涉鐵工程鉆孔灌注樁施工安全技術(shù)探究

摘" 要：鉆孔灌注樁是眾多橋梁及其他工程施工的基礎(chǔ)，鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量及安全控制情況勢必影響上部結(jié)構(gòu)，對于涉鐵工程鉆孔灌注樁施工質(zhì)量及安全控制尤為重要。通過對鉆孔灌注樁各施工階段進行深入研究，分析鉆孔灌注樁常見問題原因，總結(jié)涉鐵工程鉆孔灌注樁施工安全技術(shù)，其在徐州市某涉鐵橋梁工程應(yīng)用效果良好，愿給涉鐵工程鉆孔灌注樁施工安全提供參考。

關(guān)鍵詞：涉鐵工程；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；質(zhì)量；安全

中圖分類號：U445.55+1" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）21-0193-04

Abstract： Bored cast-in-place pile is the foundation of many bridges and other engineering construction. The construction quality and safety control of bored cast-in-place pile are bound to affect the superstructure， which is particularly important for the construction quality and safety control of bored cast-in-place pile in railway-related projects. Through the in-depth study of each construction stage of bored cast-in-place pile， the causes of common problems of bored cast-in-place pile are analyzed， and the construction safety technology of bored cast-in-place pile of railway-related project is summarized， which has a good application effect in a railway-related bridge project in Xuzhou City and can provide reference for the construction safety of bored cast-in-place pile in railway-related projects.

Keywords： railway-related engineering; bored cast-in-place pile; construction technology; quality; safety

鉆孔灌注樁由于具有適應(yīng)性強、承載力大、施工較為簡便而被廣泛應(yīng)用到公路橋梁工程及其他工程領(lǐng)域當(dāng)中[1-2]。在涉鐵工程項目中鉆孔灌注樁施工是最重要項目之一，鉆孔灌注樁的孔位、鋼筋骨架綁扎及安裝定位和水下混凝土灌注等是鉆孔灌注樁質(zhì)量控制的重點，而鉆孔灌注樁施工的安全控制是涉鐵工程項目施工安全的重中之重。結(jié)合涉鐵工程鉆孔灌注樁的施工實踐介紹其質(zhì)量及安全控制措施。

1" 鉆孔灌注樁常見問題原因分析

鉆孔灌注樁施工中常見問題有卡錘、掉鉆、斜孔、塌孔、孔位及鋼筋骨架偏位、混凝土夾泥及斷樁等[3-5]。結(jié)合涉鐵工程鉆孔灌注樁施工實踐從人、機、料、法和環(huán)5個方面分析其原因，提出施工過程中質(zhì)量及安全控制措施為鉆孔灌注樁施工提供參考。

1.1" 卡錘、掉鉆、斜孔、塌孔

涉鐵工程項目鉆孔灌注樁出現(xiàn)卡錘、掉鉆、塌孔、斜孔的原因主要有：①鉆孔樁工作人員能力有限且缺乏責(zé)任心，由于鉆孔樁工作人員多為農(nóng)民工且缺乏系統(tǒng)的樁基施工培訓(xùn)，加上其薪資通常采取包月制度，導(dǎo)致其工作缺乏積極性和責(zé)任心；項目技術(shù)負責(zé)人未進行切實有效的技術(shù)交底，未事先就樁的地質(zhì)情況、鉆孔要求、泥漿要求等向鉆孔樁工作人員進行詳細的交底，未對灌注樁鉆進過程中可能出現(xiàn)的問題提出合理解決方案。②鉆孔樁機設(shè)備不齊全或設(shè)備老舊，鉆孔樁機設(shè)備安置不牢固易沉降、設(shè)備老舊磨損嚴(yán)重易滑絲、鉆桿接頭緊密型差易晃動、卡錘時盲目強拉鉆頭及未定期檢測鉆孔垂直度等是導(dǎo)致卡錘、掉鉆和斜孔的重要原因；護筒的真圓度差、埋設(shè)傾斜度大、埋設(shè)深度不夠是導(dǎo)致塌孔和卡錘的重要原因。③泥漿在鉆孔過程中起浮懸鉆渣及護壁作用，泥漿液的比重、黏度、含砂率不滿足規(guī)范要求導(dǎo)致泥漿起不到護壁作用；卡錘未及時處理致使孔內(nèi)泥漿長時間靜置、鉆孔工程中遇到斜巖漏漿未及時補充泥漿、成孔后加水清孔過快是造成塌孔的重要原因；灌注樁鉆孔時孔內(nèi)遇到大且硬的弧石或探頭石是導(dǎo)致卡錘和斜孔的重要原因。④鉆孔未按規(guī)范和施工方案執(zhí)行。鉆孔速度是鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量的重要影響因素，下鉆頭過猛傾斜卡住孔壁、鉆孔沖程太大、速度過快形成梅花孔及松軟砂層進尺太快等是導(dǎo)致卡錘、斜孔和塌孔的重要原因。⑤工作和社會環(huán)境也會影響鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量，汛期雨水沖刷、夜間施工照明不足、防治噪聲污染夜間停止施工、嚴(yán)寒酷暑天氣難施工、消極怠工偷閑躲靜的工作態(tài)度也是導(dǎo)致卡錘、掉鉆、斜孔和塌孔的原因。

1.2" 孔位及鋼筋骨架偏位

涉鐵工程項目鉆孔灌注樁出現(xiàn)孔位及鋼筋骨架偏位的主要原因如下。①測量人員經(jīng)驗不足，測量放樣時灌注樁的坐標(biāo)輸入錯誤；測量與放樣只有一個人，樁位放樣時只放樣一個點且只放樣一次未做到樁位之間的相互校核及定期復(fù)測；鉆孔樁工作人員缺乏責(zé)任心，護樁線埋設(shè)不細心不專業(yè)，護樁線在施工中被碰撞移動，未定期、不定期地檢查護樁線與鉆孔樁中心是否重合、發(fā)現(xiàn)鉆孔樁中心偏位怕調(diào)整樁機麻煩而隨意挪動護樁線、鋼筋骨架安裝人員只安裝完未進行鋼筋骨架的對中校核等；項目技術(shù)負責(zé)人未事先就樁位及鋼筋骨架施工要求向施工員及鉆孔樁工作人員進行詳細的交底，未對鉆進及鋼筋骨架安裝過程中可能出現(xiàn)的孔位及鋼筋骨架偏位問題提出合理解決方案。②護筒的真圓度、中心位置與垂直度不滿足規(guī)范要求；鋼筋骨架吊裝時未采用平衡裝置導(dǎo)致鋼筋骨架變形。③鋼筋骨架位于泥漿面以下不易找出鋼筋骨架的中心，鋼筋骨架在存放或起吊過程中變形，鋼筋骨架安裝時未保證上下同軸導(dǎo)致鋼筋骨架入孔時頂籠易傾斜。④定位筋定位效果不佳，由于其易刮壁且易陷入土質(zhì)孔壁中難以保證鋼筋骨架中心與鉆孔樁中心重合；“浮漂法”難以精確確定鋼筋骨架中心且需拆除無法隨時確定鋼筋骨架中心；滾動墊塊雖不易刮壁，但由于鉆孔樁的上部受泥漿浸泡易松軟，滾動墊塊易擠入上部孔壁導(dǎo)致鋼筋骨架偏位；鋼筋骨架固定不牢靠，水下混凝土灌注過快或?qū)Ч懿鹦哆^程中碰撞鋼筋骨架出現(xiàn)位移。⑤夜間施工照明不足無法準(zhǔn)確安放鋼筋骨架、嚴(yán)寒酷暑測量誤差、消極怠工不負責(zé)任的工作態(tài)度也將導(dǎo)致鉆孔灌注樁出現(xiàn)孔位及鋼筋骨架偏位。

1.3" 混凝土夾泥及斷樁

涉鐵工程項目鉆孔灌注樁出現(xiàn)混凝土夾泥及斷樁的主要原因如下。①鉆孔樁工作人員能力有限且缺乏責(zé)任心，導(dǎo)管拆除時麻痹大意碰撞鋼筋骨架撞擊孔壁造成孔壁泥塊墜落；項目技術(shù)負責(zé)人未進行切實有效的技術(shù)交底，未事先就水下混凝土的質(zhì)量要求、首灌方量、導(dǎo)管安拆等向鉆孔樁工作人員進行詳細的交底，未對水下混凝土灌注過程中可能出現(xiàn)的問題提出合理解決方案。②樁機設(shè)備老化磨損嚴(yán)重，在水下混凝土灌注過程時中搖晃，撞擊孔壁，掉落泥塊或損壞無法正常使用而出現(xiàn)混凝土夾泥及斷樁現(xiàn)象；灌注水下混凝土所使用的導(dǎo)管密閉性較差，孔內(nèi)泥漿通過導(dǎo)管進入混凝土中。③混凝土原材料不滿足要求，混凝土供應(yīng)不及時，混凝土和易性太差導(dǎo)致混凝土難以澆筑、鋼筋骨架上浮刮壁掉泥塊造成樁出現(xiàn)混凝土夾泥及斷樁。④灌注樁成孔后清空太快、混凝土澆筑不及時樁孔閑置時間太長、泥漿不滿足要求導(dǎo)致塌孔或沉渣太多；首灌方量不滿足要求未將底部沉渣完全沖上來，導(dǎo)管拆卸太快超出混凝土面出現(xiàn)斷樁。⑤夜間施工照明不足拆卸導(dǎo)管易碰撞筋骨架、嚴(yán)熱天氣混凝土初凝時間較短，加上混凝土供應(yīng)不及時易出現(xiàn)斷樁。

2" 涉鐵工程鉆孔灌注樁施工工藝

涉鐵工程鉆孔灌注樁的施工準(zhǔn)備、測量定位、護筒埋設(shè)、鉆機就位、成孔及檢查、鋼筋骨架制作及吊裝就位、水下混凝土灌注質(zhì)量及安全控制措施如下。

2.1" 施工準(zhǔn)備

①灌注樁施工前必須了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)、地下纜線、地上纜線與影響物等情況。涉鐵工程項目鐵路行車安全重于泰山，對于鄰近營業(yè)線及營業(yè)線施工前必須事先探明鐵路及地方纜線情況并制訂切實可行的保護措施。②制訂切實可行專項施工方案。經(jīng)過審批后由項目技術(shù)負責(zé)人向施工員、技術(shù)員、鉆孔樁工作人員介紹工程特點、技術(shù)質(zhì)量要求、施工方法和安全措施等，并對鉆孔灌注樁施工中可能遇到的卡錘、掉鉆、斜孔、塌孔、孔位以及鋼筋骨架偏位、混凝土夾泥及斷樁問題和經(jīng)常性犯錯誤的部位進行詳細交底，要使施工人員明白該怎么做，規(guī)范上是如何規(guī)定的；改善作業(yè)環(huán)境，盡量避免夜間安放鋼筋骨架及灌注水下混凝土，確需時應(yīng)保證照明滿足要求。③鉆孔灌注樁施工之前應(yīng)做好水通、電通、道路通和場地平整工作。④樁機拼裝及設(shè)備檢查。樁機進場拼裝必須將樁機及人員報監(jiān)理檢驗合格后由專業(yè)人員進行樁機拼裝；專業(yè)人員對樁機的配套設(shè)備進行檢查維修，對老化磨損嚴(yán)重的構(gòu)件進行更換。樁機在泥漿環(huán)境下作業(yè)需對重點對樁機的配電箱進行檢查，嚴(yán)防觸電傷害。⑤泥漿池及循環(huán)池準(zhǔn)備。泥漿池和循環(huán)池四周必須設(shè)置牢固可靠的防護欄桿，防人員滑落出現(xiàn)事故。

2.2" 測量定位、護筒埋設(shè)及鉆機就位

①測量放樣做到自檢、交接檢、專檢保證放樣坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，測出護筒標(biāo)高根據(jù)孔深及設(shè)計樁底標(biāo)高確定鉆孔深度、鋼筋骨架吊環(huán)長度、混凝土澆筑面的位置。②灌注樁所用護筒的壁厚應(yīng)滿足規(guī)范要求，其內(nèi)徑應(yīng)比樁徑大200～400 mm；開挖前應(yīng)探明護筒位置下纜線情況，護筒埋置深度宜為2～4 m，在挖好的坑底以樁中心為圓心、比護筒內(nèi)徑小20 mm為半徑的圓上均勻插上6～8根焊條，確保護筒埋設(shè)時所有焊條均在護筒內(nèi)部來保證護筒與樁中心位置偏差小于50 mm，通過測量護筒定標(biāo)高控制護筒頂標(biāo)高高于地面0.3 m，并保證其垂直傾斜度小于1%；護筒周圍土回填應(yīng)分層回填、夯實，并注意保護護筒不受擾動，通過鋼絞線將護筒與樁機連接防止孔內(nèi)塌孔時護筒掉入孔內(nèi)，護筒周圍應(yīng)設(shè)置牢固可靠易安拆的防護欄桿，防止人員墜入孔內(nèi)。③護樁線設(shè)置及復(fù)測。護樁線宜設(shè)置在穩(wěn)固且不易碰撞處，鉆孔樁施工過程中應(yīng)多次復(fù)護樁線。④樁機就位。樁機就位時為了防止樁機不均勻下沉傾斜導(dǎo)致卡錘、斜孔、塌孔、孔位偏位、混凝土夾泥及斷樁等問題，必須對其底座進行支墊和加固，采用水平尺或經(jīng)緯儀進行校正垂直度。⑤樁機就位后，應(yīng)有專人對樁機及配套設(shè)施進行全面安全檢查；為了防止樁機下沉傾斜或遇大風(fēng)天氣傾覆損壞鐵路設(shè)備及纜線影響鐵路行車安全，樁機就位后必須設(shè)置地錨并通過纜風(fēng)繩與樁機可靠連接，纜風(fēng)繩與地面的夾角宜為30°，最大不宜超過45°；鉆孔樁在施工范圍內(nèi)還應(yīng)進行相應(yīng)的隔離并設(shè)置安全警示標(biāo)志。

2.3" 成孔及檢查

①泥漿制備。泥漿宜采用優(yōu)質(zhì)黏土加水在泥漿池內(nèi)攪拌而成，其性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求以保證土方的穩(wěn)定不致塌孔；鉆孔中應(yīng)定期檢查樁機設(shè)備保證正常施工，卡錘時嚴(yán)禁強拉鉆頭，可以通過小沖擊鉆沖擊，待鉆頭松動后提鉆。②鉆孔初期應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，穿過表層土進入穩(wěn)定地層后可適當(dāng)加快轉(zhuǎn)速，鉆孔過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆桿垂直度以確保成孔垂直度；樁機操作時掌握好鉆機起重鋼絲繩與高壓管的松緊度，減少晃動以免出現(xiàn)卡錘、斜孔；鉆孔過程中注意收集并觀察鉆孔渣樣，判斷地層狀況并做好記錄；保證鉆孔的連續(xù)性，遇到斜巖漏漿應(yīng)及時補充泥漿，出現(xiàn)故障確需停止施工時應(yīng)保證孔內(nèi)泥漿滿足要求以免塌孔。③鉆機就位后開鉆前、鉆機入巖后、遇到斜巖或溶洞、成孔后下鋼筋骨架時分別對樁位及護樁線進行復(fù)測，防止出現(xiàn)孔位及鋼筋骨架偏位問題。④鉆機施工期間操作人員不得擅離職守，鉆孔過程中遇到機架搖晃、移動、偏斜等應(yīng)立即停機查明原因并處理后方可繼續(xù)作業(yè)。⑤成孔后應(yīng)檢查其平面位置、孔深，驗收合格后進行清孔，第一次清孔時不宜過早加水以免塌孔，應(yīng)先采用泥漿循環(huán)將鉆渣置換出來，待沉渣厚度滿足要求后緩慢加水清孔使泥漿滿足一清要求。⑥采用吊機輔助樁機吊直徑為樁徑的檢孔器入孔內(nèi)檢測樁徑及垂直度，防止孔內(nèi)有縮頸或局部偏孔的現(xiàn)象，檢孔器下放及提升應(yīng)緩慢、平穩(wěn)，防止碰撞孔壁出現(xiàn)灌注樁混凝土夾泥。⑦護筒埋設(shè)、鉆孔全過程、鋼筋骨架安裝及水下混凝土灌注全過程必須每日監(jiān)測鐵路路基、線路變形及沉降情況，發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效措施確保鐵路行車安全。

2.4" 鋼筋骨架制作及吊裝就位

①鋼筋骨架安放應(yīng)避免大風(fēng)大雨天氣，其下放時應(yīng)在骨架上設(shè)置纜風(fēng)繩以防其擺動損壞鐵路設(shè)備及纜線影響鐵路行車安全。②長樁鋼筋骨架宜分節(jié)制作，鋼筋骨架的主筋、箍筋、加強箍筋、定位筋、主筋接長、骨架直徑和保護層厚度的主控項目及一般項目均應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計要求；骨架在制作、存放及運輸中應(yīng)采取“下墊上蓋”確保鋼筋骨架不變形不銹蝕。③在鋼筋骨架樁接柱預(yù)留搭接的主筋上對稱焊接4根與主筋同級別的鋼筋，使這4根主筋露出泥漿面，將水下鋼筋骨架的中心返到水面以上，在主筋和4根接長鋼筋頂部焊接加強箍筋增強其整體剛度，鋼筋籠的接長及加固示意圖如圖1所示。④吊運鋼筋骨架時吊車必須平穩(wěn)牢固，其支架與鐵路電纜必須保持安全距離以免造成鐵路安全事故。⑤鋼筋骨架下放時采用平衡吊確保鋼筋骨架不變形，通過水平儀確保鋼筋骨架中心同軸，鋼筋骨架下放時應(yīng)緩慢平穩(wěn)避免其碰撞孔壁掉泥。⑥鋼筋骨架下放到設(shè)計標(biāo)高后通過4根接長鋼筋確定的鋼筋骨架中心與孔位的護樁線重合來確保鋼筋骨架平面位置符合規(guī)范要求。⑦鋼筋骨架的頂端設(shè)置吊環(huán)以固定鋼筋骨架，用與樁主筋同等級的短鋼筋將接長鋼筋頂部的加強箍筋與護筒焊接到一起，用以固定鋼筋骨架的位置，還能有效防止鋼筋骨架上浮，避免其偏位。

2.5" 水下混凝土灌注

①鋼筋骨架下放完成后及時下放經(jīng)過水密承壓和接頭抗拉試驗的導(dǎo)管，導(dǎo)管應(yīng)做好編號并標(biāo)識尺度，導(dǎo)管下放時應(yīng)緩慢平穩(wěn)避免其碰撞鋼筋骨架造成其偏位。②導(dǎo)管安放完成后進行二次清孔直至泥漿符合規(guī)范要求；泥漿指標(biāo)及沉渣厚度符合要求應(yīng)及時灌注水下混凝土以防塌孔。③混凝土原材應(yīng)滿足規(guī)范要求，混凝土灌注前應(yīng)檢查其和易性與均勻性；混凝土首灌方量應(yīng)滿足導(dǎo)管埋深大于1 m且導(dǎo)管底部填滿；嚴(yán)格控制混凝土灌注速度以免鋼筋骨架上浮，灌注中應(yīng)經(jīng)常測量混凝土面高度并與灌入混凝土量折算值比較以確定是否有坍孔、擴孔等情況，并確定混凝土方量是否足夠，確需補方應(yīng)及時補方保證混凝土連續(xù)灌注。④導(dǎo)管拆卸時應(yīng)仔細核對導(dǎo)管編號確保導(dǎo)管埋深控制在2～6 m，并做好混凝土灌注及導(dǎo)管拆卸記錄；拆卸導(dǎo)管時應(yīng)居中平穩(wěn)緩慢以免掛籠、損壞或超提。⑤混凝土灌注到超出樁頂標(biāo)高0.5～1.0 m，混凝土灌注應(yīng)充分考慮最后的浮漿厚度；混凝土灌注結(jié)束后將焊接到護筒上的短鋼筋焊斷，嚴(yán)禁過早拔出護筒以免樁頂混凝土夾泥，待混凝土初凝后將護筒緩慢垂直拔出，避免碰撞鋼筋骨架出現(xiàn)偏位。⑥混凝土灌注完成后孔口及時用木板或竹夾板加蓋保護，并設(shè)置防護欄桿及警示標(biāo)志，待混凝土終凝后，孔口及時回填，以防人員掉入孔內(nèi)，孔口附近不準(zhǔn)堆放重物和材料[6-8]。

3" 效果評價

徐州市某涉鐵橋梁工程按照上述要求進行有序施工收獲如下效果：①安全無事故，在施工監(jiān)測中將路基及線路變形、沉降值控制在允許范圍內(nèi)，鐵路設(shè)備及電纜保護良好，確保行車安全。②通過檢查樁機設(shè)備性能、控制護筒埋設(shè)、樁機支墊、控制泥漿指標(biāo)和鉆進速度等有效減少卡錘、斜孔和塌孔等問題。③減少鋼筋骨架定位誤差，孔位及鋼筋骨架中心平面位置偏差均控制在20 mm以內(nèi)，滿足規(guī)范要求；有效避免因此產(chǎn)生的質(zhì)量問題及工期、成本的增加。④混凝土灌注質(zhì)量符合規(guī)范及設(shè)計要求，樁身完整性檢測無Ⅲ類樁和Ⅳ類樁。

4" 結(jié)束語

鉆孔灌注樁施工是橋梁工程安全和質(zhì)量控制的重點之一，涉鐵橋梁工程安全控制尤為重要，涉鐵工程項目鐵路施工安全管理是鐵路整體性質(zhì)量的基礎(chǔ)性保證。鉆孔灌注樁完成后進行下道工序時，如果出現(xiàn)鋼筋骨架偏位較大、樁身完整性差等問題勢必影響后道工序的正常施工，造成工期延誤和成本增加。本文結(jié)合涉鐵工程鉆孔灌注樁的實踐，介紹其質(zhì)量及安全控制措施，其在徐州市某涉鐵橋梁工程中取得良好效果，希望為涉鐵工程鉆孔灌注樁施工安全提供幫助。

參考文獻：

[1] 谷文漢，溫小非，趙如泉，等.鉆孔灌注樁孔位及鋼筋骨架新型定位技術(shù)研究[J].混凝土與水泥制品，2018（3）：93-95.

[2] 王銳.公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝要點探析[J].城市周刊，2022（27）：38，83.

[3] 呂遠智.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（4）：224.

[4] 張寧.淺談鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].四川水泥，2018（5）：135.

[5] 楊普軍.鉆孔灌注樁施工技術(shù)在市政道橋工程中的應(yīng)用[J].四川建材，2022，48（1）：129-130.

[6] 朱小兵.淺談減少沖擊樁中鉆渣的方法[J].能源技術(shù)與管理，2009（5）：133-134.

[7] 王元良.道路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用[J].居業(yè)，2019（11）：113，115.

[8] 中華人民共和國交通運輸部.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范：JTG/T F50—2011[S].北京：人民交通出版社，2011.