摘要: 本文對Ф400泥漿護(hù)壁鉆孔灌注抗拔樁施工技術(shù)的特點、技術(shù)要求、應(yīng)用效果與效益進(jìn)行了分析、總結(jié)。該技術(shù)具有利用自有粘土造泥漿，施工工序較多，難度較大，技術(shù)先進(jìn)、效果及經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點。

關(guān)鍵詞: 泥漿護(hù)壁 鉆孔灌注樁 抗拔樁 技術(shù)分析

1.前言

Ф400泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁抗拔樁施工技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)，它具有利用自有粘土造泥漿，施工工序較多，難度較大，技術(shù)先進(jìn)、效果及經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點。在有地下水時，以鉆機(jī)成孔，采用泥漿護(hù)壁，防止孔壁坍塌，并憑借泥漿的循環(huán)將孔內(nèi)碎渣帶出孔外來控制沉渣厚度，水下澆注混凝土的成樁工藝。該工藝適用于陸地和水域施工。在我國的橋梁、閘壩及工業(yè)與民用建筑等基礎(chǔ)施工中得到了廣泛的應(yīng)用，已形成較為完善的體系。

2.技術(shù)要求

Ф400泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁抗拔樁施工技術(shù)鉆孔樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和成樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表1和表2所示。在施工中要參照此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.1其他一般項目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

由于孔徑過小，在鋼筋籠及混凝土的制作上要求比較高。

2.2鋼筋籠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

①鋼筋籠材質(zhì)必須達(dá)到設(shè)計要求，同時箍筋間距嚴(yán)格按設(shè)計布置，偏差控制在20mm范圍內(nèi)，以防鋼筋籠下孔后變形，造成導(dǎo)管掛鋼筋籠。

②直徑要求控制在10mm范圍內(nèi)，同時布置時嚴(yán)格按設(shè)計要求布置，確保工程的質(zhì)量。

③鋼筋籠的安裝深度偏差控制在10mm范圍內(nèi)。

2.3灌注用混凝土的質(zhì)量要求

由于該項目樁徑為Ф400，同時又配有鋼筋籠，灌注時采用Ф180的導(dǎo)管，而設(shè)計時鋼筋籠的保護(hù)層厚度為50mm，經(jīng)計算導(dǎo)管與鋼筋籠的凈距離為50mm，因此對混凝土的拌料要求非常高。

①混凝土的粗骨料嚴(yán)格控制用10～20mm的碎石，配料時骨料必須過篩，嚴(yán)格控制混凝土的骨料粒徑，確保灌注順暢。

②混凝土的塌落度嚴(yán)格控制在160～220mm之間，并保證混凝土的流動性、和易性良好。

3.技術(shù)方案

在接到工程后，我們對摩擦樁和抗拔樁的技術(shù)方案進(jìn)行了研究分析，與抗拔樁比較，摩擦樁的不足如下:

①樁深較深。②樁徑較大。③砼量多。④鋼筋用量大。⑤鉆孔深。⑥消耗的費用較高。

最后選定了泥漿護(hù)壁鉆孔灌注抗拔樁工藝。

4.工藝流程

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注抗拔樁工藝流程圖如圖1所示。

5.實施

5.1 樁位放樣操作

a、嚴(yán)格審核圖紙，復(fù)核樁位尺寸及所用材料;

b、導(dǎo)線點聯(lián)測復(fù)測準(zhǔn)確后，方可進(jìn)行樁位放樣;

c、放樣時嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定要求進(jìn)行放樣，并采用另一種測量方式復(fù)核;

d、鉆機(jī)就位后必須進(jìn)行鉆機(jī)就位復(fù)核，確保工程質(zhì)量。

5.2 造孔質(zhì)量

鉆孔灌注抗拔樁施工中造孔質(zhì)量主要包括:孔位施工，樁孔垂直度控制，孔徑偏差控制，孔深及擴(kuò)孔，沉渣厚度控制，成孔質(zhì)量檢驗。

5.2.1 孔位施工

鉆機(jī)就位前，對施工孔位標(biāo)志點進(jìn)行復(fù)核，同時注意護(hù)筒埋設(shè)時，保證護(hù)筒的中心對準(zhǔn)標(biāo)志點，在護(hù)筒埋設(shè)前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)、地下水位情況設(shè)計制作好護(hù)筒的具體尺寸，保證其有足夠的深度，周圍的回填土分層回填夯實，防止其護(hù)筒外圍周邊在使用中漏漿，致使護(hù)筒的移位和傾斜，影響造孔質(zhì)量。

5.2.2 成孔垂直度控制

a、首先鉆機(jī)開鉆前保證鉆塔導(dǎo)向桿的垂直度，使鉆進(jìn)中吊塔中心點、鉆盤中心點、鉆頭中心點及樁位在同一垂直方向上。

b、保證鉆機(jī)在整個鉆機(jī)中的穩(wěn)定性，避免其產(chǎn)生前傾或側(cè)斜，對軟弱土質(zhì)應(yīng)對現(xiàn)場進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚?，加大承重枕木的面積，施工中隨時檢測鉆桿或吊繩在孔口的居中情況，及時糾正偏差。

5.2.3 孔徑偏差控制

a、注意保證鉆桿牢固順直無曲折，保證鉆桿的垂直導(dǎo)向嚴(yán)密順滑無擺動，以免鉆頭鉆進(jìn)中擺動而擴(kuò)孔。

b、施工前做好施工準(zhǔn)備工作，調(diào)查好現(xiàn)場地質(zhì)情況，針對容易產(chǎn)生縮徑和擴(kuò)徑的土層土質(zhì)，在開鉆前作好防粘方案及相應(yīng)的物質(zhì)準(zhǔn)備(比如碎磚、塊石和粘土等)，以保證成孔的質(zhì)量及進(jìn)度。

c、護(hù)壁泥漿品質(zhì)及孔內(nèi)外壓差的原因:泥漿質(zhì)量主要性能指標(biāo):密度、粘度、含砂率和膠體率等，在施工中必須嚴(yán)格控制好這些指標(biāo)，在確保工程質(zhì)量下，制備泥漿時應(yīng)選用塑性粘土和膨潤土，同時根據(jù)井孔穿越土層的要求進(jìn)行相應(yīng)配合比設(shè)計，在成孔中，護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0米以上，當(dāng)?shù)叵滤挥袧q落變化時，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5米以上。

d、施工操作分析:現(xiàn)場施工操作可能會造成孔壁坍塌:

①護(hù)筒埋設(shè)太淺或周圍未用粘土封緊而漏漿、沖刷。

②未及時向孔內(nèi)注漿，使泥漿水頭過底，孔內(nèi)泥漿面底于孔外地下水位，或泥漿密度偏底，反壓不夠。

③容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層未及時采取維持孔壁穩(wěn)定的措施(如做粘土套等)。

④遇泥砂、淤泥、松散砂層而鉆進(jìn)太快。

⑤下放鋼筋籠碰撞孔壁。

6.4孔底擴(kuò)孔不夠，達(dá)不到抗拔的效果。

6.4.1產(chǎn)生的原因:主要由于擴(kuò)孔鉆頭在擴(kuò)孔時不能打開，或打開的角度不夠，造成擴(kuò)孔不到位，抗拔效果差。

6.4.2處理的辦法:根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計相應(yīng)的擴(kuò)孔鉆頭(原理是利用離心力將鉆頭張開一定角度進(jìn)行孔底掃孔，達(dá)到孔底擴(kuò)大的效果)，在鉆頭安設(shè)時，慢速試空運轉(zhuǎn)，看效果是否明顯，若空轉(zhuǎn)時都不張開角度或張開不明顯，必須重新設(shè)計鉆頭，直至達(dá)到預(yù)期的效果。

5.2.4沉渣厚度控制

在實際施工中，不管采用何種施工方式，孔底沉渣不可能完全清理干凈，致使孔深成未知數(shù)，沉渣厚度直接影響到樁端承載力，比較合理有效的處理方法是采用后壓漿技術(shù)對孔底沉渣進(jìn)行固化。在施工中，根據(jù)工程項目的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件制訂嚴(yán)密的施工組織設(shè)計，嚴(yán)格把關(guān)，為下一道工序的順利進(jìn)展創(chuàng)造良好的條件。

5.2.5成孔質(zhì)量檢驗

成孔質(zhì)量應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。

5.3清孔施工

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，在砼灌注前，孔底沉渣厚度必須符合設(shè)計要求及規(guī)范規(guī)定要求。清孔分二次:一次為鉆機(jī)鉆桿清孔，在鉆孔完畢將鉆頭提離孔底10cm慢速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行清孔;二次為導(dǎo)管清孔，清孔完畢泥漿指標(biāo)應(yīng)達(dá)到規(guī)范規(guī)定要求:相對密度:1.03-1.10;粘度:17-20Pa.s;含砂率:<2%;膠體率:>98% 。

5.4鋼筋籠制作安裝

5.4.1鋼筋籠制作

嚴(yán)格按圖紙及《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》下料施工，施工中由于樁徑較小樁徑為400mm，考慮灌注及鋼筋籠掛導(dǎo)管問題將鋼筋籠骨架置于最外側(cè)，主筋置于最內(nèi)側(cè)，制作過程中可采用縱向鋼筋定位模扳進(jìn)行鋼筋籠的制作。如下圖:

5.4.2鋼筋籠的吊運

為防止吊運時鋼筋籠變形應(yīng)注意:a、吊運時下端不允許拖地。b、加密骨架筋，增加鋼筋籠的剛度。

5.4.3鋼筋籠的安裝

安裝時保證鋼筋籠豎直對準(zhǔn)井口中心后緩緩下放，力求不使鋼筋籠下放時擦傷孔壁。在安裝中很難保證，因此在施工中建議采用圓柱形的砂漿墊塊作保護(hù)層，如圖3保護(hù)層塊圖所示，盡量減輕對孔壁的擦傷。

5.5 砼施工

5.5.1砼拌制

由于水下灌注砼工藝的特殊性，尤其Ф400灌注樁的特殊性，砼拌制質(zhì)量應(yīng)注意以下要求:

a、砼的實驗配制強度比設(shè)計強度應(yīng)提高5MPa。

b、砼拌制骨料必須嚴(yán)格控制其粒徑，以防灌注中堵管，同時由于灌注時導(dǎo)管外部與孔壁間孔隙較小，經(jīng)過計算嚴(yán)格控制好骨料粒徑以防砼上翻被卡。

c、砼的坍落度設(shè)計中應(yīng)控制在18—22cm，同時保證有一定的流動保證率。

d、砼的初凝時間應(yīng)滿足整個灌注過程(即攪拌第一斗砼開始至灌注完最后一斗砼并拔出導(dǎo)管為止)，即根據(jù)灌注時間參加外加劑，達(dá)到預(yù)期效果。

5.5.2 砼灌注

灌注水下砼時，操作如下:

a、選用16—18cm內(nèi)徑的絲扣導(dǎo)管，嚴(yán)禁使用法蘭接頭導(dǎo)管，以免灌注中導(dǎo)管將鋼筋籠掛住，導(dǎo)致鋼筋籠上浮。

b、在灌注砼時，應(yīng)一次灌注成，每次灌注間歇時間一般控制在15min，特殊情況不應(yīng)超過30min。

c、灌注中保持孔內(nèi)砼面均勻上升，且保持上升速度≮2m/h，在Ф400灌注樁灌注時，導(dǎo)管埋深(指導(dǎo)管下口至導(dǎo)管外砼面距離的平均值)宜控制在4—6m，最多≯6m，最少保證≮1.5m，嚴(yán)禁導(dǎo)管下口提拔出砼頂面，由于小孔徑樁砼量小，在灌注中，如萬一不甚把導(dǎo)管下口提出砼面，則可采取如下?lián)尵却胧?①在灌注的初始階段，拔出導(dǎo)管并立即進(jìn)行清孔，然后重新進(jìn)行灌注。②灌注的后期，立即進(jìn)行鋼筋籠上拔，提出孔外，然后下鉆頭進(jìn)行掃孔，清孔后重新灌注。

d、灌注中注意導(dǎo)管不停輕微上下抖動，確保不堵管同時保證灌注砼密實。

e、拌制好的砼應(yīng)在1.5h內(nèi)灌注完畢，夏季應(yīng)在1 h灌注完畢，根據(jù)需要摻入一定量緩凝劑。

f、砼灌注時應(yīng)灌注至設(shè)計樁頂高以上設(shè)計或規(guī)范規(guī)定的高度，以確保設(shè)計樁頂標(biāo)高以下砼的質(zhì)量。

5.6 成樁質(zhì)量

水下灌注砼樁的成樁質(zhì)量按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。

6.應(yīng)用效果與經(jīng)濟(jì)效益

6.1 應(yīng)用效果

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注抗拔樁施工技術(shù)在應(yīng)用中效果非常明顯。在華北某工程中實現(xiàn)了建設(shè)速度快，工程質(zhì)量好，技術(shù)先進(jìn)，滿足用戶需求的效果。

6.2 經(jīng)濟(jì)效益

摩擦樁和抗拔樁經(jīng)濟(jì)效益對比表如表3所示。

消耗的費用合計說明，砼量1000元/ m3，ф8鋼筋量8000元/噸，單樁計算過程結(jié)果如下:

4200+2160+15000=21360。

1300+1440+10000=12740。

從計算中可以看出，該工程采用抗拔樁工藝，單樁節(jié)約費用8620元，某工程約80個樁，8620×80=689600元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

7.結(jié)論

①Ф400泥漿護(hù)壁鉆孔灌注抗拔樁施工技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

②該技術(shù)方案可行，與摩擦樁相比具有明顯的優(yōu)勢，施工效果理想。

③與摩擦樁相比，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，該工程創(chuàng)效68.96萬元。

參考文獻(xiàn):

1.王進(jìn)，鉆孔灌注樁護(hù)壁技術(shù)淺析，《中國礦業(yè)》，2006年第12期。

2.鄭松光，議鉆孔(泥漿護(hù)壁)灌注樁的施工技術(shù)，《廣東科技》，2007年增刊。