鉆孔灌注樁首件制應(yīng)用及工藝流程

劉國中

(貴州省水利投資集團有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550001)

0 引言

首件制是指在工程施工中，對首件產(chǎn)品的施工參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)進行綜合評估，分析施工方案的可行性，對施工方案進行優(yōu)化，并總結(jié)成功施工經(jīng)驗，為后續(xù)施工工藝流程設(shè)定、施工組織規(guī)劃與施工技術(shù)落實提供指導(dǎo)。在渡槽工程中，通常采用鉆孔灌注樁，可在施工中應(yīng)用首件制，優(yōu)化工藝流程。

1 工程概況

黔中水利總干渠渡槽C3標(biāo)(下文簡稱“案例渡槽工程”)包括兩座渡槽，設(shè)計流量為17.72 m3/s，加大流量為20.93 m3/s，渡槽長度為848 m。施工現(xiàn)場以黏土、灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖等土層為主，為確保施工基礎(chǔ)符合渡槽工程要求，施工單位采用鉆孔灌注樁施工，采用首件制工藝進行相關(guān)施工質(zhì)量及工藝控制。在中拱座施工中，設(shè)置15根φ1.80 m的鉆孔樁。

2 鉆孔灌注樁首件制應(yīng)用

在案例渡槽工程中，施工單位在測量放樣后進行首件工程施工，首件制應(yīng)用流程如下。

2.1 施工前準(zhǔn)備

①設(shè)置控制樁，在施工現(xiàn)場的縱向和橫向分別設(shè)置兩個控制樁，間距設(shè)置為1 m，確保鉆孔灌注樁準(zhǔn)確定位；②調(diào)整鉆頭，在控制樁設(shè)置完成后，拉十字線，通過線錘調(diào)整鉆機鉆頭的位置，使其與十字線中心重合；③埋設(shè)護筒，選擇壁厚為6 mm，直徑為220 cm的護筒，將其埋入地表內(nèi)120 cm，地表上方露出30 cm；④調(diào)整護筒，按照同樣方法拉十字線，調(diào)整護筒的位置，避免其出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象，要求護筒的誤差低于5 cm。埋設(shè)完成后，使用黏性土填筑夯實。

2.2 鉆進施工

在鉆機鉆進的同時造漿，并泥漿循環(huán)，案例渡槽工程施工的泥漿比重設(shè)計為1.24，黏度為20 s，含砂率2%。在鉆井施工期間，安排施工人員進行記錄，分析土層的變化，并進行現(xiàn)場取樣試驗，評估鉆進后土層是否滿足地質(zhì)剖面圖要求。在提鉆操作時，要求操作人員控制速度，避免鉆頭觸碰護筒或護壁。

2.3 清孔處理

在鉆孔完成后，案例渡槽工程的終孔深度為26.99 m，施工單位應(yīng)用1.13 g/cm3、1.00%、19 Pa·s的泥漿進行清孔，清孔深度為26.96 m。由現(xiàn)場監(jiān)理師驗收清孔后的孔深、孔徑與傾斜度等參數(shù)，孔深通過測繩量測法檢測；孔徑和傾斜度均通過檢孔器檢測，三項參數(shù)均滿足設(shè)計要求。

2.4 鋼筋籠施工

在案例渡槽工程中，設(shè)計的鋼筋籠長度為26.50 m，將其劃分成長度為9.06、10.33、8.04 m的三部分分別制作。在加工廠制作、驗收合格后，運輸至施工現(xiàn)場吊裝、焊接，焊接時要求鋼筋籠三部分的所有受力筋位于同個軸線。在焊接完成驗收合格后，下放鋼筋籠，在鋼筋籠頂部臨時焊接加勁圈，計算后將吊環(huán)長度設(shè)置為38 cm，連接吊繩，通過吊線錘調(diào)整，要求護樁處引的十字線中心和加勁圈中心重合，確保鋼筋籠各項參數(shù)符合要求。

2.5 導(dǎo)管施工

在鋼筋籠施工完成后，設(shè)置操作平臺，進行導(dǎo)管施工，導(dǎo)管長度設(shè)置為26.60 m，懸空30 cm。在開展導(dǎo)管施工前，通過密封實驗與接頭抗拉試驗，驗收導(dǎo)管是否合格，確保各項參數(shù)合格后，將導(dǎo)管編號，依次下導(dǎo)管。在導(dǎo)管下放完成后，檢測孔深為26.96 m，沉渣為3 cm，驗收合格。

2.6 澆筑施工

在導(dǎo)管驗收合格后，進行澆筑施工，案例渡槽工程選用的混凝土坍落度出站時為205 mm，進場時為200 mm，表現(xiàn)出較強的和易性，滿足工程要求。在澆筑施工時，進行混凝土水下灌注施工，工程量為69.60 m3，超灌100 cm，確保鉆孔灌注樁的樁頭混凝土質(zhì)量符合要求。澆筑完成后緩慢拔出導(dǎo)管，全面清洗，刷油靜置，待后續(xù)使用。最后，吊起護筒，完成施工。

在上述首件工程施工中，各項工序均通過驗收，各項參數(shù)均滿足設(shè)計要求，說明首件工程施工流程與參數(shù)可用于后續(xù)施工。

3 鉆孔灌注樁工藝流程

針對首件工程結(jié)果，案例渡槽工程施工單位制定如下鉆孔灌注樁工藝流程。

3.1 施工準(zhǔn)備

在施工前，施工單位完成材料進場、人員組織工作，在施工現(xiàn)場進行測量放線，明確鉆孔樁的中心位置、各項參數(shù)，并進行施工現(xiàn)場平面布置，設(shè)置安全標(biāo)識，為安全文明施工奠定基礎(chǔ)。同時，根據(jù)施工方案，施工單位進行護筒埋設(shè)、鉆機就位與泥漿制備施工。

3.1.1 護筒埋設(shè)

選擇φ2 200 mm的圓形鋼護筒，厚度為6 mm，高度為2 m，在上部切割30 cm×40 cm的開口，焊接加固，對稱焊接4個“U”型吊環(huán)。施工單位將樁基中心為圓形，開挖的護筒坑穴直徑要比樁基直徑大300 mm，埋設(shè)后校正，要求護筒偏差<5 cm，垂直度<0.50%。

3.1.2 鉆機就位

首先清理施工現(xiàn)場，確保放置的鉆機平正、穩(wěn)固，就位后通過線錘調(diào)整鉆桿的垂直度，確保鉆頭中心點和護樁中心重合。試運行無誤后方可進行施工。

3.1.3 制備泥漿

施工單位通過多次試驗，明確泥漿的參數(shù)要求：比重控制在1.10～1.40 g/cm3，黏度控制在17-20 s，含砂率<2%，膠體率>96%，酸堿度控制在8～10。可再生泥漿運輸至儲漿池，不可利用的泥漿運輸至指定地點丟棄。

3.2 鉆孔施工

在鉆孔施工前，案例渡槽工程的施工單位為每個鉆孔繪制相應(yīng)的地質(zhì)剖面圖，并設(shè)置標(biāo)志牌，安裝于鉆機中，為后續(xù)施工檢查提供便利。鉆孔前檢查各項參數(shù)與構(gòu)件，確保鉆機可正常運行。按照啟動泥漿泵→啟動鉆機→慢速下放鉆頭→慢速鉆進→加速轉(zhuǎn)進(達到護筒底部后)的流程施工。在鉆進的同時補充泥漿，要求孔內(nèi)泥漿與護筒底部高度差>50 cm，并定期抽查成孔平面參數(shù)與泥漿指標(biāo)。

3.3 清孔處理

在清孔前，檢測成孔垂直度、孔深與沉渣厚度。清孔時要求孔內(nèi)水位和護筒底部距離>50 cm，清孔后各項指標(biāo)要求如下：泥漿比重控制在1.03～1.10 g/cm3，含砂率低于2%，黏度控制在17～20(Pa·s)。

3.4 鋼筋籠施工

施工單位嚴(yán)格按照施工方案參數(shù)要求制作鋼筋籠，進行鋼筋籠吊裝施工。在鋼筋籠吊裝時，要求鋼筋籠自然垂直，不存在變形現(xiàn)象，對準(zhǔn)孔位后，下放鋼筋籠，控制吊放速度，避免其觸碰護筒或孔壁。在入口孔，將鋼管穿入方木上，進行上一節(jié)鋼筋籠的吊裝施工，進行兩節(jié)鋼筋籠的錯位焊接。

3.5 導(dǎo)管施工

施工單位選擇無縫鋼管作為導(dǎo)管，壁厚>5 mm，管徑控制在250～300 mm。通過灌漿小平臺支撐導(dǎo)管，下放后導(dǎo)管和孔底的距離控制在25～40 cm。

3.6 澆筑施工

在鋼筋籠和導(dǎo)管放置完成后，需在4 h內(nèi)進行澆筑施工。灌注前檢測沉渣厚度等參數(shù)是否符合要求，重新進行清孔，確保各項參數(shù)無誤后進行澆筑。案例渡槽工程選擇連續(xù)澆筑工藝，在澆筑深度增加的同時，提升拆卸導(dǎo)管，將導(dǎo)管底部和混凝土表面距離控制在2～6 m。為避免導(dǎo)管刮碰鋼筋籠，在混凝土表面與鋼筋籠底部靠近時，適當(dāng)降低澆筑速度，且不可提升導(dǎo)管，待混凝土表面覆蓋鋼筋籠3～4 m后，方可提升導(dǎo)管。

3.7 質(zhì)量檢測

施工單位進行質(zhì)量檢測，及時發(fā)現(xiàn)不足，保障工程整體質(zhì)量。質(zhì)量檢測內(nèi)容與方法如表1所示。

表1 渡槽工程鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測表

4 結(jié)論

綜上所述，在鉆孔灌注樁首件制應(yīng)用中，施工單位首先進行鉆孔灌注樁試驗，明確鉆孔灌注樁施工流程與參數(shù)要求。在鉆孔灌注樁施工中，施工單位按照施工準(zhǔn)備、鉆孔施工、清孔處理、鋼筋籠施工、導(dǎo)管施工、澆筑施工和質(zhì)量檢測等流程施工，保障鉆孔灌注樁工藝優(yōu)勢的發(fā)揮，為渡槽工程建設(shè)提供支持。