鉆孔灌注樁施工技術應用探討

張澤豐，劉曙光，劉詠華，王 帆

湖南省通泰工程有限公司，湖南 長沙 410001

隨著建筑工程規模的不斷擴大，各種施工方法不斷完善，樁基礎施工方法也越發多樣，形成了各種類型的樁。在建筑工程基礎施工過程中，鉆孔灌注樁是一種相對成熟的方法，廣泛用于樁基工程。但是，由于鉆孔灌注樁施工完成后無法直觀檢查施工質量，也無法進行開挖驗收，易影響工程質量和施工進度。研究表明，目前近20%的鉆孔灌注樁存在質量問題。隨著橋梁基礎設施的不斷建設，對施工人員的專業技術水平和專業知識有了更高的要求，施工人員應在施工過程中總結相應的工作經驗，根據施工難點制訂有效的解決對策，從而保證樁基礎結構的施工質量。

1 工程概況

湖南省寧鄉至韶山高速公路土建工程第二合同段項目位于寧鄉市壩塘鎮，起止樁號為K22+210～K28+440，全長6.23km，起點連接第1合同段終點，終點為南田坪互通起點。該項目沿經5座橋，鉆樁共有53根，灌注樁樁基分為4種常規樁徑，分別為Φ1.2m、Φ1.6m、Φ1.8m、Φ2.0m，最大樁長為PM16#墩樁基，直徑Φ2.0m，長14.7m。該項目樁基為端承樁，地質資料顯示，樁基持力層以強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖為主，巖體強度總體較低，局部有卵石層，卵石層層厚達到3.5m，因此樁基施工以旋挖鉆成孔為主，對卵石層或地基堅硬路段的樁基輔以沖擊鉆成孔方法。該工程投入6臺旋挖鉆機，施工現場配備泥漿系統，鋼筋籠分節拼接制作，制作完成后運至現場安裝。

2 鉆孔灌注樁成孔

（1）測量放樣。專業測量人員根據圖紙確定場地基準、基準點，測量軸線、樁位和樁的地面標高。為了保證取樣數據與圖紙相符，消除誤差，采用極坐標法確定每根樁上孔的坐標，每根樁重復定位3次。定位、標高等數據測量完成后先進行自我復查，再報告給有關部門和人員，并通知監理等部門進行評價，確認其符合設計和規范要求后方可進行后續施工。

（2）埋設護筒。首先進行施工場地的平整，使用壓土機將工作平面壓實，防止場地不平整影響后續工作的準確性。護筒埋設前，根據測量放樣時的極坐標法確定樁位中心，以此為基礎拉出十字線在距離護筒約90cm處設立4根控制樁。隨后在控制樁樁位處挖出根據護筒尺寸確立的圓坑，并在其坑底填筑高約20cm的黏土。為了確保位置準確，護筒采用對稱吊緩慢放入坑內，吊放完成后，用吊線錘檢驗護筒垂直情況，并檢查護筒與樁位中心偏移距離是否小于50mm。達到以上要求后，方可回填黏土，并分層夯實以埋設護筒，并且在回填夯實過程中需要防止護筒傾斜。

（3）鉆孔施工。在工程前期進行了勘探和試驗，根據土樣確定了土壤類型，得到泥漿性能參數，因此該工程旋挖鉆施工采用泥漿護壁成孔施工工藝。泥漿性能參數如表1所示。

表1 泥漿性能參數表

該項目的旋挖鉆機底盤配備有自由伸縮式的自動整平裝置，旋挖鉆機采用筒式鉆斗。使用鉆機前，需要調整鉆桿的垂直度，防止發生偏移。進行鉆機施工時，泥漿液面應不低于套管底部，并時刻保證孔壁的穩定性，防止發生施工意外。

鉆孔是鉆孔灌注樁最為關鍵的環節，成孔的質量直接決定鉆孔灌注樁的質量，因此鉆進時應根據土壤類型及土壤情況控制好鉆進速度，嚴格監控護壁泥漿的各種異常情況，避免塌孔等事故發生。成孔的過程中若出現松散層漏漿情況，可回填黏土堵住漏漿部位。施工中鉆斗的升降速度要根據土質情況進行實時控制，避免過快的水流沖刷孔壁使得沖刷力量過大，導致孔壁坍塌。為了保證施工質量，應安排現場工作人員嚴格檢查鉆斗升降速度。根據旋挖鉆機鉆孔的速度變化和提出渣土的變化，該工程鉆斗時采用的升降速度不大于1.0m/s，空斗時升降速度不大于1.2m/s。根據鉆孔結果繪制地質剖面圖，與勘測設計剖面圖進行對比，如果差別較大，則應及時上報。

（4）清孔。該工程清孔采用旋挖鉆機掏渣法，由上至下依層進行清孔，終孔孔底散落松渣通過鉆頭空轉進行處理并清除。此外，鉆出的泥渣應及時運至專業廢土處理廠，避免污染環境。清孔完成后，應盡快進行后續施工，避免需要再次清孔。

3 鋼筋籠的制作和吊放

（1）鋼筋籠制作。該項目主筋采用接頭交錯布置，以避免出現鋼筋在同一斷面處斷裂的情況，從而保證鋼筋籠骨架的剛度，并且鋼筋的使用和綁扎要嚴格按設計要求進行。為了避免鋼筋扭曲，其軸線與端面應保證垂直且平整。制作鋼筋籠時，主筋通過胎架控制橫向間距，縱向主筋采用機械連接。鋼筋籠制作控制數據如表2所示。

表2 鋼筋籠制作控制數據表

（2）鋼筋籠運輸及吊放。在鋼筋棚內分節加工和拼接制作鋼筋籠，分節長度為9m，高壓線下鋼筋籠長度為4.5m。使用平板車將鋼筋籠運輸至施工現場，在鋼筋籠下墊30cm的方木，上蓋塑料彩條布，以防止運輸時變形。

吊放鋼筋籠時，沿著樁孔自然下放，由專業技術人員指揮，確保按鋼筋籠定位標高進行下放。為了確保鋼筋籠順直下放，應根據護筒與樁位偏差及時調整保護層厚度。同時，為了保證混凝土的保護層厚度以及鋼筋籠定位的準確性，施工時應采用質量合格的墊塊，側面墊塊至少每平方米4個。在下放鋼筋籠的過程中，盡量保持下落速度均勻，確保鋼筋籠居中。此外，需時刻將鋼筋籠進行垂直放置，避免自重影響鋼筋籠質量。接頭處確保達到順直且連接處無縫隙的要求，且保證鋼筋對接處位于套筒中心。

4 混凝土灌注施工

灌注混凝土前，需要檢測孔底沉渣厚度是否在規范要求的允許值范圍內，若超過允許值則需要再次清孔，以使沉渣厚度符合要求。該項目清孔后泥漿手摸有2～3mm顆粒，取樣測試后得到泥漿比重為1.03～1.10，黏度為17～20s，含砂率小于2%，膠體率大于98%，故清孔視為合格，隨后開始水下混凝土的灌注作業。混凝土灌注作為鉆孔灌注樁的重要工序，工作時需保證連續作業不得中斷，在水下混凝土灌注過程中不得隨意左右移動導管。該工程采用的商品混凝土經罐車運輸至現場，進入現場后先進行均勻度和坍落度試驗，檢驗合格后，才可以由罐車直接進行澆筑或者通過吊車用吊車斗澆筑。現場技術人員需記錄混凝土方量和混凝土表面高度，以便后續復查。

澆筑混凝土時，導管至孔底的距離需控制在0.3～0.5m，為混凝土的噴筑留有一定空間。混凝土儲料斗容量應滿足導管初始埋入不小于1.5m和填補導管底部之間空隙的需要。為了確保樁頭混凝土強度達到設計要求，實際現場灌注時混凝土高程應高出樁基設計頂面高程。該項目要求，對于Φ1.2m的樁基，超灌高度不應小于1m；對于Φ2.0m和Φ2.2m的樁基，超灌高度不應小于1.3m；對于Φ2.5m的樁基，超灌高度不應小于1.5m。在后續墩柱施工中鑿除超灌混凝土時，需注意避免損壞樁身。

5 結束語

鉆孔灌注樁是常見的基礎施工技術之一，雖然操作簡單，但是施工環節較多，涉及的技術面較廣，具有一定的系統性和復雜性，而加強施工階段的管理和對施工技術的控制，能夠有效減少施工企業直接或間接的經濟損失。文章依托實際工程項目對鉆孔灌注樁的施工方案和施工工藝進行了一定歸納和總結，利用理論與工程實際相結合的辦法，論證了相關施工技術的可行性。目前，該工程鉆孔灌注樁已順利完成，在施工過程中及后續檢測中未出現任何質量問題，說明以上施工工藝切實有效，能有效減少鉆孔灌注樁施工中的質量問題，為類似樁基工程項目提供了參考。