對橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術的探討

王欽

摘要：本文筆者結合多年的工作經驗，對我國橋梁施工過程中鉆孔灌注技術進行了深入的研究和探討，并在現行施工技術中存在的缺陷提出了防治措施。

關鍵詞：橋梁；鉆孔灌注樁；施工技術

前言

在當前的工程技術條件下，鉆孔灌注樁技術普遍用于我國的橋梁建設過程中，其最主要的原因是因為該技術能夠將難度較高的說下作業轉變為難度較低的水上作業，在大大縮短工期的前提下，更能有效的縮短工程工期。但是，顯而易見的，在次情形下，工程的施工質量會是一個非常嚴重的考驗，而且橋梁的維護工作也相對具有相當大的難度。因此，工程技術人員急需處理好橋梁鉆孔灌注樁技術和橋梁日常運轉和維護工作的問題，以確保橋梁施工工作能夠正常開展。

1護筒的埋設過程

選擇鋼護簡要求鋼板的壁厚在6～8mm之間，鋼護筒的高度為4m，然后將其做成整體圓形。為了避免出現變形問題，制作時需要在護筒的上端、下端以及中間位置的外側分別焊接一道加勁肋。埋設時將護筒的埋深控制在3.5m，要求其頂部要比地面高出50em，在埋設的過程中需將其周圍0.5～1.0m內的土全部挖除，并且對粘土進行分層夯填，要求夯填厚度為護筒底部的0.5m。

如果樁位是在岸灘上，則要求粘性土大于1m，砂類土大于2m。一旦表層土出現松軟的現象，需要將護筒在比較堅硬的土層中進行埋設，埋深控制在0.5m，然后在其四周進行粘土的分層夯實。

如果是砂性土或者是流塑淤泥質粘土在鉆進的過程中需要根據護筒的埋深以及具體厚度等，適當地增加護筒的長度，如果洞高相對較大，并且地下空洞沒有進行填充，則需要通過采取套筒跟進的施工方式才能有效地避免塌孔問題。

2泥漿的配制方法

在配制泥漿時，可選擇塑性指數不小于25、粒徑在0.005mm以內并且顆粒含量超出總量一半的粘土。如果這種粘土比較缺乏，則需要在略差的粘土中摻加3/10的塑性指數在25以上的粘土。在配制泥漿的時候可直接將粘土投入到鉆孔當中，通過鉆錐形成的沖擊來調制泥漿。

3沖擊反循環鉆機成孔

在開挖之前需要先進行泥漿的灌注，如果孔內有水則可以直接投人粘土，灌注的過程中需要采用小沖程，保證成孔能夠保持豎直圓順，避免出現孔口坍塌問題。在鉆進深度大于鉆頭的全高之后需要適當加快沖程，并且在超出護筒底的2～4m之后恢復正常。

在鉆進的時候一定要勤于松繩，合理控制松繩程度，避免出現打空錘的情況。對于松軟土層來說，每次需要松繩5～8cm，對于堅硬土層來說，每次松繩量應該控制在3～5cm。此外，松軟土層應該采用中沖程，而堅硬密實土層則需要采用高沖程。

由于受到沖擊的影響會出現一定量的鉆渣，這些鉆渣一部分會隨著泥漿一起進入到孔壁當中，但是絕大部分會被清除出鉆孔外面，通常堅硬土層在純鉆進5～10cm以內需要進行一次清渣，而松軟土層在純鉆進小于15～30cm以內需要進行一次清渣。

4施工過程

（1）鉆孔施工。在使用沖擊法進行鉆孔的過程中，一定要避免由于沖擊振動造成鄰孔孔壁發生坍塌現象，還要注意防止對鄰孔已經完成灌注的混凝土凝固造成不良影響。所以應該在鄰孔灌注全部完畢并且抗壓強度超過2.3MPa之后才可以進行下一個孔的開鉆操作。為了加快鉆孔施工速度，可以利用多機同時進行多孔的開鉆，但是要求鉆孔保持連續，不能出現中斷現象。在使用回旋鉆進行鉆孔的過程中，要盡可能地降低所受壓力，保持較慢的鉆進速度，降低孔底承受的壓力，避免發生塌孔現象，有效地保護孔底土層具有的地質環境。在實際施工操作中，工作人員不能一味趕進度而加快鉆進速度。在對軟土地段進行鉆孔時，需要先對地基進行適當的加固，讓鉆孔設備保持較好的穩定性，確保鉆孔孔位具有較高的準確性；在對粉性土地段進行鉆孔時，應該控制好鉆孔的速度，提高泥漿具有的相對密度，并將粘度保持在23～25Pa·s之間；在對粘土地段進行鉆孔時，應該保持中等的鉆孔速度，減小泥漿的相對密度；如果是直徑為2.2m的樁基，則需要采用低速進行鉆進操作，并且控制鉆頭的轉速，如果鉆孔樁徑過大，很容易引起塌孔現象，這就要求對泥漿和泥塊的排出情況進行實時的關注，找出容易出現塌孔的位置，適當調整泥漿具有的相對密度，提前向孔內投入一定量的羧甲基纖維素，有效地提高泥漿具有的粘度，并快速形成孔壁薄膜，降低失水率，避免發生塌孔現象。

（2）清孔施工。鉆孔在滿足了設計規定的深度之后需要立即進行清孔。而在實際施工過程中一些單位通常都是先放置鋼筋籠然后再進行清孔，這種施工方式是不正確的。在清孔的時候應將孔內的水位保持在當地地下水位以上的1.5～2m之間，避免塌孔，然后將護筒壁上殘留的泥漿以及孔底殘留的沉淀物等全部清理干凈。通常完成基礎鉆孔工作之后要求進行2次清孔處理。

（3）在終孔后及時拔出鉆具，采用專門的儀器測量孔徑的大小、孔的形狀以及傾斜度的大小。如果出現中心線不符合設計標準、截面形狀為橢圓形以及漂石等問題，需要及時采取措施進行糾正處理。在檢驗確認成孔符合設計要求之后，才可以進行下一道工序的施工操作。在對鉆孔灌注樁檢查的過程中，采用的測繩一定要設置有細鋼絲心，在過水之后利用鋼尺對測繩進行重新校核，此外測錘要選擇規范的圓錐體，不能利用其他器具代替測量。

（4）在混凝土灌筑之前，應該將樁的鋼筋骨架整體放置到孔內。如果在完成上道工序之后沒有及時地將鋼筋骨架放入到孔內，需要先對鉆孔的完整性以及其他情況進行重新檢查。此外，鋼筋骨架一定要具有內撐架，避免在運輸和放置的過程中出現變形現象，在頂面還需要采取一定的措施進行固定，避免在混凝土灌注操作時出現上升的現象。在鋼筋骨架上面還需要放置墊塊，并且沿樁長的間隔距離應該控制在2m以內，底面高程的偏差應該控制在50mm以內。

（5）水下混凝土的灌注施工。在進行水下混凝土的灌筑施工之前一定要做好相關施工準備工作，所有應急設備以及施工材料一定要配備齊全，保證澆筑時間不多于8h，如果有必要還需要在混凝土當中摻加一定量的緩凝劑，確保混凝土澆筑施工的順利進行。選擇卡扣式導管，要求其內徑確定為25cm，分節長度為3m，最下節的長度為6m。并且保證導管一定要保持堅固順直。每一節的導管內徑都要保持一致，偏差要控制在2mm以內。在下放導管的時候一定要將導管盡量居中，避免出現與孔壁碰撞的情況。在進行首盤混凝土的澆筑過程中，要求導管底部應該與孔底保持35～40cm的距離。此外，在水下混凝土的澆筑施工之前，需要再次檢查孔底泥漿沉淀的厚度情況，保證其能夠滿足施工要求。

水下混凝土的澆筑施工應該采用砍球法，確保首批混凝土在完成澆筑之后導管的埋深不小于1m。整個澆筑過程中，需要在先前完成澆筑的混凝土內將導管口埋設，埋深要在1.5m以上，有效地避免泥漿沖人導管里面，但是埋深不能超出5m。

5鉆孔灌注樁鉆孔質量通病的防治

51鉆進中的坍孔

（1）病害原因。在鉆孔過程中，如果鉆孔內水位突然下降，孔口冒細密的水泡，就表示已坍孔。此時，出渣量顯著增加而不見鉆頭進尺，但鉆孔負荷顯著增加，泥漿泵壓力突然上升，造成憋泵。一旦坍孔，鉆孔便無法正常進行，易造成掉鉆、埋鉆事故。

（2）防治措施。如果是在流砂中進行鉆孔，需要選用粘度相對較大的泥漿。通常在制作泥漿時會選擇質量優良的黃泥，要求黃泥無雜質，并且塑性指數在22以上。鉆孔時放慢進尺的速度，每天進度控制在6～7m，也可以適當摻人一些粘土摻片石，將其擠入到孔壁中以起到穩定孔壁的作用。根據地質情況適當地調整泥漿的相對密度，保證其有足夠的稠度，控制好孔內外水位差，避免發生塌孔現象。通過實際施工證明，優質的黃泥漿能夠提高鉆孔灌注樁的質量。如果需要鉆入的灌注樁的深度為18～21m，上段、中段以及下段各6～7m，在鉆至上段時，不需要輸入高壓水，鉆渣即可自然形成泥漿保護護筒壁。清孔應該安排專門人員負責補水工作，鉆至中段6～7m時即可輸入一定量的高壓水完成清孔。最后在下段6～7m輸入一定量的黃泥漿，不僅能夠確保鉆孔灌注樁的施工質量，還能減少黃泥的使用量。

5.2掉鉆、卡鉆和埋鉆

（1）病害原因。鉆頭被卡住為卡鉆，卡頭脫開鉆桿掉人孔內為掉鉆，掉鉆后打撈造成坍孔為埋鉆。出現上述現象影響鉆孔正常進行，延誤工期，造成浪費。產生此現象的原因是：沖擊鉆孔時鉆頭旋轉不勻，產生梅花形孔，或孔內有探頭石等均能發生卡鉆。傾斜長護筒下端被鉆頭撞擊變形及鉆頭傾倒，也能發生卡鉆；卡鉆時強提、強扭，使鉆桿、鋼絲繩斷裂造成掉鉆，鉆頭接觸不良、滑絲也會造成掉鉆。

（2）防治措施。經常檢查轉向裝置，保證運轉靈活；經常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯結裝置的磨損情況，及時更換磨損件，防止掉鉆。低沖程時，隔一段時間要更換高一些沖程，使沖錐有足夠的轉動時間，避免形成梅花孔而卡鉆。對于卡鉆，不宜強提，只宜輕提鉆頭。輕提不動時，可用小沖擊鉆沖擊，或用沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動后提出。對于掉鉆，宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等打撈。對于埋鉆，較輕的是糊鉆，此時應對泥漿稠度、鉆渣、進出口、鉆桿內徑大小及排渣設備進行檢查、計算，并控制適當的進尺。若嚴重糊鉆，應停鉆提出鉆頭、清除鉆渣，沖擊鉆糊渣時，應減小沖程，降低泥漿稠度，并在粘土層上回填部分砂、礫石。如是坍孔或其他原因造成的埋鉆，應使用空氣吸泥機吸走埋鉆的泥砂，提出鉆頭。

6結語

鉆孔灌注樁施工時除正確把握護筒的埋置深度，還要根據在鉆孔過程中遇到的不同地質層和鉆孔孔徑大小，確定合適的鉆孔進尺速度和泥漿配比，在大直徑鉆孔灌注樁施工時鉆孔進尺速度要慢，且根據實際情況及時調整泥漿的配比。總之，鉆孔灌注樁施工時應做到慢、穩、準，謹慎處理施工過程中的各個環節，切實保證工程質量和施工進度。