回旋鉆孔樁施工控制要點(diǎn)和措施

王 瑾

(山西交通控股集團(tuán)有限公司臨汾南高速公路分公司，山西 襄汾 041500)

1 概述

在鉆孔灌注樁施工中，對(duì)周邊環(huán)境和建筑物影響小，樁體成型后能有效提高承載力，減少沉降量，在高速公路橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。灌注樁對(duì)施工質(zhì)量要求高，施工工序多，保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量是橋梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。在施工中，影響成樁質(zhì)量的因素較多，造成成樁質(zhì)量不穩(wěn)定，出現(xiàn)縮徑、樁身夾泥等質(zhì)量問題，影響樁承載力。

在某橋梁樁基礎(chǔ)施工中，要求單樁進(jìn)持力層深度不小于1.2，樁徑1 000 mm，承載力抗拔2 000 kN，抗壓6 000 kN，有效樁長(zhǎng)約35 m～40 m。該橋址穿越多個(gè)地層，樁端持力層主要是風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、含礫砂巖層，對(duì)樁體施工質(zhì)量要求高。本項(xiàng)目根據(jù)設(shè)計(jì)要求及水文地質(zhì)條件，采用的GPS-10型回旋鉆機(jī)適用于各種直徑、各種土層的鉆孔樁，適合各類粘性土、砂土地層、砂卵石層及軟弱巖石等地層，泥漿采用膨潤(rùn)土+適量燒堿進(jìn)行制備，能有效提高泥漿粘度和膠體率。

2 施工工序要點(diǎn)

鉆孔灌注樁屬于隱蔽的地下工程，主要有護(hù)筒埋設(shè)、鉆機(jī)就位、鋼筋籠施工、清孔、混凝土澆筑等工序。

2.1 施工準(zhǔn)備

主要是對(duì)鉆機(jī)場(chǎng)地進(jìn)行平整和測(cè)量放樣。為避免出現(xiàn)不均勻沉陷，要求鉆機(jī)不得處于不堅(jiān)實(shí)填土上，將表面雜物清除和軟土換除后，將作業(yè)場(chǎng)地夯打密實(shí)。根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)，將測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)后，測(cè)量出各樁位中心線，并在穩(wěn)定基礎(chǔ)上設(shè)置護(hù)樁。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)

埋設(shè)的護(hù)筒質(zhì)量影響著成孔質(zhì)量。采取措施確保其平面位置及豎直度，保證護(hù)筒底腳密實(shí)度，是提高成孔質(zhì)量的有效途徑。

在開始鉆孔前，須進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)(見圖1)。其目的在于固定樁位保護(hù)孔口不坍塌，隔離地面水和保持孔內(nèi)水位，確保鉆孔導(dǎo)向等。在本項(xiàng)目中，采用壓重輔以筒內(nèi)除土沉入，以防止變形。同時(shí)，挖除護(hù)筒周圍0.5 m范圍內(nèi)土體，0.5 m深度土體換填成粘質(zhì)土并壓實(shí)。

護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑大30 cm，埋設(shè)好的護(hù)筒頂面高出地下水位1.5 m。護(hù)筒中心軸線對(duì)正樁位中心，要求偏差不大于5 cm。對(duì)護(hù)筒豎直位置傾斜度進(jìn)行控制，要求偏差不大于1%。

2.3 鉆機(jī)就位

在回旋鉆機(jī)成孔作業(yè)中，應(yīng)進(jìn)行鉆進(jìn)速度控制，還須根據(jù)土層變化進(jìn)行泥漿相對(duì)密度和粘度調(diào)整。使用減壓鉆進(jìn)方式，以便于保證成孔垂直度。當(dāng)在地層交界處鉆進(jìn)時(shí)，要放慢鉆進(jìn)速度。對(duì)于出現(xiàn)土質(zhì)松軟導(dǎo)致的護(hù)筒周圍漏漿時(shí)，可向孔內(nèi)添加粘土堵住漏漿孔隙后，再繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)。

根據(jù)不同地質(zhì)條件，在粘性土地層中使用三翼鉆頭。在砂土地層、砂卵石層中使用三翼或四翼鉆頭。在軟弱巖石地層中使用四翼鉆頭。鉆孔時(shí)，為避免出現(xiàn)塌孔，須保證孔內(nèi)水位穩(wěn)定在設(shè)計(jì)要求部位，不得驟然變動(dòng)鉆頭速度，不得在鉆孔周圍堆積孔內(nèi)出土。

鉆孔作業(yè)應(yīng)盡量連續(xù)進(jìn)行，避免出現(xiàn)不必要的間斷。對(duì)于必須出現(xiàn)的間斷，須將鉆頭提出孔外，使用鐵板覆蓋孔口。在鉆孔作業(yè)中，應(yīng)指定專人檢查并記錄地層土質(zhì)情況；進(jìn)行泥漿面標(biāo)高觀測(cè)，保持孔內(nèi)泥漿壓力；隨時(shí)進(jìn)行鉆進(jìn)的孔深、孔徑及斜度測(cè)定。對(duì)于出現(xiàn)的鉆進(jìn)異常，須及時(shí)停鉆進(jìn)行處治后方可復(fù)鉆。還要經(jīng)常注意檢查鉆機(jī)位置，保持其正確和平臺(tái)穩(wěn)固。

達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后，專人進(jìn)行巖樣、終孔深度及沉渣厚度測(cè)定(見圖3)。經(jīng)復(fù)核確定孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后應(yīng)立即進(jìn)行清孔，確保孔內(nèi)沉渣厚度滿足符合要求。

2.4 鋼筋籠施工

在進(jìn)行鋼筋籠節(jié)段吊放時(shí)，入孔應(yīng)對(duì)準(zhǔn)鉆孔，保持垂直，慢放入孔(見圖4)，采用插桿方法保證鋼筋籠的圓心與鉆孔樁圓心對(duì)正。嚴(yán)禁猛提猛落和強(qiáng)制下放，不得左右旋轉(zhuǎn)下放。在進(jìn)行鋼筋籠接長(zhǎng)或全部節(jié)段安裝到位，孔口均設(shè)置支撐。

本項(xiàng)目鋼筋籠采用孔口接長(zhǎng)方式，須采取有效措施保證上下段軸線處于一條直線上。為確保結(jié)長(zhǎng)后的鋼筋籠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要求上下主筋進(jìn)行結(jié)長(zhǎng)操作時(shí)必須進(jìn)行對(duì)正。進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，要求同一平面內(nèi)鋼筋籠接頭不超過50%，單面焊搭接長(zhǎng)度不小于10d，雙面焊不小于5d。在進(jìn)行接長(zhǎng)焊接時(shí)，還須進(jìn)行焊接時(shí)間控制，將沉放時(shí)間盡可能縮短。

進(jìn)行鋼筋籠吊放就位后，要求的鋼筋籠中心與樁孔中心偏差不大于10 mm，鋼筋籠底面高程部大于±50 mm。采取鋼筋籠加固措施能有效避免在灌注作業(yè)中的鋼筋籠上浮現(xiàn)象，本項(xiàng)目要求將鋼筋籠上端主筋焊接在護(hù)筒上。

2.5 清孔

清孔分兩次進(jìn)行。嚴(yán)禁采用加深鉆孔深度方法代替清孔。

1.3.2 藥物選擇評(píng)價(jià) 普通外科Ⅰ類（清潔）切口手術(shù)主要感染病原菌是葡萄球菌[6]，預(yù)防感染時(shí)應(yīng)以第一代頭孢菌素類抗菌藥物為主。

第一次清孔采用換漿法(見圖5)。鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，使鉆機(jī)空鉆不進(jìn)尺，射入較稀泥漿或清水保持孔內(nèi)水位或泥漿面標(biāo)高，在進(jìn)行濃泥漿置換或稀釋時(shí)，把孔底鉆渣帶出，達(dá)到第一次清孔效果。

第二次清孔是在下放鋼筋籠和導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行。二次清孔時(shí)，要求孔內(nèi)抽出的泥漿手摸2 mm～3 mm顆粒，清孔后的泥漿比重不大于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28 s。孔底沉渣厚度，柱樁不大于5 cm，摩擦樁不大于20 cm。

2.6 混凝土澆筑

采用導(dǎo)管進(jìn)行混凝土澆筑。采用導(dǎo)管的直徑應(yīng)與樁徑澆筑速度匹配，內(nèi)壁光滑一致，接口嚴(yán)密。進(jìn)行導(dǎo)管安裝質(zhì)量控制，要求漏斗底距鉆孔上口應(yīng)大于一節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度(見圖6)，為避免刮碰鋼筋籠要求底節(jié)導(dǎo)管下端不得使用法蘭盤。

首批入孔后的混凝土埋深應(yīng)在1 m以上。在灌注首批混凝土?xí)r，料斗中用封錐、蓋板作為隔水裝置。在澆筑作業(yè)時(shí)，為保證導(dǎo)管埋深符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取措施對(duì)混凝土頂面位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過混凝土澆筑速度控制來增加鋼筋籠埋深，以有效提高成樁質(zhì)量。

混凝土澆筑作業(yè)中途不得出現(xiàn)停頓，須采取措施確保作業(yè)連續(xù)。同時(shí)，為確保每根樁在設(shè)定的初凝時(shí)間內(nèi)澆筑完畢，嚴(yán)格控制導(dǎo)管拆除時(shí)間，做到盡量縮短。為防止堵管，在向?qū)Ч軆?nèi)傾注混凝土?xí)r不得正對(duì)管中中心，不得過猛。

在澆筑混凝土過程中，要及時(shí)抽拔導(dǎo)管。要求導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不得大于6 m，不能小于2 m，以防止導(dǎo)管提升太快超過混凝土表面造成斷樁或?qū)Ч艹榘尾患皶r(shí)造成埋管。

混凝土澆筑完成后，要及時(shí)拔除護(hù)筒。護(hù)筒為處于地面及樁頂以下，在灌注完混凝土后要立即拔除。

3 質(zhì)量控制措施

在灌注樁施工中，應(yīng)嚴(yán)格按施工工序進(jìn)行質(zhì)量控制，采取措施確保施工質(zhì)量。在本項(xiàng)目施工中，采取有效的質(zhì)量控制措施，保證灌注樁質(zhì)量均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.1 成孔質(zhì)量控制

成孔作業(yè)是灌注樁施工的關(guān)鍵點(diǎn)之一，成孔質(zhì)量直接影響樁身質(zhì)量和樁承載力。進(jìn)行成孔質(zhì)量控制，能有效避免塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達(dá)不到設(shè)計(jì)持力層要求等問題。具體的操作措施有：

1)隔孔施工措施。在成樁初始，樁身混凝土強(qiáng)度低，采取適應(yīng)樁距能有效防止坍孔和縮徑。

2)樁身成孔垂直精度控制。鉆機(jī)穩(wěn)固是保證成孔垂直精度的關(guān)鍵之一，可采取將樁機(jī)支承面積擴(kuò)大措施來確保鉆進(jìn)作業(yè)穩(wěn)固，還須對(duì)鉆進(jìn)作業(yè)狀態(tài)的鉆架及鉆桿垂直度等參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)校核。

3)確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度達(dá)標(biāo)。在鉆進(jìn)作業(yè)中，為準(zhǔn)確控制鉆孔深度，須不定時(shí)復(fù)核底梁水平和樁具總長(zhǎng)度，便于在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長(zhǎng)度來校驗(yàn)成孔深度。在成孔后，使用測(cè)繩復(fù)核成孔深度時(shí)，須考慮測(cè)繩遇水后縮水問題，在使用前預(yù)濕后重新進(jìn)行標(biāo)定，在使用中還須經(jīng)常復(fù)核。

3.2 鋼筋籠吊放控制

在鋼筋籠吊放時(shí)，須對(duì)連接鋼筋籠的焊縫質(zhì)量進(jìn)行逐節(jié)驗(yàn)收。吊放時(shí)嚴(yán)禁強(qiáng)行下放，對(duì)于碰撞孔壁導(dǎo)致吊放受阻，可重新吊放。對(duì)于由于成孔偏斜導(dǎo)致的下放不暢，須進(jìn)行成孔復(fù)鉆后方可繼續(xù)吊放。

3.3 成樁質(zhì)量控制

為確保成樁質(zhì)量，進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，進(jìn)行混合料配合比控制。當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)的水泥、砂、石料規(guī)格及含水率變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配合比進(jìn)行調(diào)整，以減少離析確保成樁質(zhì)量。還須加強(qiáng)混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度控制，隨時(shí)了解混凝土面標(biāo)高和導(dǎo)管埋深。