鉆孔灌注樁施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

謝俊杰

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長治 046000）

1 鉆孔前的準(zhǔn)備工作

鉆前準(zhǔn)備包括場地確定、場地布置及平整、施工便道鋪設(shè)、供能供水系統(tǒng)安裝、套管準(zhǔn)備及埋設(shè)、鉆架準(zhǔn)備、鉆井設(shè)備等。

1.1 場地整理

施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行處理。鉆孔灌注樁必須在水中，必須搭設(shè)施工平臺(tái)。如果杯底在旱地上，可以在清除碎屑后壓實(shí)。

1.2 鉆孔樁鋼套筒采用3～5mm 鋼板制作

焊接中下部兩側(cè)。兩側(cè)鉆孔樁直徑按鋼護(hù)筒直徑設(shè)計(jì)。應(yīng)與外殼周圍和底面緊密接觸，保證位置偏差不大于5cm，傾斜角不大于1%。

1.3 鉆機(jī)就位

一旦船體被嵌入，就可以放置鉆機(jī)。鉆井平臺(tái)通常是沖擊鉆和沖擊抓鉆。測量調(diào)整時(shí)，若鉆孔斷面中心與測柱位置一致，調(diào)整失敗不應(yīng)大于5cm[1]。

2 鉆孔工藝

2.1 沖擊鉆鉆孔工藝

2.1.1 開鉆前應(yīng)注意的事項(xiàng)

如果表面松散，必須摻入一定量的小雜物，然后注入泥漿和水。利用鉆件的沖擊力將泥、石壓在孔壁上，以保證相鄰孔不因沖擊引起的振動(dòng)而坍塌或影響相鄰孔內(nèi)現(xiàn)澆混凝土的凝固。相鄰孔要倒出來，并有一定硬度后，方可開始鉆孔。

孔底在樁蓋下3～4m，根據(jù)實(shí)際情況增加沖擊力。鉆孔灌注樁頂部應(yīng)視為在淤泥質(zhì)構(gòu)件上進(jìn)行振動(dòng)鉆削，一方面可以防止塌孔，充分加快施工進(jìn)度。

2.1.2 鉆機(jī)安裝

首先要配備齊全，使鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中不致坍塌下沉，影響成孔質(zhì)量。鉆井過程中，嚴(yán)禁移動(dòng)。鉆進(jìn)過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查鋼絲繩回位情況，并監(jiān)測鉆井漏斗的沖擊聲，評(píng)價(jià)井底漏失情況，了解鋼絲繩頻繁松脫、松脫程度低的原理；鉆井水和泥漿的水平面應(yīng)至少高出保護(hù)腿0.5m，以防泥漿損壞陰腿的穿孔壁，但應(yīng)低于撞擊時(shí)溢出的殼體泥漿頂面0.3m。定期檢查鋼絲繩、鉆頭磨損情況，防止發(fā)生安全質(zhì)量事故。

2.1.3 抽碴時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

①隨著時(shí)間的推移，在這里用稀釋劑或棒子填滿坑。如果污泥是單獨(dú)放入孔中的，則黏土不得以這樣一種方式倒入孔中，即在渣被抽出后造成沖擊，從而使其不粘附。②抽碴筒放到孔底后，要在孔底上、下提放幾次，使用權(quán)其多進(jìn)些鉆碴，然后提出[2]。

2.2 回轉(zhuǎn)鉆鉆孔工藝

2.2.1 初鉆

先啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，排空一段時(shí)間，泵入一定量的泥漿后再開始鉆進(jìn)。避免長時(shí)間停留，增加較低的泥沙。

2.2.2 鉆進(jìn)時(shí)操作要點(diǎn)

鉆進(jìn)過程中，要注意：①鉆井開始時(shí)，應(yīng)充分檢查記錄；應(yīng)在套管邊緣低速鉆進(jìn)，以提供堅(jiān)實(shí)的泥漿壁。鉆孔應(yīng)該在腳下。然后，在鞋底下鉆不到1m 的洞，可以根據(jù)地面質(zhì)量以正常速度鉆孔。如有必要，在套管軟土地基上發(fā)現(xiàn)黃漏，可提高鉆孔漏斗，將黏土注入孔內(nèi)，然后可放下鉆探漏斗，將水泥漿擠入孔壁，防止泥漿泄漏，穩(wěn)定泥漿，繼續(xù)鉆進(jìn)。②在黏土中鉆進(jìn)時(shí)，由于泥漿粘度高，鉆頭各部位阻力大，易卡鉆。③在砂或軟土地基上鉆進(jìn)時(shí)，鉆孔容易坍塌。它是一種易于選擇的平底鉆機(jī)，控制齒輪，低壓、低檔位、低速、大泵量、重泥鉆井。④在易鉆遇礫石層的情況下，由于地層堅(jiān)硬，鉆機(jī)容易超載損壞。采用El 低速、優(yōu)質(zhì)污泥、大泵量、兩步鉆進(jìn)法。⑤鉆孔時(shí)每隔2～3m 檢查一次孔徑和垂直度，用圓形鋼筋籠將試驗(yàn)裝置吊入坑內(nèi)（外徑D 等于擬用柱的直徑，高度為3～5m），與鋼筋籠中心的焦點(diǎn)重合）。上下無懸掛阻力，孔徑、垂直度符合要求。

2.2.3 檢測孔深、傾斜度、直徑和清孔

鉆孔時(shí)每隔2～3m 檢查一次孔徑和垂直度，用圓形鋼筋籠將試驗(yàn)裝置吊入坑內(nèi)（外徑D 等于擬用柱的直徑，高度為3～5m，與鋼筋籠中心的一個(gè)焦點(diǎn)重合）。上下無懸掛阻力，孔徑、垂直度符合要求[3]。

2.2.4 泥漿排放

鉆孔、清孔、混凝土澆筑過程中排出的污泥，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場情況，適當(dāng)放置處理，防止污染河流和周圍環(huán)境。

3 鋼筋籠的制作和吊裝就位

3.1 材料

生產(chǎn)鋼筋籠所用鋼筋籠的種類、型號(hào)、直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。一級(jí)鋼筋滿足《鋼筋混凝土熱軋鋼筋》之規(guī)定；Ⅰ級(jí)鋼筋的力學(xué)性能符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》之規(guī)定。

3.2 鋼筋籠的制作

鋼筋籠配置齊全，長度較長時(shí)可分期拼裝。鋼筋籠施工時(shí)，鋼筋的調(diào)直、彎曲、切割、彎曲、焊接應(yīng)符合設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范的要求，并按規(guī)范要求進(jìn)行。鋼筋籠主筋應(yīng)盡可能在整個(gè)鋼筋上進(jìn)行。圈長一般都不小于5D，成品鋼筋籠尺寸平直、準(zhǔn)確，直徑、主筋間距、箍筋間距、附箍間距不大于20mm[4]。

3.3 鋼筋籠的安裝

首先，為保證鋼筋籠外混凝土保護(hù)層符合設(shè)計(jì)要求，在鋼筋籠上下兩端及中心設(shè)置4 個(gè)鋼筋“耳環(huán)”。其次，鋼筋籠吊裝前檢查鉆孔情況。要確定孔是否塌陷，墻上是否有突出的荊棘、樹根等影響鋼筋安裝的障礙物，以保證鋼筋籠的安裝。最后，吊運(yùn)時(shí)，吊籠應(yīng)對準(zhǔn)開口位置，并盡可能垂直緩慢地放置。不允許突然或用力下落，不得因磕碰導(dǎo)致鋼筋籠變形。

4 混凝土的灌注

4.1 混凝土材料要求和導(dǎo)管、漏斗、儲(chǔ)料斗的制備

（1）混凝土骨料和砂子分類良好，在結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋間距、混凝土攪拌和裝卸等方面選擇最大粒徑。根據(jù)骨料中雜質(zhì)的含量，滿足裝載和操作過程的要求。如有必要，清潔并過濾掉有害雜質(zhì)。

（2）混凝土所用水泥應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。所有水泥應(yīng)從合格分包商評(píng)估的合格制造商處采購；水泥進(jìn)場時(shí)，應(yīng)隨附水泥出廠合格證，并交付給單位（國家）檢驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)室。

（3）導(dǎo)管、漏斗和儲(chǔ)料斗的制備。混凝土澆筑的重要工具是管道。直徑應(yīng)根據(jù)承臺(tái)長度、承臺(tái)直徑和每小時(shí)需要通過的混凝土量確定，不小于250mm。管段長度應(yīng)適合拆卸。并用于運(yùn)輸，且應(yīng)小于起重裝置鋼絲的高度。漏斗高度可調(diào)節(jié)2m 長，漏斗下方下部4～6m，上部1m。兩個(gè)中心段的端部應(yīng)焊接吊鉤連接。法蘭厚度為10～12mm，邊緣邊緣比通道外壁大40～50mm，直徑為12～16mm。一端焊接一個(gè)小杠桿邊緣，用來懸掛鋼絲繩。邊比邊稍窄。

漏斗由兩個(gè)3mm 厚的鋼板、錐體或金字塔組成。在遠(yuǎn)離漏斗頂部開口的漏斗頂部兩側(cè)對稱焊接吊環(huán)。插入管的總長度為15cm。

集裝箱由3mm 厚的鋼板和加勁桿制成。移動(dòng)傘位于容器開口下方，與漏斗連接。所有鉆孔樁的尺寸通過計(jì)算確定[5]。

4.2 混凝土的拌和

混凝土配合比施工中，骨料為機(jī)械施工碎石，粒徑0.5～3cm，最大不超過4cm，水灰比0.5～0.6，每立方米混凝土水泥用量滿足試驗(yàn)要求，實(shí)際配合比設(shè)計(jì)質(zhì)量提高10%～15%。

在混凝土攪拌前，必須準(zhǔn)確測量每個(gè)混凝土板所需的砂和卵石。拌和用水按體積計(jì)量，罐裝水泥按每袋50kg 計(jì)。在將材料裝入底板之前，將所有混合好的材料放入攪拌機(jī)中。如果攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)間不超過30min，則必須在攪拌新混凝土之前徹底清潔攪拌機(jī)。為保證灌注混凝土的連續(xù)性，鉆孔灌注樁必須配備應(yīng)急攪拌機(jī)[6]。

4.3 鉆孔樁混凝土灌注

混開始灌漿之前，一定要把全部的管道連接好，將來再把灌漿嘴上閥門全部打開，由此才會(huì)確保灌漿施工順利開展。①調(diào)整管道下端與樁底的距離為0.3～0.4m，如全部工作完成，且坑底沉淀層超標(biāo)，應(yīng)使用噴水管（空氣噴淋）3～5min。②在任何時(shí)候，嵌入混凝土中的孔的深度不得小于1.0m。③水下澆筑混凝土的實(shí)際峰值高度應(yīng)約為0.5m，作為頂蓋頂部的設(shè)計(jì)高度。④為保證施工質(zhì)量，嚴(yán)禁因管道漏水或漏水（即底部不能封閉）而使軟管斷裂。⑤灌漿施工過程中出漿率比0.1L/min 低的時(shí)候，持續(xù)5～10min 之后要立刻停止灌漿工作，而且要及時(shí)將對應(yīng)的閥門關(guān)閉，確保灌漿施工的總體質(zhì)量[7]。

5 成孔質(zhì)量控制

5.1 確保樁身成孔垂直精度

這是沉管樁成功施工的一個(gè)重要條件，否則網(wǎng)箱和渠道將無法施工。為保證成孔的垂直分辨率符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)擴(kuò)大暈導(dǎo)體的支撐面積，并定期檢查鉆架和鉆桿的垂直度，以保證堆垛機(jī)的穩(wěn)定性。開孔后，在放置鋼筋前，應(yīng)進(jìn)行井徑和變化的超聲波檢查。

5.2 確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度

為準(zhǔn)確控制鉆孔深度，應(yīng)該及時(shí)檢查并固定下橫梁水平度和煙囪總長，通過鉆機(jī)上鉆桿的定長來驗(yàn)證孔深。

雖然鉆孔達(dá)到的深度反映了孔的深度，但如果在第一次清孔過程中泥漿質(zhì)量沒有得到完全控制，或者在提升鉆井設(shè)備時(shí)孔壁相撞，則孔塌，沉積物可能太厚而無法清潔第二次孔。因此，一旦鉆孔裝置就位，必須用線檢查孔的深度。再次，如果測試線的深度小于鉆桿的深度，則必須重新下入鉆桿并清潔孔。同時(shí)，應(yīng)考慮常用測量繩遇水后收縮的問題。最大收縮率為1.2%，以提高測量精度。為有效防止塌孔、縮孔和松脫位移，在檢查鉆機(jī)設(shè)備長度、檢查鉆桿是否彎曲時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同土層的地質(zhì)資料隨時(shí)設(shè)定鉆進(jìn)速度，并向下繪制時(shí)間曲線；在層狀粉砂層中鉆進(jìn)時(shí)，軟黏土層最快鉆速約為0.2m/min，細(xì)滑砂層最快鉆速約為0.015m/min，如果鉆頭磨損超過10mm，則應(yīng)更換[8]。

5.3 鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放

鋼筋籠安裝前，應(yīng)先核對鋼筋的質(zhì)量保證資料，然后按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的要求，對鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)收合格。驗(yàn)收時(shí)應(yīng)特別注意鋼筋籠吊環(huán)的長度是否能準(zhǔn)確地將鋼筋吊至設(shè)計(jì)高度。對于牽引桿的長度，應(yīng)單獨(dú)檢查下梁的高度，以確保預(yù)埋鋼筋的高度符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠吊放過程中接頭的焊接質(zhì)量應(yīng)單獨(dú)檢查驗(yàn)收。質(zhì)量不一致的陣列應(yīng)通過焊接和焊接進(jìn)行改進(jìn)。每2m 對稱調(diào)整4 根引錠桿，保證主鋼筋籠保護(hù)層厚度。同時(shí)需要注意的是，鋼筋籠下放時(shí)能平穩(wěn)釋放，孔壁不會(huì)碰撞；起升機(jī)構(gòu)關(guān)閉時(shí)，不允許受壓下降，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠倒塌變形。鋼筋籠伸出時(shí)，應(yīng)加快焊接時(shí)間，盡量縮短下降時(shí)間。

5.4 合理控制施工溫度

混凝土澆筑過程中需嚴(yán)格控制好施工溫度，施工時(shí)要避免在寒冷或者酷熱的天氣進(jìn)行，避免設(shè)備與材料性能下降，做到預(yù)防建筑工程中產(chǎn)生安全威脅。在混凝土施工過程中更要將混凝土攪拌流程控制好，避免施工方偷工減料的行為。并對工程縫隙進(jìn)行技術(shù)處理，按照泥漿的實(shí)際性能以及裂縫的寬度進(jìn)行科學(xué)有效的方式修補(bǔ)，特別是在施工后期做好鋼筋混凝土的維護(hù)工作，進(jìn)行精細(xì)化管理，確保施工質(zhì)量。

5.5 成孔質(zhì)量事故處理

鉆孔必須一次完成，不得停止，鉆井過程中發(fā)生事故，必須立即采取相應(yīng)措施。

（1）在滲透性強(qiáng)的地層或地下水中，可能發(fā)生泥漿滲漏。為防止?jié)B漏，可加泥漿或黏土緩慢旋轉(zhuǎn)或加摻有碎石、卵石的土，以防滲漏，加固擋土墻。

（2）在鉆進(jìn)過程中，由于鉆頭阻力不均勻，大巖石、探礦巖、彎曲巖石和砂巖層的粒徑差異較大，造成鉆孔彎曲，影響鋼筋籠的提升和杯托質(zhì)量。在彎曲孔處，黏土和礫石應(yīng)返回至彎曲孔上方1.0m 處，碎屑應(yīng)回收至1.0～1.5m 以上，沉降后應(yīng)頂出糾偏，沖擊段不得直接在孔內(nèi)修補(bǔ)，用于防止鉆孔干擾和塌孔。成鉆孔時(shí)，孔位間距不大于10cm，傾角不大于孔深的1%，孔檢測器可用于檢測，檢孔器檢測傾斜度如圖1 所示。

圖1 檢孔器檢測傾斜度

6 結(jié)語

綜上所述，由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，因此，要在施工時(shí)對各個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格把控進(jìn)而確保其質(zhì)量，加強(qiáng)鉆孔灌注樁施工技術(shù)管理才能夠整體上確保建設(shè)建筑樁基的重量，使建筑工程獲得更高的附加值，進(jìn)一步推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程。