泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁施工技術概述

王旭明

廣州局集團有限公司住房建設指揮部 湖南 懷化 418000

前言

在水利工程、公路橋梁工程以及高層建筑工程施工中，泥漿護壁鉆孔灌注樁施工技術應用廣泛，樁體穿越軟土層，并支撐在持力層上，具有較高的承載力。

1 工程概況

某建筑工程地面建筑工程主體十六層，負一層地下車庫（平戰結合，臨戰時轉換為甲6級二等人員掩蔽所）建筑面積4293.63平方米（防水等級一級），抗滲等級P8）。本樁基工程采用泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁，共計126根樁，其中：1米樁徑69根，1米2樁徑7根，1米5樁徑8根，1米8樁徑35根，2米樁徑7根，樁長為12～20米。樁端持力層為中風化礫巖，飽和抗壓強度標準值frk=27mpa，樁身要求進入持力層＞1米為準，樁心砼強度等級為c30，鋼筋為HPB235，HPB335。

2 施工準備及要求

灌注樁施工環境復雜，在施工前，首先需要對工程設計方案進行詳細了解，確定施工規范和標準，制定完善的施工方案，同時還應該做好以下施工準備：①對施工現場地質勘查資料進行分析，了解施工區域的水文條件、地質條件等，并預測在機械鉆孔環節是否會發生塌孔問題。②對工程設計圖紙進行仔細會審分析，確定圖紙中對于樁基施工的技術要求，包括樁頂標高、入巖深度等。③綜合考慮施工現場實際情況編制施工技術方案，并未施工人員做好技術交底工作。④組織施工現場管理人員確定文明施工方案，保證施工現場安全。⑤對施工現場進行測量放樣，并組織監理做好驗線工作[1]。

3 泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁施工

3.1 平臺搭設

在地面上鋪設250×18×20cm枕木，枕木上擱36號工字鋼作為鉆機承重梁，工字鋼上設20＃槽鋼作為橫向分配梁，以求整體穩定，然后在槽鋼上安設鉆機，即完成平臺的搭設。

3.2 鋼護筒埋設

鋼護筒直徑為210cm、180cm，150cm，120cm及100cm五種規格，壁厚10mm，高3.0m，上口邊設法蘭，護筒周圍用10mm鋼板加肋。為加快施工進度，每種規格鋼護筒各加工兩套，鋼護筒安放前，利用挖機進行樁位基坑開挖，定位后，再利用挖機振動下沉。護筒埋入前先用全站儀將樁孔位放至地面，用十字線騎馬樁臨時定位，再開挖孔口坑，下放鋼護筒，護筒周圍留有50cm空間，用黏土回填，分30cm一層分層夯筑緊密，以保證護筒不移位、不漏水。護筒高出地面30cm，護筒埋設的平面偏差小于5cm，傾斜率小于1%。用水準儀將標高引至護筒頂并作記號，便于鉆孔時量測孔深及計算標高。

3.3 鉆機安裝

鉆機安裝完成后，首先用全站儀調整鉆機就位，保證鉆頭中心對準樁位中心，同時調平鉆機。鉆孔所用的泥漿池修筑在方便清理和不影響施工的場地內，循環系統保證有一定的坡度，保證泥漿正常循環而不外溢。泥漿池、沉淀池和泥漿循環槽可用磚和水泥砂漿砌筑而成。本工程鉆機安裝形式如圖1所示。

圖1 鉆機安裝圖

首先用全站儀在護筒上測量放樣，再調整鉆機就位，并保證鉆頭中心對準樁位中心，同時調平鉆機，檢查配套系統是否符合要求，所有準備工序完成，報監理工程師簽字同意后，即可開鉆。鉆孔時認真做好鉆孔記錄，隨時觀察鉆孔情況，及時調整鉆孔的各種參數，以保證鉆孔的順利進行。

鉆孔進行過程中，派專人觀察孔內泥漿面高度，嚴格控制孔內泥漿面標高，鉆孔過程中泥漿頂面標高不低于孔口高度，以確保孔壁穩定，不塌孔。同時注意觀察孔內泥漿面有無異常變化，若發現孔內泥漿面有明顯降低或升高現象，立即提起鉆頭，防止孔壁坍塌，導致鉆頭被埋。

3.4 鋼筋籠制作吊裝

鋼筋采用直螺紋連接器連接。每根樁基鋼筋籠在臺座制作好后，在鋼筋骨架頂部沿骨架四周焊鋼筋將其固定于鋼護筒內壁，防止混凝土灌注過程中鋼筋籠上浮。加焊鋼筋對準中線防止鋼筋骨架傾斜和移動。在鋼筋骨架周圍按設計圖紙要求等間距焊接好定位鋼筋，沿樁長方向間距不超過2m，圓周向不少于4處，層間錯開45°。鋼筋骨架底面高程按規范要求進行控制，允許偏差為±50mm。

鋼筋籠制作完成后，即可進行吊裝施工。在驗收過程中，需要對每一根樁鋼筋籠進行校驗，避免混用。在鋼筋籠吊裝就位后，即可組織專業技術人員指揮吊裝，在起吊過程中，司機應盡量保證操作平穩、準確，對準樁位。在鋼筋籠下放過程中，要求施工人員扶著鋼筋籠，避免對孔壁造成刮擦。鋼筋籠入孔后，需要檢查是否處于居中位置，直至下方至設計標高，防止鋼筋籠發生移位，需要采用短鋼筋在鋼筋籠的上口位置與護筒進行焊接。

3.5 水下砼灌注

導管用內徑Ф300卷焊鋼管，中間標準段按3.0m制作，并配置若干1米長的調節管段，中間節兩端焊法蘭盤，法蘭盤上設有6～8個螺栓孔，在一端法蘭盤附近焊小耳一對，下端導管按4～6米制作。鋼筋籠就位后，用螺栓聯結導管兩端法蘭盤（接頭處上5mm厚橡膠墊），再將導管提高至孔底30～40cm左右。

鉆孔達到設計標高后，盡快進行砼的灌注。其工藝流程為：復測孔深和沉渣厚度→吊放鋼筋籠并固定→搭設灌注支架和平臺→清孔及檢查沉渣厚度→安裝水下砼導管→壓水進行砼的澆注。

鋼導管在安裝之前進行水密性試驗，鋼導管提升利用鉆機上的卷揚機鋼絲繩套住鋼導管頂部，提升鋼絲繩時，卷揚機要控制提升速度，確保整個砼澆筑過程中安全可靠。砼采用商品砼，一般情況下采取汽車泵澆注，鉆孔樁水下混凝土坍落度控制在18～22cm，初凝時間須控制在6小時以上。鋼筋籠安裝就位并安設好導管后，向孔底吹高壓風，使沉淀在孔底的鉆渣懸浮在泥漿中。拔球前在儲料斗中灌注首批砼，首批砼方量必須保證導管埋深不少于1m，然后立即利用卷揚機拔球，連續不斷的灌注砼直至導管埋深4～6米后，視其具體情況拆1～2根導管，如此循環直至混凝土澆筑完成。在混凝土的灌注過程中，需派專人測量孔深，準確掌握混凝土面的上升高度，作好混凝土的灌注記錄，以便嚴格控制導管埋深在2～6m之間，嚴格因導管埋入過深，部分混凝土初凝而致使導管提不起來，或導管埋入太淺脫空而造成斷樁事故的發生。同時做好有關混凝土坍落度及水下混凝土灌注的施工記錄。灌注的混凝土樁頂標高比設計高度高0.6～1.0m，以保證樁頭混凝土的強度，多余部分在承臺、系梁施工前鑿除，樁頭鑿至露出新鮮混凝土為止。水下混凝土的灌注是重要工序，必須認真組織，確保緊湊、連續進行。

樁基砼澆注開盤前必須保證首批砼的數量滿足要求，確保壓水成功。以主墩5#墩樁基為例，計算首批砼方量。5#墩設計樁長12m，樁徑1.8m，導管長14m，首批砼必須滿足導管埋深不小于1m，導管距孔底30cm。導管內砼數量：3.14*0.152*14=0.99m3；導管埋深1m孔內砼數量：3.14*0.92*（1.0+0.3）*1.2=3.97m3；（考慮1.2的擴孔系數）導管埋深1m所占有的體積：3.14*0.152*1.0=0.07m3；則首批砼計算數量為：0.99+3.97-0.07=4.89m3。

4 結束語

在具體的施工過程中，需要對工程設計方案以及施工現場地質條件進行仔細分析，制定完善的施工方案，并嚴格依據施工要求以及施工規范組織施工，保證施工質量。