楊膨銘

（中交二航局第四工程有限公司）

超長大樁徑變徑鉆孔灌注樁施工工藝研究

楊膨銘

（中交二航局第四工程有限公司）

在建筑施工中，鉆孔灌注樁施工工藝逐漸成熟。本文通過實際建筑項目案例分析，在第一根鉆孔樁澆筑完成之后，進行鉆孔灌注樁經(jīng)驗總結(jié)。在實際鉆孔灌注中，首先需要進行施工設(shè)備準(zhǔn)備，根據(jù)總體設(shè)計布置方案進行施工；其次，對施工中的關(guān)鍵性技術(shù)參數(shù)的適應(yīng)性進行分析；最后制定科學(xué)合理的施工工藝流程。

超長大樁徑；變徑；鉆孔灌注樁；施工；工藝；研究

前言

在進行超長大樁徑變徑鉆孔灌注樁施工中，首先需要進行總體施工方案布置，進行黏土造漿、鋼筋加工以及混凝土澆筑準(zhǔn)備。然后進行施工設(shè)備以及施工技術(shù)準(zhǔn)備，鉆孔灌注樁施工中最為重要的設(shè)備就是KTY4000氣舉反循環(huán)鉆機。在技術(shù)準(zhǔn)備中，最為主要的就是進行技術(shù)交接。

1 工程概況

本文以五峰山長江特大橋北岸的3#橋墩變徑樁設(shè)置為例進行施工工藝分析。在該橋墩位置出放置70根φ3.1/2.8m變徑樁，樁基以梅花式布置，變徑點取-51m處。在本工程中采用的是C35混泥土，橋墩承臺以圓形為主。承臺的具體參數(shù)為：厚度9.5m，直徑為40.0m，并且建筑材料依然采用C35混凝土。承臺頂面需要設(shè)計塔座，其目的是改善承臺、塔底截面受力，塔座高5.0m。

主3#樁基長度共四種，為85m、86m、90m、100m，在樁基外設(shè)置φ3.3m鋼護筒，護筒參數(shù)為：長32.5m，底標(biāo)高-27.5m；

2 總體施工方案布置

2.1 黏土造漿

在該鉆孔灌注樁施工中，所采用的主要設(shè)備是KTY-4000型號的氣舉反循環(huán)鉆機。當(dāng)設(shè)備選擇完成之后，進行黏土造漿，造漿時需要選擇品質(zhì)優(yōu)良的黏土，在循環(huán)利用泥漿池中進行造漿，在造漿完成之后通過泥漿凈化器凈化造漿池，以便于下一次進行施工利用[1]。

2.2 鋼筋加工

在后場鋼筋加工場中進行鋼筋籠加工，實際加工時，注意在定位胎膜上分節(jié)加工，然后進行材料整體連接。當(dāng)鋼筋加工好之后，拆開連接部位，用平板車以分節(jié)運輸?shù)男问?，將材料送至施工現(xiàn)場[2]。

3 施工設(shè)備與技術(shù)準(zhǔn)備

3.1 設(shè)備準(zhǔn)備

氣舉反循環(huán)鉆機：鉆孔灌注樁施工中最為重要的設(shè)備就是KTY4000氣舉反循環(huán)鉆機，在反循環(huán)鉆機的鉆孔最大直徑為4m，鉆孔最大深度為160m；最大提升力為220t；動力頭傾角為45°；動力頭行程為4m；電源規(guī)格為3PH-380V-50Hz；鉆機功率為330kW；動力排渣方式為氣舉反循環(huán)。

塔吊：現(xiàn)場布置兩臺250tm塔吊，工作幅度：70m；最大吊重：16t；起重力矩：250t·m；起升速度：0～18.8m/min（16t）；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)尺寸：2m×2m×3m。

3.2 技術(shù)準(zhǔn)備

技術(shù)交接需要在實際施工之前進行，確保項目施工設(shè)計能夠良好的傳達到項目實施中來，避免在實施中出現(xiàn)問題。項目實施部門需要開展鉆孔灌注樁施工專項技術(shù)交底會、安全交底會。在這兩個會議上，技術(shù)人員需要熟悉施工圖紙，熟記施工技術(shù)規(guī)范。對現(xiàn)場地質(zhì)勘探資料進行掌握，確?，F(xiàn)場施工萬無一失，井然有序進行[3]。

4 施工工序

超長大樁徑變徑鉆孔灌注樁施工工藝流程圖如圖1。

圖1 超長大樁徑變徑鉆孔灌注樁施工工藝圖

4.1 將鉆機安置到指定位置

在氣舉反循環(huán)鉆機安裝之前，需要安裝鉆孔樁鋼護筒。由于鋼護筒的內(nèi)經(jīng)比較大，在孔樁內(nèi)部邊緣出現(xiàn)移動，進而產(chǎn)生位移，為了提升氣舉反循環(huán)鉆機安置的穩(wěn)定性，需要在鉆機安裝前，先進行鉆孔樁鋼護筒的位置測量。測量得出鋼護筒的偏位情況、傾斜度以及傾斜方向。當(dāng)這些參數(shù)記錄下來之后，對鉆孔樁鋼護筒位置進行矯正。當(dāng)護筒被矯正之后，才能夠進行氣舉反循環(huán)鉆機施工，并為后面的鉆孔施工提供依據(jù)資料[4]。

鉆機放置時，根據(jù)所測量出來的鋼護筒偏位數(shù)據(jù)進行就位，由于在鋼護筒安置有四個點拉十字線校核，校核能夠減小鉆機外部鋼護筒的偏差。然后將氣舉反循環(huán)鉆機安放至平臺上后，利用傾斜鉆架或移動上層底盤，將氣舉反循環(huán)鉆機及配重的組合件吊入孔內(nèi)，并臨時固定。該環(huán)節(jié)的臨時固定比較重要，由于鉆機本身利用自身的卷揚系統(tǒng)安裝鉆桿，如果不進行臨時固定將會在孔內(nèi)產(chǎn)生晃動。氣舉反循環(huán)鉆機初次就位后，對中心位置的調(diào)整。根據(jù)測量得出偏差結(jié)果同步調(diào)整鉆機的底座的平整度。當(dāng)以上初步調(diào)整結(jié)束之后，施工技術(shù)人員利用專業(yè)的測量工具，對氣舉反循環(huán)鉆機穩(wěn)定性進行再次檢查，發(fā)現(xiàn)偏差時，進行二次調(diào)整，經(jīng)過校核之后，進行下一步工作[5]。

圖2 鉆機就位圖

在設(shè)備鉆進環(huán)節(jié)中，由于氣舉反循環(huán)鉆機噸位較大，鉆進過程中不易產(chǎn)生位移，所以不需要進行固定。例如在3-47#孔的施工當(dāng)中，氣舉反循環(huán)鉆機施工過程中無位移產(chǎn)生。

4.2 鉆進成孔

在實際的鉆進成孔中，主要有三種鉆進方式，分別為：護筒內(nèi)鉆進、覆蓋層鉆進以及基巖層鉆進。

在護筒鉆進方式中，在護筒中存在很多雜質(zhì)，需要將這些雜質(zhì)清除掉，才能夠順利的進行鉆進。一般情況下，可以使用電磁鐵吸引雜質(zhì)的方式，對護筒內(nèi)進行吸掃。在護筒內(nèi)鉆進，其刮刀鉆頭可以根據(jù)現(xiàn)場施工情況進行選擇，一般選用直徑3.1m的就可以。為了對護筒進行防護，在護筒外圈設(shè)置有鋼絲刷，進行鉆進施工時需要在護筒內(nèi)地層采取高轉(zhuǎn)速[6]。

在覆蓋層鉆進時，與護筒鉆進方式不同，需要采用低檔慢速鉆進方式，對鉆孔灌注樁中澆筑的泥漿指標(biāo)進行嚴(yán)格控制，進尺約為0.3m/h左右。在覆蓋層中，孔壁穩(wěn)定性比較低，因此需要適當(dāng)加大泥漿的比重和粘度，來穩(wěn)定鞏固孔壁。在本工程中，47#孔位在粉細砂層鉆進時，其泥漿比重不能超過1.17。在鉆井的同時，泥漿指標(biāo)在發(fā)生著變化，為了對鉆進進行合理控制，需要鉆機操作人員。在每隔2h就對泥漿指標(biāo)進行測量，并記錄入表，現(xiàn)場技術(shù)員每班抽檢兩次。

在基巖層的鉆孔，需要將鉆頭更換，將鉆的直徑改為2.8m，進入基巖層時，開鉆時鉆頭反循環(huán)運轉(zhuǎn)，采用反循環(huán)減壓鉆進，每小時進尺為10～20cm。

4.3 鉆孔灌注樁水下混凝土澆筑

在進行鉆孔灌注樁水下混凝土澆筑時：①需要對儲料斗中的混凝土坍落度進行嚴(yán)格控制，當(dāng)混凝土坍落度過于小的時候，混凝土在實際的流動時將會很慢，易造成澆筑管道阻塞；擋混凝土坍落度太大時，混凝土容易泌水離析，也會造成堵管。②對混凝土柱的上升高度進行監(jiān)測，控制導(dǎo)管埋深在3～6m之間，校驗已灌入的混凝土數(shù)量，對以下兩方面進行分析：a.擴孔率；b.混凝土面上升。③當(dāng)混凝土澆筑完成之后，需要將其注管進行及時清洗。如果清洗不及時，將會出現(xiàn)水泥砂漿附著而凝固的問題，在下次澆注時造成堵管。

5 在實際施工環(huán)節(jié)需要改進的問題

在實際施工環(huán)節(jié)中，從鋼筋滾扎、鋼筋籠制作、鉆機選型、成空工藝、混泥土配比以及澆筑施工等方面來看，存在的問題都比較小。為了更好的提升施工效果，還需要在實際施工中注意水文、地質(zhì)以及天氣等因素，并在以下幾方面進行改進：

（1）在成孔鉆進施工中，施工人員不能對表格中各個工序進行確認(rèn)，出現(xiàn)工序資料整理混亂，在以后施工中，各個工序上的負責(zé)人需要在本工序驗收之后，對資料進行及時整理，在完成混凝土澆筑之前，將工序交與現(xiàn)場施工監(jiān)理檢查。

（2）成孔檢驗。在47#孔位終孔提鉆之后，施工人員可以通過線繩的方式，進行孔深測量，測量之后計量數(shù)據(jù)并與實際的設(shè)計數(shù)據(jù)進行對比。當(dāng)孔深滿足要求后，還需要通過超聲波技術(shù)對孔型檢測。滿足規(guī)范要求：樁位允許偏差小于等于100mm，鉆孔傾斜度小于等于1/100，沉淀厚度小于等于50mm。

（3）在鋼筋籠焊接中，存在著很多焊渣，這些焊渣在施工中不及時清除，將會對后期施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。施工人員應(yīng)當(dāng)在焊接之后將焊渣處理干凈，在保持焊接長度與焊接高度的基礎(chǔ)上，提升焊接的牢固度。

6 結(jié)論

綜上所述，隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展，超長大樁徑變徑鉆孔灌注樁施工受到建筑行業(yè)所關(guān)注。在超長大樁徑變徑鉆孔灌注樁施工中，主要的施工流程如下：①需要將鉆機安置到制定位置，在氣舉反循環(huán)鉆機安裝之前，需要安裝鉆孔樁鋼護筒。②成孔鉆進，主要有三種鉆進方式，分別為：護筒內(nèi)鉆進、覆蓋層鉆進以及基巖層鉆進。在進行成孔檢驗，施工人員可以通過線繩的方式，進行孔深測量，測量之后計量數(shù)據(jù)并與實際的設(shè)計數(shù)據(jù)進行對比。然后開展鉆孔灌注樁水下混凝土澆筑。

[1]紀(jì)小彬.灌注樁后壓漿作用機理研究[D].北京交通大學(xué)，2008.

[2]趙志蒙.超長鉆孔灌注樁承載性狀研究[D].長安大學(xué)，2008.

[3]曾 平.超長大直徑鉆孔灌注樁施工工藝[J].施工技術(shù)，2005，S1：79～81.

[4]孫陽.大直徑深長樁施工孔壁穩(wěn)定性分析與成孔技術(shù)研究[D].長安大學(xué)，2009.

[5]李昌馭.鉆孔灌注樁樁樁端后壓漿工藝與機理研究[D].東南大學(xué)，2004.

[6]李勝利.超長大直徑鉆孔灌注樁承載特性研究[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

TU753

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1004-7344（2016）10-0140-02

2016-3-18