測， 為了避免溢漿現(xiàn)象的發(fā)生，可增加泥漿含量使其處于凝固狀態(tài)。采用測量錘對混凝土標高進行有效測量。

3 鉆孔灌注樁的常見問題及應對策略

3.1 坍孔現(xiàn)象的處理

若在施工中遇到孔口塌方現(xiàn)象時，施工人員應在第一時間將護筒進行有效拆除并回填鉆孔，對護筒按照常規(guī)埋設方式進行重新處理后方可進行正常鉆孔。若遇到孔內坍塌現(xiàn)象，施工人員首要的一步是明確塌方的具體位置，使用粘土等負荷坍孔部位進行回填處理，直到回填物沉積到符合施工要求后方可進行鉆進處理。

3.2 斜孔問題的應對措施

為了有效避免斜孔情況的發(fā)生，施工人員在進行鉆機安裝中要確保轉盤、鉆桿的卡孔以及護筒中心處于豎直線上，在施工中若發(fā)現(xiàn)存在偏差應立即進行更正。對一些軟土層區(qū)域施工中要嚴格控制鉆進速率，使用一定強度的混凝土或者其他材料進行填充處理后在進行鉆進效果更佳。

3.3 漏漿鉆孔的有效解決策略

施工中造成漏漿現(xiàn)象的原因是多方面的，像護筒埋置不科學、護筒接縫部位處理不當?shù)取＝鉀Q的主要方法是投放大量的小片石置于護筒內，從而增強泥漿的實際濃度，繼而將小片石通過相互作用擠入護筒中存在縫隙部位，提高其密實度。

[1] 朱福．鉆孔灌注樁砼環(huán)蝕分析及其防治措施的探討[J]．山西交通科技，2012,(4):47-49．

[2] 劉玉忠，程建強，劉玉祥．淺談鉆孔灌注樁的施工監(jiān)理[J].西部探礦工程，2011,(4):52.

2016-04-28

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