市政工程中鉆孔灌注樁施工技術研究

楊詳建 張廣志/長興中海建設工程有限公司

市政工程中鉆孔灌注樁施工技術研究

楊詳建 張廣志/長興中海建設工程有限公司

目前在市政工程建設中鉆孔灌注樁技術應用較為廣泛，可以有效的提高地基部分的承載能力，防止發生沉降。在灌注樁施工中會受到各種因素的影響，不利于施工質量的控制。因此，本文結合以往施工經驗對影響鉆孔灌注樁質量的幾個因素進行了分析，并提出技術控制方法，為同類工程施工提供參考。

市政工程；鉆孔灌注樁；影響因素；施工

隨著市政工程建設的不斷發展，樁基在橋梁工程中得到越來越廣泛的應用，其中鉆孔灌注樁因其承載力高、穩定性好、沉降均勻且沉降量小、施工噪聲低等優點，被廣泛應用在各類橋梁工程建設中。鉆孔灌注柱是采用不同的鉆孔方法，在地層中按要求形成一定形狀斷面的井孔，達到設計標高后，將鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土（有地下水時灌注水下混凝土），成為樁基礎的一種工藝[1-2]。

一、鉆孔灌注樁施工質量影響因素

根據以往市政項目的設計及現場服務施工的經驗教訓，初步歸納出以下八個鉆孔灌注樁的質量影響因素：

1.鉆孔樁的垂直度：根據規范要求，鉆孔灌注樁成孔的垂直傾斜度不得超過1%。

2.鉆孔的深度：孔深是直接影響鉆孔灌注樁承載力大小的決定性條件。

3.鉆孔的直徑：鉆孔的直徑將直接影響樁的截面面積與成孔的大小，進而影響鉆孔樁的承載力與鋼筋籠保護層厚度，因而影響鉆孔樁的質量。

4.泥漿：孔壁穩定的關鍵取決于泥漿的粘度，影響樁側摩阻力大小的關鍵取決于泥漿的比重。

5.樁底沉渣：鉆孔灌注樁承載力的大小與樁底沉渣的多少密不可分。對于端承型鉆孔灌注樁，規范規定樁底沉渣厚度≤100mm；摩擦型鉆孔灌注樁，規范規定樁底沉渣厚度≤300mm。

6.制作與吊裝鋼筋籠：鋼筋籠是鉆孔灌注樁的主體，其質量直接影響鉆孔灌注樁的承載力。

7.灌注混凝土：灌注混凝土是鉆孔樁施工過程中極其關鍵的一道工序，灌注混凝土質量將直接影響成樁的質量。

8.樁頭質量：樁頭的質量，主要取決于最后一次灌注混凝土的量，為保證樁頭的質量，規范規定最后一次灌注混凝土的量必須高于設計標高50mm～100mm。

二、鉆孔灌注樁的質量控制

（一）施工機具的選擇

選取鉆孔樁施工機具時，應根據地質情況、設計樁長、樁徑以及施工條件同時兼顧施工工期、經濟成本等對工程的影響綜合選擇：

1.根據工程項目所處的地質水文條件，選取合適的鉆機功率和類型，以保證鉆機扭矩足夠大，成樁過程順利無阻。

2.不應選取較小的鉆桿直徑，以避免當鉆桿在承受壓力時容易產生彎曲變形，進而造成孔壁不垂直；且鉆孔太窄不滿足設計要求，也會導致樁底殘余大量的沉渣，難以保證成樁的質量。

3.導管的直徑，應根據樁體的容積與規范來合理選取。一般應使導管的外徑不小于鋼筋籠直徑的0.1m，灌注混凝土時，要保證導管距澆筑面大約0.5m，并保證導管接頭嚴密。

（二）樁機就位

樁機安裝定位的原則，一是確定鉆樁位在工程場地平面的準確位置，二是確保鉆孔垂直以滿足設計要求。鉆孔樁施工前，必須作好施工場地整平和“三通一路”就緒，其次應建立測量的平面控制網和高程控制網，然后利用經緯儀或者全站儀準確確定出施工樁位在平面中的位置，并對樁位進行復核，以保證精準偏差在可控范圍內。

（三）泥漿制備與使用

泥漿對孔壁的穩定性非常重要，控制泥漿在合理范圍內可以有效地防止孔壁坍塌，還可以為機具的潤滑和冷卻提供便利。泥漿最重要的三大指標是比重、粘度與砂率[3]，因此，要想制備滿足成孔所需要的泥漿，必須使其三大指標在合理的范圍內，即應將泥漿比重控制在1.0～1.15的范圍內，泥漿粘度為18～22s，泥漿的砂率≤4%。制備泥漿的材料包含水、粘土（或膨潤土）和添加劑等，然后按照適當的比例混合制備而成。

（四）鉆進過程控制

1.把握穩中求快的基本原則，避免孔壁坍塌等事故。

2.根據地層的位置與鉆進速度，調整鉆進過程中的泥漿循環量，從而控制進尺速度與泥漿的粘度比重。

3.在鉆進的過程中，要及時排渣、提鉆、除土，以保證泥漿比重和粘度在合理的范圍內。

4.終孔階段，必須復檢鉆孔的直徑、鉆孔的深度、孔壁的傾斜度等，滿足終孔要求后，方可進行終孔。

（五）清孔

1.清孔的目的首先使孔底、孔壁干凈無沉渣，進而使灌注的混凝土與孔壁巖土體完美接合，是確保成樁質量的關鍵步驟。

2.當鉆孔達到設計標高后，應對孔徑、孔深、孔位、垂直度等進行檢查，確認鉆孔合格后，應立即進行清孔工作。

3.清孔應滿足以下標準：孔內排出或抽出的泥漿手摸無2～3m m顆粒，泥漿比重≤1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s，嚴禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

4.待清孔達到設計標準后，應盡快吊裝下沉鋼筋籠，并同時進行水下灌注混凝土。在澆注混凝土之前，應采用射水或射風的方式對樁底或樁壁進行3～5min的沉淀物清除，其目的為將孔底的沉渣翻動上浮，以保證成樁質量無缺選，射水或射風壓力不應大于0.05Mpa。

（六）鋼筋籠

1.鋼筋籠在鉆孔樁中主要承受拉應力，規范中明確指出，必須選用熱扎型鋼筋制作鉆孔樁的鋼筋籠。

2.在制作鋼筋籠時，必須嚴格遵循設計要求，主筋的位置用鋼筋定位支架控制等分距離，鋼筋的接頭必須設置在彎矩或者剪力為零處。

3.為保證鋼筋籠的最小保護層厚度滿足設計要求，鉆桿的直徑與鉆頭的質量必須符合相關規范要求，主要為制作鋼筋籠的主筋的長度不應大于9m，超過時要將鋼筋在受力較小處截斷。

4.鋼筋在起吊、運輸、下沉的過程中，要防止其發生較大變形；在灌注混凝土時，要保證混凝土澆注面的標高與導管的埋置深度，嚴禁因浮籠問題將導管撥出混凝土面。

（七）水下灌注混凝土

水下灌注混凝土是采用豎直的導管、利用混凝土自重、在水下進行灌注混凝土的施工工藝，其所用的各種材料（包括水泥、砂子、石子、水與外加劑等）除符合相應規范規定外，一般還應符合下述要求：

1.混凝土的初凝時間：為保證水下灌注混凝土的質量滿足設計要求，應確保灌注混凝土的初凝時間大于或等于設計混凝土初凝時間的2倍。

2.混凝土的工作性：水下灌注混凝土要求混凝土具有良好的流動性，含砂率控制在40～50%之間，宜選用≤38mm的卵石作為粗骨料，水灰比應控制在0.4～0.6范圍內，塌落度在18cm-20cm范圍內，并可在混凝土中摻入緩凝、塑化等外加劑。

3.在水下灌注混凝土前，必須檢查鋼筋籠與鉆孔的中心位置是否準確，樁底沉渣的厚度與泥漿的三大指標等是否滿足設計要求，在灌注第一次混凝土之前，應先配制0.1～0.3m3水泥砂漿，并放入灌注混凝土的導管與漏斗中。

4.埋管的深度一般應根據灌注混凝土的速率控制在2～6m的范圍之內，當觀察到泥漿不再從鉆孔內冒出時，應立即將導管緩慢提升0.5～1.0m，然后再進行水下灌注混凝土。

5.為確保灌注樁頂質量，應控制最后一次灌注混凝土的方量，使其灌注量高于樁頂設計標高不小于500mm，樁頂混凝土強度達到設計強度的70%時，將其浮漿面鑿除。

三、結束語

鉆孔灌注樁是市政橋梁樁基施工中的重要環節，其質量對工程穩定性有直接影響，因此，在鉆孔樁的整個施工過程中，必須嚴格遵照相關施工規范要求，并確保各類施工材料符合相應質量要求；為保證鉆孔樁的施工質量，必須加強現場管理人員的責任心，以防為主，以控為綱，對樁基的各個施工環節要充分重視，并精心施工，以避免各類施工質量事故。

[1]丁健偉.公路橋梁施工中鉆孔灌注樁質量控制探析[J].江西建材，2016，03：194+197.

[2]葉志峰.市政橋梁工程的基礎鉆孔灌注樁施工技術探究[J].江西建材，2016，17：156+159.

[3]焦洋，牟春龍.探討橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工技術[J].科技視界，2015，06：79+237.