淺談橋梁鉆孔灌注樁施工技術

　　摘要：通過對鉆孔灌注樁概念的闡述，并對橋梁鉆孔灌注樁施工工藝進行了分析，說明了其重要性，從而進一步提出了鉆孔灌注樁對橋梁施工的技術和措施，及其對未來發展建設的建議。從而保障橋梁交通行車的安全與暢通。

　　關鍵詞：橋梁,鉆孔灌注樁,施工技術

　　灌注樁系是指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。隨著我國經濟建設的發展，交通的發達，鉆孔灌注樁已經成為橋梁建設中不可缺少的一部分。

　　一、鉆孔施工工藝

　　1. 1 施工前的資料準備工作

　　一方面, 施工單位應該提前對設計文件、圖紙、資料、現場等進行研究、查實。對施工地點的工程地質、水文地質、鉆孔灌注樁設計圖等相關資料進行反復研究、驗證。另一方面, 施工單位要明確工程概況、設計要求, 確定施工方案、配套設備等, 做好技術安全工作和質量保證措施。

　　1. 2 鉆孔前準備工作

　　(1)整理場地, 對施工場地按不同情況進行處理, 對于處在水中的鉆孔樁基礎要搭設施工平臺, 對樁基處在旱地的情況, 需清除雜物后夯壓。

　　(2)設置護筒，采用3~ 5mm鋼板制作，為保證其剛度，防止變形，在護筒上端、中部和下端外側各焊一道加勁肋。埋設護筒時，其軸線要對準標出的樁位中心, 護筒周圍和護筒底接觸緊密，位置偏差不超過5cm，傾斜度不得大于1%。不允許施工人員進入沒有護筒或其他安全設施的鉆孔中施工，如確實需要的必須做好安全防范措施后方可進入施工。

　　(3)制作泥漿，制漿前，先把黏土打碎，這樣有利于在攪拌中成漿，縮短成漿時間，提高泥漿質量。制漿時，將打碎的黏土投入護筒內，再用沖擊錐沖擊制漿，等黏土沖攪成泥漿后，便可進行鉆孔。

　　(4)鉆機就位，護筒埋設完畢后，使鉆錐中心對準樁位，其對中誤差不得超過5cm。

　　1. 3 鉆孔

　　按照設計資料選擇合適的鉆機和泥漿，鉆機就位前，首先檢查鉆孔前各項準備工作。鉆機安裝之后底座要和頂端平穩，正常情況下鉆進過程中不會產生位移或沉陷等情況，若出現這種情況應及時處理。當正循環鉆機開孔時，先將泥漿泵和轉盤啟動，等泥漿進入鉆孔一定數量后開始鉆進，鉆進過程中控制進尺。需要接長鉆桿時，首先將鉆錐提離孔底，等待泥漿循環5min后，再拆卸接長鉆桿，升降鉆錐時應平穩, 鉆錐出井口時要防止碰到護筒、孔壁, 應盡快拆裝鉆桿。

　　在排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時，注意孔內保持規定的水位、泥漿相對密度和粘度。因故停鉆時必須將鉆頭提出鉆孔，防止蹋孔導致鉆頭埋入孔中。

　　1. 4 清孔

　　為了清除鉆渣及沉淀層，減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留過厚沉淀土而降低樁的承載力，必須把孔內泥漿抽換，這就是清孔。終孔檢查之后，要立即清孔，隔時過久會導致泥漿、鉆渣的沉淀增多，造成清孔工作難以進行，甚至坍孔。清孔后要在最短的時間內灌注棍凝土?？咨?、孔徑檢查符合要求后便可清孔。清孔的方法需視設計要求、鉆孔方法、機具設備和地層情況而定。清孔后的泥漿性能指標包括：含砂率4% ~ 10%，比重1. 1~ 1. 25，粘度18~ 20s。在鉆孔、清孔、灌注混凝土過程中排出的泥漿，要引入到適當地點處理，以免造成對河流及周圍環境的污染。

　　二、鉆孔過程中常見問題及處理

　　1.1 偏斜孔

　　鉆機安裝時，支撐不好、樁孔地質構造不均勻等因素引起鉆機整體或鉆頭在鉆孔過程中發生偏斜，導致偏孔。偏斜孔根據成因不同處理措施如下：

　　① 因鉆機傾斜造成的應先移開鉆機，檢查鉆孔壁情況，如鉆孔壁比較穩定，則應加固施工范圍內的地基或加大鉆機的支撐面積，而后，重新安裝鉆機恢復施工;鉆孔壁隨時有坍塌可能的，應將鉆孔回填至原地面，待地層靜止穩定后重新開始鉆孔。

　?、?地質構造不均勻引起的，先分析清楚巖層走向，爾后采用適當的回填料(一般為片石加粘土、純堿、鋸末等組成的混合物)將鉆孔回填至計算確定的高程處，靜止一段時間后恢復施工?？字行钠钚∮?0cm的，靜止1~2h后可以繼續鉆孔?？字行钠畲笥?0cm的，應根據情況靜止2h以上，待地層沉積穩定后恢復鉆孔施工。穿過傾斜巖層過程中應采用自重較大的復核式牙輪鉆、沖擊鉆慢速鉆孔。

　　1.2 卡鉆

　　鉆孔經過巖層分界面時相鄰巖層強度差別較大、操作中未及時根據地質情況調整鉆頭的行程等原因引起“卡鉆”現象。針對發生“卡鉆”的原因采取相應的方法處理：

　?、?由于“探頭石”引起的卡鉆可適當往下放鉆頭，然后，強力快速往上提，使“探頭石”受瞬間沖擊縮回，從而順利提起鉆頭。元磨高速K12+381譚家灣大橋3-1號樁施工中發生此類卡鉆現象，采用此方法處理順利提起鉆頭。

　?、?因鉆頭穿過巖層突變處導致的卡鉆，優先采用水下爆破的方法處理。在巖層中此方法容易奏效，砂土地層中不宜采用此方法。

　?、?由于機械故障導致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成鉆頭無法提升的現象，應采取插入高壓水管置換泥漿的方法進行處理。

　　1.3 縮孔

　　縮孔在飽和性粘土、淤泥質黏土，特別是流塑性狀態土層中特有的現象，起原因是此類地層含水量高、塑性大，鉆頭經過后鉆孔壁回縮，導致鉆孔的直徑小于設計的樁直徑。一般采用塊、卵石回填，然后用重量較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔孔壁的辦法處理;或者采用在導正器外側焊接一定數量的合金葉片進行旋轉清理。

　　1.4 掉鉆

　　由于機械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌等因素造成鉆頭落入孔底的現象通常稱“掉鉆”。發生掉鉆后應及時采取恰當的方法進行打撈。

　?、?如孔壁穩定，則直接用鉆機起吊“打撈器”入孔進行打撈。

　　② 如孔壁出現局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩定時，應先加大孔內泥漿的濃度，將旋轉鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強鉆孔壁，而后，采用“氣舉法”清除鉆頭上的沉積土和淤泥，確認鉆頭已露出后再實施鉆頭的打撈工作。鉆孔壁隨時有繼續坍塌的可能，先在孔內安裝長鋼護筒、攪拌樁維護、帷幕法等方法加固鉆孔壁，然后打撈鉆頭。

　　三、斷樁的預防及處治措施

　　3.1 預防措施

　　3.1.1 要選用初凝時間不早于2.5h的水泥，對于樁較長、樁徑大、灌注時間較長的施工項目，可在首批混凝土中摻入緩凝劑。

　　3.1.2 嚴格把好材料關， 嚴格控制粗骨料最大粒徑不大于導管內徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4。細骨料的級配要選擇良好的中砂，同時注意剔除細骨料中的大卵石。

　　3.1.3 最大限度地降低實際生產與試驗之間的偏差。施工過程中要及時做好材料含水量的檢測，應該做到每車集料都要過秤，采取重量比控制，保證用水量和含砂率不至產生較大的偏差。保證混凝土的和易性和流動性，坍落度宜控制在18era～20era之間。

　　3.1.4 要嚴格按規范要求進行清孔。由于孔內沉淀層厚度的影響。對于摩擦樁不大于0.5倍的樁徑。柱樁不大于設計規定：泥漿的比重在1.05～1.20之間，含砂率小于4%，粘度為17～20Pa.S 灌注前，必須對孔底沉淀層厚度再進行一次測定，如厚度超過規定，需再次清孔，可將灌注導管作為吸泥管，用空氣吸泥機清孔，或對孔底進行高壓射水或射風3-5min，使沉渣懸浮，然后立即灌注混凝土。

　　3.1.5 灌注即將結束時，如出現混凝土頂升困難.除按規范保證漏斗底口高出井孔水面4m-6m外，還應在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段導管時，拔管速度應放慢，以防泥漿擠入樁內。

　　3.2 處治措施

　　3.2.1 灌注初期的斷樁灌樁施工開始，如僅僅灌注數米就因故中止，而且確實不能在短時間內恢復灌注，則應立即拔導管，用氣舉法吸渣將孔內尚未凝結的混凝土清除干凈，不宜采用二次剪球的方法，因為這樣處理易造成夾泥的缺陷。如果斷樁時孔內混凝土已有相當數量，用氣舉法難以吸除，而且混凝土面離護筒底還有一定距離，這種情況下可考慮割除部分鋼筋籠。趁混凝土強度低時用沖擊鉆將混凝土連同鋼筋全部沖碎清除。鋼筋碎斷后可用電磁鐵吸除。

　　3.2.2 內套鋼護筒，清水接樁在灌注中止時，若混凝土面離孔口不足20m，可采用一個比鋼筋籠直徑稍小的牙輪鉆，從混凝土面鉆入以清除表層的混凝土，然后制作一條比現有護簡稍小而比鋼筋籠直徑稍大、盡量接近設計樁徑的鋼護筒，從外護筒與鋼筋籠之間放入孔內，可直至混凝土面。

　　四、橋梁鉆孔灌注樁的常見質量問題預防措施

　　4.1 混凝土灌注過程因故中斷

　　混凝土灌注過程中斷的原因較多，在采取搶救措施后仍無法恢復

　　正常灌注的情況下，可采用如下方法進行處理：

　　1、開灌不久，孔內混凝土較少，可拔起導管和吊起鋼筋骨架，重新鉆孔至原孔底，安裝鋼筋骨架和清孔后再開始灌注混凝土。

　　2、迅速撥出導管，清理導管內積存混凝土和檢查導管后，重新安裝導管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注混凝土，等隔水栓安全排出導管后，立即將導管插入原混凝土內，此后便按正常的澆筑方法繼續灌注混凝土。此法的處理過程必須在混凝土的初凝時間內完成。

　　4.2 鋼筋籠上浮

　　1、常見原因。鋼筋骨架所受頂托力較大。頂托力是由混凝土從漏斗向下灌注時的反推力而產生的沖擊力?；炷翉膶Ч艿卓诹鞒鰜硐蛏仙饡r，向下的沖擊力轉變為向上的頂托力。其大小與混凝土灌注時的位置、灌注時的速度、首批混凝土的流動速度、導管底口的標高、首批混凝土表面標高、鋼筋骨架底端標高等因素有很大關系。另外鉆孔彎曲或傾斜、兩節鋼筋籠連接不豎直、導管置于孔內不豎直、導管法蘭盤鉤掛鋼筋骨架、孔底有沉渣等。

　　2、預防措施。將鋼筋骨架(摩擦樁)的幾根主筋向下延伸至孔底;混凝土表面接近鋼筋籠底部時，放慢灌注速度。

　　4.3 導管進水

　　1、首批混凝土灌注后導管進水，混凝土儲量不足，不能把導管底口封住;混凝土下落時導管提升太快，底口距孔底距離過大，使混凝土流出導管底口時流速過快，甚至全部流出導管;導管接頭密封不嚴密。

　　2、在混凝土面處于井孔水面以下不很深的情況下導管進水，混凝土表面測深錯誤，導管提出混凝土表面。

　　3、防治方法。導管使用前應進行必要的水密、承壓和接頭抗拉等試驗;首批混凝土儲量必須滿足導管初次埋置深度(H=1.0m)和填充導管底部間隙的需要。在灌注水下混凝土時應有一定的埋置深度，提升時速度要緩慢，嚴禁導管提出混凝土面。處理方法。對于第一種情況，可利用導管作為吸泥管，以空氣吸泥方法將已灌注的混凝土拌和物全部吸出，改正操作方法后重新灌注。在鉆孔灌注樁的施工過程中，一旦遇到問題，要沉著應對，分析原因，制訂確實可實的方案措施，確保樁基礎的質量。

　　隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，鉆孔灌注樁這一基礎形式以其施工簡便、適應性強、成本適中等特點，被廣泛應用于公路橋梁及其他工程領域的基礎施工中。但由于灌注樁屬于隱蔽工程，若施工中稍有不慎或疏忽，就會出現灌注樁斷樁的質量事故，不僅會給國家造成巨大的財產損失，還會嚴重影響施工工期及整體工程的質量和安全。因此，必須對灌注樁的成樁質量引起足夠地重視，從樁基地質、鉆孔工藝、護壁施工、鋼筋籠上浮、混凝土配比、灌注等施工環節上嚴格把關，盡量避免斷樁事故的發生。施工人員一定要按設計方案進行搭設，不能有隨意性，確保安全!

　　參考文獻：

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