摘要:鉆孔灌注樁施工技術(shù)雖然已相當(dāng)成熟，但相對(duì)于其它工程部位來(lái)講，施工過(guò)程中仍具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。本文根據(jù)廈門(mén)快速公交系統(tǒng)（BRT）2號(hào)線工程實(shí)例，著重探討鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁，施工技術(shù)，質(zhì)量控制
　　鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是我國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)施工中普遍采用的一種樁基礎(chǔ)型式，尤其是在陸上和水深不大的大中型橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)用非常廣泛，大有取代其它基礎(chǔ)型式的趨勢(shì)。鉆孔灌注樁以其承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行探討，并詳細(xì)分析了鉆孔灌注樁施工過(guò)程中的問(wèn)題及質(zhì)量控制。
　　1工程概況
　　廈門(mén)快速公交系統(tǒng)（BRT）2號(hào)線島西柯至同安段起自濱海大道，沿濱海大道、海翔大道、同集路、同蓮路，終于同安樞紐站。線路全長(zhǎng)11.993km，全線高架，共設(shè)七座高架車站，一座樞紐站。
　　該合同段里程范圍為：K17＋548.62～K18+975.82及K19+277.82～K21＋692.82（含136、273號(hào)墩,不含184、193號(hào)墩），全長(zhǎng)3842.2米。全段共有128個(gè)橋墩，（含136號(hào)，273號(hào)橋墩及基礎(chǔ),不含184、193號(hào)墩）；450根灌注樁（其中φ1.2米樁260根、φ1.5米樁68根、φ1.8米樁122根）。
　　2水文、地質(zhì)條件
　　本工程為城市立交橋，橋址處無(wú)水塘和溪溝等地表水體。地下水屬孔隙、裂隙（基巖區(qū)）潛水類型，含水層均屬弱透水性，地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給。
　　根據(jù)巖性判斷：填筑土①中塑性亞粘土；②中塑性殘積亞粘土；④全風(fēng)化花崗巖；⑤散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖；⑥脈巖殘積粘性土、散體狀強(qiáng)風(fēng)化脈巖均屬弱透水含水層；粗砂③屬?gòu)?qiáng)透水含水層，但是該層以透鏡體狀出現(xiàn)，對(duì)地下水含水量影響較小。碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑦弱風(fēng)化花崗巖；⑧微風(fēng)化花崗巖；⑨的賦水性及透水性與其裂隙的發(fā)育程度及連通性有關(guān)，經(jīng)勘察表明其裂隙多以閉合裂隙為主，層內(nèi)水量不大。
　　3鉆孔灌注樁施工技術(shù)
　　3.1樁基施工方案
　　本標(biāo)段的樁基采用Φ1200mm、Φ1500mm和Φ1800mm鉆孔灌注樁，φ1200mm樁10190m，φ1500mm樁2688m，φ1800mm樁5026m，共450根，樁長(zhǎng)從15～60m左右不等，鉆孔灌注樁混凝土標(biāo)號(hào)為水下C30。根據(jù)地質(zhì)條件鉆孔灌注樁施工選用CE-22和CE-30型沖擊鉆機(jī)鉆孔，砼采用商品砼，用輸送車運(yùn)輸至工作面，砼采用灌注Φ250導(dǎo)管進(jìn)行灌注。根據(jù)施工進(jìn)度總體安排，計(jì)劃安排225臺(tái)CE-22和CE-30型鉆機(jī)和一臺(tái)旋挖鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)施工�？紤]夜間不能施工，部分樁基在土層位置采用護(hù)筒全程跟進(jìn)。
　　3.2成孔
　　(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況及設(shè)計(jì)所要求的樁徑、樁深，可選用沖擊鉆孔機(jī)。
　　(2)開(kāi)鉆前棄孔內(nèi)多放一些粘土，如果巖石不平，加適量粒徑不大于15cm的片石，頂部拋平，用低沖程沖砸。
　　(3)開(kāi)孔時(shí)，為了使鉆渣泥漿盡量擠入孔壁，一般不抽渣，待沖砸至護(hù)筒下3～4m時(shí)，方可高沖程下正常沖進(jìn)，4～5m后，方可抽渣。
　　(4)在不同的地層，采取不同的沖程。
　　a粘土、風(fēng)化巖，宜采用中、低沖程1～2m。
　　b基巖層宜用高沖程，沖程3～5m。
　　c淤泥層及時(shí)投入粘土和小片石，低沖程沖進(jìn)必要時(shí)反復(fù)沖砸。
　　d巖石面傾斜較大，或高低不平，最易偏孔，可回填堅(jiān)硬片石，低錘快打，造成一個(gè)平臺(tái)后，方可采用較高沖程。
　　e為保證孔形符合要求，鉆進(jìn)中應(yīng)復(fù)核樁位，更換鉆頭前必須經(jīng)過(guò)檢孔，用檢孔器檢查符合設(shè)計(jì)要求后，才可放入新鉆頭。如檢孔器不能沉到原來(lái)已鉆孔到的深度，或鋼絲繩的位置偏移護(hù)筒中心較大時(shí)，則考慮可能發(fā)生了彎孔、斜孔或縮孔等情況，應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施�？紤]夜間不能施工，部分樁基在土層位置采用護(hù)筒全程跟進(jìn)。
　　3.3清孔
　　清孔可分一次清孔和二次清孔，其目的在于控制樁基沉淀層，保證樁基承載力，同時(shí)也是為了灌注砼時(shí)保證質(zhì)量，不出故障。清孔時(shí)不應(yīng)過(guò)早地稀釋泥漿，而應(yīng)加快泥漿的循環(huán)，待測(cè)定泥漿指標(biāo)接近規(guī)范要求，才可稀釋�？讖綖�1.8米時(shí)，可采用直徑為1.0米（或1.2米）的錘頭進(jìn)行低沖程沖擊孔底，加大泛漿能力，同時(shí)可以破壞沉淀密實(shí)層。當(dāng)導(dǎo)管下放的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行泥漿循環(huán)，以確保泥漿的懸浮性。
　　3.4鋼筋籠制作與吊裝
　　(1)鋼筋籠成型可采用卡板成型和箍筋成型兩種方法。
　　(2)吊入鋼筋籠時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位輕放、慢放，若遇到阻礙，可徐起徐落和正反旋轉(zhuǎn)使之下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌，下放過(guò)程中，要注意孔內(nèi)水位情況，如發(fā)生異樣馬上停止，檢查是否坍孔。
　　(3)鋼筋籠入孔后，要牢固定位，并應(yīng)采取具體措施防止在灌注水下砼過(guò)程中下落或被砼頂托上升。
　　(4)當(dāng)砼灌注完畢，樁上部砼初凝后即解除鋼筋的固定措施，以便使鋼筋籠隨同砼收縮避免粘結(jié)力的損失。
　　3.5水下砼灌注：
　　(1)灌注混凝土前應(yīng)對(duì)剛性導(dǎo)管進(jìn)行必要的水密、承壓和接頭抗拉等試驗(yàn)，水密試驗(yàn)的水壓小于井孔內(nèi)水深1.5倍的壓力，承壓試驗(yàn)時(shí)的水壓不應(yīng)小于導(dǎo)管壁可能承受的最大內(nèi)壓力Pmax，可按下式計(jì)算：
　　Pmax=γc•hcmax-γw•Hw
　　式中：Pmax—導(dǎo)管可能承受到的最大內(nèi)壓力。（Mpa）；
　　γc—混凝土拌和物的容量（KN/m3）；
　　hcmax—導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱最大，高度（m），可按導(dǎo)管全長(zhǎng)或預(yù)計(jì)的最大高度計(jì)；
　　γw—井孔內(nèi)水或泥漿的容重（KN/m3）；
　　Hw—井孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）
　　(2)鋼筋籠吊裝就位后，為保證二次清孔徹底干凈，用鋼軌焊接成束，下到孔底，高頻率輕擊樁底，泛起沉渣，利用泥漿循環(huán)帶出井外。
　　(3)鉆孔樁所需首批混凝土數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度（≥1.0m）和填充導(dǎo)管底部間隙的需要，其所需混凝土的數(shù)量可參考下式計(jì)算：
　　V≥(πd3/4)h1+(πD2/4)Hc
　　式中：
　　V—首批混凝土所需數(shù)量（m3）；
　　h1—井孔混凝土面高度達(dá)到Hc時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱需要的高度（m），
　　h1≥γwHw/γc（見(jiàn)圖1）；
　　Hc—灌注首批混凝土?xí)r所需井孔內(nèi)混凝土面至孔底的高度（m）Hc=h2+h3；
　　Hw—井孔內(nèi)混凝土面以上水或泥漿深度（m）；
　　D—井孔直徑（m）；
　　d—導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；
　　h2—導(dǎo)管初次埋置深度，h2≥1.0m
　　h3—導(dǎo)管底端至鉆孔底間隙，約0.4m；
　　γw—井孔內(nèi)水或泥漿的容重（KN/m3）；
　　γc—混凝土拌和物的容重（KN/m3）；
　　(4)漏斗底口高出井孔水面或樁頂?shù)谋匦韪叨瓤蓞⒖枷率接?jì)算：
　　hc≥（P0+γwHw）/γc
　　式中：
　　hc—井孔內(nèi)混凝土面以上，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱（計(jì)算至漏斗底口）高度（m）；
　　Hw—井孔內(nèi)混凝土面以上水或泥漿深度（m）；
　　γc—混凝土拌和物的容重（KN/m3）；
　　γw—井孔內(nèi)水或泥漿的容重（KN/m3）；
　　P0—使導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落至導(dǎo)管底并將導(dǎo)管外的混凝土頂升時(shí)所需的超壓力，鉆孔灌注樁采用100～150kpa，樁徑1m左右時(shí)取低限，2m左右時(shí)取高限。當(dāng)鉆孔樁樁頂?shù)陀诰�孔中水面時(shí)，漏斗底面高出水面不宜小于4～6m；當(dāng)樁頂高于井孔中水面時(shí)，漏斗底面高出樁頂不宜小于4～6m時(shí)。當(dāng)計(jì)算值大于上述數(shù)值時(shí)，應(yīng)采用計(jì)算值。
　　4鉆孔灌注樁施工過(guò)程中的質(zhì)量控制
　　4.1鉆孔位置和垂直度偏差過(guò)大
　　鉆孔過(guò)程中遇到地下障礙物產(chǎn)生孔位偏差；鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時(shí)鉆機(jī)不穩(wěn)或鉆桿彎曲；地面軟弱或軟硬不均勻；水上施工平臺(tái)穩(wěn)定性差或高低不平；遇斜狀變化分布土層或土層中夾有大的孤石或其它硬物等。
　　控制方法:鉆孔施工選用沖抓鉆機(jī),利用沖擊功能將石塊等障礙物擊碎,并抓出塊石碎體；陸上場(chǎng)地夯實(shí)、整平,軌道枕木均勻著地；水上施工平臺(tái)確保排架穩(wěn)定,平臺(tái)頂面標(biāo)高不受高潮位影響；安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤(pán)中心與鉆架上的起吊滑輪在同一軸線,鉆桿位置偏差不大于200mm；在不均勻地層中鉆孔時(shí),選用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)；進(jìn)入不均勻地層或碰到孤石時(shí),鉆速要放慢檔；安裝導(dǎo)正裝置防止孔斜；如遇鉆孔偏斜,可提起鉆頭,上下反復(fù)掃孔幾次,以便削去硬土,萬(wàn)一糾偏無(wú)效,應(yīng)在孔內(nèi)填粘土至偏孔處500mm以上,重新鉆孔。
　　4.2孔壁坍陷
　　土質(zhì)松散、泥漿護(hù)壁不好、護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封、護(hù)筒內(nèi)水位不高等是孔壁坍陷的主要原因。另外,鉆進(jìn)速度過(guò)快、空鉆時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、成孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)引起孔壁坍陷。
　　控制方法:在松散易坍的土層中,適當(dāng)加大護(hù)筒埋深；用粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周；使用優(yōu)質(zhì)的泥漿,提高泥漿的比重和粘度,保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位；鋼筋籠搬運(yùn)和吊裝過(guò)程防止變形,安放時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位,避免碰撞孔壁；鋼筋籠接長(zhǎng)應(yīng)加快焊接時(shí)間；成孔后待灌時(shí)間一般不大于3小時(shí),并控制混凝土的灌注時(shí)間,在保證施工質(zhì)量的前提下,盡量縮短混凝土的灌注時(shí)間。
　　4.3縮頸
　　縮頸造成原因主要是塑性土膨脹。
　　控制方法:采用優(yōu)質(zhì)的泥漿,泥漿的比重要加大,降低失水量；成孔過(guò)程加大泵量,成孔速度要加快,在成孔一段時(shí)間內(nèi),孔壁形成泥皮,則孔壁不會(huì)滲水,亦不會(huì)引起膨脹；如出現(xiàn)縮頸,可采用上下反復(fù)掃孔的辦法擴(kuò)大孔徑。
　　4.4孔底沉渣厚度過(guò)大
　　清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔；泥漿比重過(guò)小或混凝土注入量不足而難以將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過(guò)程中未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底；清孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng),致使泥漿沉積。
　　控制方法:成孔后,鉆頭提高孔底100～200mm,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時(shí)間不小于30分鐘；采用性能較好的優(yōu)質(zhì)泥漿,控制泥漿的比重和粘度；吊放鋼筋籠時(shí),鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁；鋼筋籠對(duì)接可采用鋼筋冷壓接頭工藝加快對(duì)接速度,減少空孔時(shí)間,從而減少沉渣；鋼筋籠就位后,檢查沉渣量,如果沉渣量超過(guò)規(guī)范要求,則利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求；開(kāi)始灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部至孔底的距離以30～40mm為宜；混凝土的儲(chǔ)備量要足夠,使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣,達(dá)到清除孔底沉渣的目的。
　　4.5成孔質(zhì)量檢測(cè)
　　全橋鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量檢測(cè)均采用KE-400型超聲波測(cè)壁儀進(jìn)行，該儀器利用帶有4個(gè)方向的傳感器依靠超聲波測(cè)定鉆孔樁孔壁條件，包括孔的垂直度、孔徑、孔壁塌陷、樁長(zhǎng)等，它具有如下特點(diǎn)：
　　(1)檢測(cè)、打印、控制高度一體化，尤其是絞車和傳感器的一體化，使操作簡(jiǎn)單方便。
　　(2)內(nèi)置電腦，各種信息(日期、孔徑、深度、孔徑偏差、橫向與縱向距離刻度線等)均可現(xiàn)場(chǎng)打印在記錄紙上，非常便于現(xiàn)場(chǎng)特殊問(wèn)題的分析。
　　(3)采用4個(gè)方向傳感器，可通過(guò)控制檢測(cè)孔內(nèi)2個(gè)或4個(gè)方向的斷面情況。
　　(4)特殊情況下，可用來(lái)探明孔的異常情況，如鉆頭或鉆桿掉入鉆孔中的位置、導(dǎo)管斷入鉆孔中的情況、鋼筋籠在鉆孔中的情況等。
　　采用超聲波測(cè)壁儀檢測(cè)鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量，非常有效、直觀而且方便，同時(shí)更有助于成孔的完善，如鉆孔出現(xiàn)的錯(cuò)臺(tái)、縮頸、垂直度的偏離等情況均可根據(jù)圖像有效地直觀處理。
　　5結(jié)束語(yǔ)
　　經(jīng)驗(yàn)表明,無(wú)論是陸上還是水上進(jìn)行混凝土鉆孔灌注樁作業(yè),大部分都是在水下進(jìn)行施工,施工過(guò)程無(wú)法觀察,成樁后也難以進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)收。因此,對(duì)混凝土鉆孔灌注樁施工過(guò)程容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析,并總結(jié)出相應(yīng)的對(duì)策及控制措施,有利于保證工程質(zhì)量,控制好工程進(jìn)度和造價(jià)。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]段新勝,顧湘.樁基工程[M].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2003.
　　
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