岳晨+侯小龍

【摘 要】沖擊式鉆孔灌注樁是橋梁樁基施工中最常見(jiàn)的一種施工工藝。沖擊鉆成孔施工具有高效率，低成本，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)力消耗少，機(jī)械故障少等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于橋梁樁基施工中。論文基于沖擊鉆施工原理，結(jié)合多年施工經(jīng)驗(yàn)針對(duì)各個(gè)工序施工的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)加以分析，以確保樁基施工過(guò)程中各工序的質(zhì)量控制，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

【Abstract】Impact bored pile is one of the most common construction technology in bridge pile foundation construction. Impact drilling has many advantages， such as high efficiency， low cost， simple equipment， easy operation， less power consumption， less mechanical failure， and so on. It is widely used in bridge pile foundation construction. Based on the construction principle of percussion drilling， combined with many years of construction experience， the key points， difficulties of each process construction are analyzed， in order to ensure the quality control of each process in pile foundation construction process， so as to achieve the design requirements.

【關(guān)鍵詞】沖擊鉆；灌注樁；泥漿；工序；質(zhì)量控制

【Keywords】percussion drill； bored pile； slurry； procedure； quality control

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU753 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）02-0187-03

1 施工準(zhǔn)備

清除場(chǎng)地雜物，進(jìn)行場(chǎng)地平整，各墩臺(tái)進(jìn)行壓實(shí)處理。如遇軟弱地基需要換填處理或硬化處理。用測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確放樣各樁位中心，用十字樁固定位置，十字樁底部建議用混凝土固定牢固以防人為的移動(dòng)或破壞。用水準(zhǔn)儀測(cè)量地面高程，確定鉆孔深度；測(cè)好的樁位必須復(fù)測(cè)，誤差控制在規(guī)范要求以?xún)?nèi)。

施工前先進(jìn)行試樁，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的鉆孔情況，積累各種地質(zhì)參數(shù)，以指導(dǎo)大面積鉆孔樁施工，確保鉆孔樁的施工質(zhì)量。

2 埋設(shè)護(hù)筒

鉆孔成敗的關(guān)鍵是防止鉆后的孔壁坍塌，所以安裝護(hù)筒也是防止孔壁坍塌的措施之一。護(hù)筒一般采用焊接整體式鋼護(hù)筒，壁厚不小于10mm，護(hù)筒內(nèi)徑比設(shè)計(jì)樁徑大至少20cm。旱地上護(hù)筒埋深較淺，采取人工開(kāi)挖或邊挖坑邊下沉的方法埋設(shè)，埋設(shè)護(hù)筒的坑不要太大，護(hù)筒四周用粘土回填，并分層夯實(shí)。嚴(yán)禁采用機(jī)械等重錘擊打安裝護(hù)筒。沖擊鉆成孔剛開(kāi)始對(duì)土體的震動(dòng)較嚴(yán)重，所以護(hù)筒埋設(shè)要特別注意。護(hù)筒埋設(shè)深度不小于2m，底部宜低于樁頂50cm，頂部高于原地面30～40cm或高于地下水位1.5m，以保持孔內(nèi)水位高于孔外水位。鋼護(hù)筒埋設(shè)時(shí)要求豎直，且定位準(zhǔn)確，其頂面位置偏差不大于5cm，傾斜度不大于1%。護(hù)筒凹槽處開(kāi)挖排水溝，并在樁位附近開(kāi)挖泥漿循環(huán)池。

3 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)安放提前準(zhǔn)備的枕木上，必須平整穩(wěn)固，不傾斜不移位，機(jī)架不擺動(dòng)，鉆機(jī)就位安裝鉆頭中心點(diǎn)與護(hù)樁十字線(xiàn)中心點(diǎn)在一垂線(xiàn)上。鉆頭起吊可以利用吊裝機(jī)械輔助操作，操作過(guò)程中應(yīng)避免對(duì)護(hù)筒的磕碰，以防護(hù)筒移動(dòng)。鉆機(jī)就位后檢查機(jī)械設(shè)備情況，卷?yè)P(yáng)機(jī)，鋼絲繩等。鉆頭一般選用十字鉆頭，鉆頭直徑、鉆頭磨損需檢測(cè)。十字鉆頭錐頂和提升鋼絲繩之間應(yīng)設(shè)置保障鉆頭自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置以及掏渣筒。

4 開(kāi)孔

開(kāi)孔前需開(kāi)挖排水溝以及泥漿循環(huán)池，排水溝不宜過(guò)短。泥漿循環(huán)池根據(jù)樁的大小自行開(kāi)挖，開(kāi)挖后做好安全防護(hù)。測(cè)量護(hù)筒標(biāo)高后計(jì)算鉆孔深度，進(jìn)行測(cè)繩準(zhǔn)備，測(cè)繩需堅(jiān)固耐用，不易折斷，伸縮性小，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，建議采用鋼絲測(cè)繩，準(zhǔn)備好渣樣袋，鉆孔記錄，泥漿比重儀所需設(shè)備。開(kāi)孔時(shí)，必須使鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心，以0.5m左右的低沖程高頻率錘擊，開(kāi)孔鉆進(jìn)2～3m時(shí)需進(jìn)行樁位復(fù)核，保證孔形的良好和樁位的準(zhǔn)確。當(dāng)表層土為淤泥、細(xì)砂等時(shí)，可以根據(jù)孔內(nèi)情況加黏土塊、小石塊反復(fù)沖擊，等樁孔深度達(dá)到4～5m，泥漿穩(wěn)定時(shí)，可以采用1.5-2m的大沖程連續(xù)沖擊。泥漿比重開(kāi)孔時(shí)控制在1.4～1.5，沖孔進(jìn)入巖石層后泥漿比重控制在1.2左右，以減小對(duì)鉆頭的附著力正常沖孔，提高沖擊效率。沖擊過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)及時(shí)根據(jù)護(hù)樁檢查樁位是否準(zhǔn)確以及檢測(cè)泥漿比重，泥漿比重過(guò)大，對(duì)孔壁穩(wěn)定性有利，但影響鉆進(jìn)效率；泥漿比重過(guò)小，沖擊鉆進(jìn)時(shí)鉆渣不易懸浮，導(dǎo)致在孔底重復(fù)破碎，同樣也會(huì)影響鉆進(jìn)效率。鉆進(jìn)進(jìn)入巖石層后應(yīng)采用大沖程低頻率沖擊，要及時(shí)開(kāi)啟泥漿分離器降低含砂率[1]。沖擊巖石層容易發(fā)生成孔偏移現(xiàn)象，（如巖層斜面或孤石）應(yīng)回填片石至偏孔處50cm，重新大沖程小沖程交替沖擊致使達(dá)到正常過(guò)程，采取有效的技術(shù)措施防護(hù)擾動(dòng)孔壁，塌孔，擴(kuò)孔，卡鉆及泥漿流失等事故。沖擊進(jìn)入巖層時(shí)及時(shí)的掏渣觀察渣樣來(lái)確定進(jìn)入巖層的界面，從而確定巖石界面鉆到設(shè)計(jì)入巖深度即可終孔。在此過(guò)程中留取渣樣及做好詳細(xì)的地質(zhì)變化記錄。在沖擊階段確保泥漿循環(huán)池泥漿充足及護(hù)筒內(nèi)泥漿水頭高度，避免泥漿不足造成塌孔。

鉆進(jìn)是樁基施工的非常重要的一個(gè)階段，極其容易出現(xiàn)樁孔偏斜、縮孔、卡孔等現(xiàn)象 ，所以在該階段一定控制鉆頭、泥漿等一些主項(xiàng)，確保鉆孔質(zhì)量。勤檢查鉆頭和鋼絲繩的磨損情況，若不滿(mǎn)足安全施工要求，應(yīng)立即更換或維修。endprint

5 第一次清孔

終孔后停止進(jìn)尺，一次清孔就是終孔后把鉆桿提起一點(diǎn)，利用鉆頭的攪動(dòng)將鉆渣通過(guò)正循環(huán)排出，清孔過(guò)程不能猛加水，可根據(jù)樁徑大小和樁長(zhǎng)控制清孔過(guò)程的水量，保證孔內(nèi)水頭防止塌孔[2]。泥漿循環(huán)池根據(jù)情況及時(shí)清理沉渣，泥漿比重在≤1.2，含砂率≤2%，泥漿的黏度在18至28s之間?？椎壮猎穸饶Σ翗冻猎穸纫话悴粦?yīng)大于300mm；端承樁沉渣厚度一般不應(yīng)大于100mm，孔深及孔底沉渣采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)錘進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)錘需沉一點(diǎn)，慢慢地沉入孔內(nèi)，憑手感探測(cè)沉渣，嚴(yán)禁增加孔深深度來(lái)代替孔底沉渣厚度。最后清孔合格后對(duì)孔深、樁位垂直度及孔底沉渣等各項(xiàng)指標(biāo)，依據(jù)技術(shù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，滿(mǎn)足要求即可進(jìn)行下一道工序。

6 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠應(yīng)分段運(yùn)輸，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)固定到位防止過(guò)程中變形。吊裝前需孔徑檢測(cè)。孔徑檢測(cè)采用專(zhuān)用檢孔器或籠式檢孔器進(jìn)行檢測(cè)，籠式檢孔器直徑比鋼筋籠外徑大10cm，長(zhǎng)度為4～6倍的樁直徑，采用Φ22螺紋鋼筋制作。起吊時(shí)，籠的中心、孔中心與吊繩中心保持一致，慢慢放入孔中，上 、下通行無(wú)阻表明孔徑不小于設(shè)計(jì)樁徑。如中途遇阻則在遇阻部位有縮徑或孔斜現(xiàn)象，要采取措施予以 消除。鋼筋籠安裝控制有以下幾點(diǎn)：①根據(jù)埋設(shè)的護(hù)樁確定鋼筋籠定位準(zhǔn)確；②計(jì)算鋼筋籠吊筋的長(zhǎng)度， 確保鋼筋籠安裝標(biāo)高準(zhǔn)確；③應(yīng)在骨架外側(cè)設(shè)置保護(hù)層厚度的墊塊，其間距為2m，橫向圓周不得少于4處；④聲測(cè)管接口安裝牢固， 用“U”型鋼筋固定在鋼筋 籠主筋上，注入清水且管口用橡膠蓋密封。

7 導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管采用直徑300mm無(wú)縫管，導(dǎo)管分節(jié)長(zhǎng)度為0.5m，1m，1.5m，2m，2.7m，安裝前應(yīng)對(duì)所用導(dǎo)管進(jìn)行試拼，水密試驗(yàn)和接頭抗拉試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為孔內(nèi)靜水壓力1.5倍。連接法蘭接頭，橡膠圈無(wú)破損，導(dǎo)管外觀無(wú)變形、坑凹、彎曲，內(nèi)壁光滑，對(duì)于舊導(dǎo)管應(yīng)除去內(nèi)壁混凝土附著物，合格后方可使用。吊裝時(shí)位置居中，軸線(xiàn)直順，穩(wěn)步下放，防止卡掛鋼筋籠。根據(jù)鉆孔孔深計(jì)算所需安裝 導(dǎo)管長(zhǎng)度，滿(mǎn)足灌注混凝土及清孔時(shí)能下至孔底，導(dǎo)管接頭安裝牢固嚴(yán)密，管理人員必須做好導(dǎo)管安裝長(zhǎng)度及節(jié)數(shù)記錄，以便計(jì)算灌注時(shí)導(dǎo)管埋深長(zhǎng)度和拆除導(dǎo)管長(zhǎng)度，導(dǎo)管安裝深度距離孔底0.5m左右。導(dǎo)管安裝完成后安裝蓋帽連接泥漿泵循環(huán)進(jìn)行第二次清孔，清孔時(shí)可以利用鉆機(jī)適當(dāng)提拔導(dǎo)管，提拔幅度不宜過(guò)大，垂直提拔避免卡掛或碰撞鋼筋籠。清孔結(jié)束后對(duì)孔底沉渣以及泥漿三指標(biāo)（含砂率，泥漿比重，泥漿黏度）進(jìn)行檢查，檢查合格后滿(mǎn)足混凝土灌注要求[3]。

8 混凝土灌注施工準(zhǔn)備

混凝土灌注是孔樁施工，保證成樁的重要一環(huán)且各環(huán)節(jié)需連續(xù)緊密，所以灌注混凝土前必須做好充足的準(zhǔn)備工作。注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)：質(zhì)檢員及實(shí)驗(yàn)員在混凝土拌合過(guò)程中檢測(cè)混凝土流動(dòng)性、和易性和坍落度，坍落度控制在18～22cm；施工管理人員檢查施工現(xiàn)場(chǎng)用電情況，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況；整修好現(xiàn)場(chǎng)的施工便道，準(zhǔn)備應(yīng)急的機(jī)械設(shè)備；統(tǒng)籌安排第一輛混凝土運(yùn)輸車(chē)以及后續(xù)混凝土運(yùn)輸車(chē)到場(chǎng)時(shí)間。

9 混凝土灌注

灌注前根據(jù)樁徑，樁孔深度計(jì)算出混凝土初灌量，施工中要求保證初灌量，初灌量必須保證導(dǎo)管埋深在1.0m以上，3m以下。灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中途停歇時(shí)間不超過(guò)30min，灌注過(guò)程中導(dǎo)管埋深宜控制在2～6m。灌注過(guò)程中專(zhuān)人測(cè)量孔內(nèi)混凝土面反算出需要拆除導(dǎo)管的長(zhǎng)度且準(zhǔn)確無(wú)誤并做好詳細(xì)記錄。嚴(yán)禁導(dǎo)管埋入過(guò)深或拔出混凝土面。特別要注意的是當(dāng)混凝土面接近或初進(jìn)入鋼筋骨架時(shí)，應(yīng)使導(dǎo)管底口處于鋼筋籠底口3m以下和1m以上位置，并減慢灌注速度，以減少混凝土向上的沖擊力，防止鋼筋籠上浮。當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋骨架4～5m后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，減小導(dǎo)管埋置長(zhǎng)度，以增加混凝土對(duì)鋼筋骨架的握裹力。灌注混凝土接近樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)控制最后一次灌注量，灌注標(biāo)高控制在比設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高高出0.5m至1m，不得過(guò)高，亦不得過(guò)低。灌注過(guò)程中泥漿不得隨意排放，需排放指定位置以免污染環(huán)境?；炷凉嘧⒔Y(jié)束后將導(dǎo)管、料斗等設(shè)備清洗干凈堆放整齊?；炷脸跄蟛鸪o(hù)筒。（圖1）

10 結(jié)語(yǔ)

沖擊式鉆孔灌注樁施工是一項(xiàng)各工序銜接緊密的復(fù)雜工程，施工前必須做好各項(xiàng)工序的準(zhǔn)備工作，做好技術(shù)、安全、質(zhì)量等相應(yīng)的預(yù)防措施。在施工中要加強(qiáng)責(zé)任感，嚴(yán)格按照施工規(guī)范操作，嚴(yán)把過(guò)程質(zhì)量控制，總結(jié)施工過(guò)程中的難點(diǎn)和關(guān)鍵工作，為日后工程建設(shè)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】佟世祥.灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].施工技術(shù)，2004（1）：6-8.

【2】劉松良.鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工要點(diǎn)[J].山西建筑，2004（19）：67-68.

【3】楊臨海.橋梁鉆孔灌注樁施工工藝[J].黑龍江科技信息，2009（4）： 195-195.endprint