張友卿（廣州鐵路集團公司住房建設指揮部，湖南　懷化　418000）

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實例探討泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁施工及其沖孔注意事項

張友卿（廣州鐵路集團公司住房建設指揮部，湖南懷化418000）

在建筑工程基礎施工中，泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁因為具有較廣的適用范圍、單樁承載力大以及施工機械簡單等特點被比較廣泛的運用在工程施工中。本文主要根據(jù)實例闡述了泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁施工以及沖孔注意事項。

泥漿；護壁；沖擊式；鉆孔樁；鉆孔

1　工程概況

本工程為懷北路公租房新建，建設地址位于懷化市懷北路原懷鐵總公司招待所原址。地下一層，地面建筑工程主體十六層，總建筑面積33342m2，建筑高度49.92m，建筑占地面積4330m2。建筑結構為框架剪力墻結構，抗震設防烈度為Ⅵ度。

本樁基工程采用泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁，共計122根樁，其中：1m樁徑65根，1.2m樁徑7根，1.5m樁徑8根，1.8m樁徑35根，2m樁徑7根，樁長為12～30m。樁端持力層為中風化礫巖，飽和抗壓強度標準值frk=27MPa，樁身要求進入持力層＞1m為準。樁心混凝土強度等級為C30，鋼筋為HPB300，HPB400。

2　鉆孔樁施工要點

本工程地質(zhì)情況較好，地表土主要為人工填土和植物層，中間層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，呈可塑和硬塑狀態(tài)，持力層為中風化礫巖，地質(zhì)整體性、穩(wěn)定性、保水性、均勻性均較差，可采用陸地鉆孔平臺和泥漿循環(huán)鉆進的施工方案進行施工。場地內(nèi)巖溶較為發(fā)育，在勘探深度范圍內(nèi)溶洞最小高度1.1m，洞體最大高度可達15m。

2.1平臺搭設

在地面上鋪設250cm×18cm×20cm枕木，枕木上擱36#工字鋼作為鉆機承重梁，工字鋼上設20#槽鋼作為橫向分配梁，以求整體穩(wěn)定，然后在槽鋼上安設鉆機，即完成平臺的搭設。對于主墩樁基施工平臺先采取土方填筑，平臺填筑與施工便道齊平，填筑過程中采用壓路機進行壓實，然后鋪設磚渣即可按照陸上樁基的方法搭設鉆機施工平臺。

2.2鋼護筒的埋設

鋼護筒直徑為210cm、180cm，150cm，120cm及100cm五種規(guī)格，壁厚10mm，高3.0m，上口邊設法蘭，護筒周圍用10cm鋼板加肋。為加快施工進度，每種規(guī)格鋼護筒各加工兩套，鋼護筒安放前，利用挖機進行樁位基坑開挖，定位后，再利用挖機振動下沉。護筒埋入前先用全站儀將樁孔位放至地面，用十字線騎馬樁臨時定位，再開挖孔口坑，下放鋼護筒，護筒周圍留有50cm空間，用粘土回填，分30cm一層分層夯筑緊密，以保證護簡不移位、不漏水。護筒高出地面30cm，護筒埋設的平面偏差小于5cm，傾斜率小于1%。用水準儀將標高引至護筒頂并作記號，便于鉆孔時量測孔深及計算標高。

2.3鉆機安裝

鉆機安裝完成后，首先用全站儀調(diào)整鉆機就位，保證鉆頭中心對準樁位中心，同時調(diào)平鉆機。鉆孔所用的泥漿池修筑在方便清理和不影響施工的場地內(nèi)，循環(huán)系統(tǒng)保證有一定的坡度，保證泥漿正常循環(huán)而不外溢。泥漿池、沉淀池和泥漿循環(huán)槽可用磚和水泥砂漿砌筑而成。

2.4鉆孔、清孔

2.4.1鉆 孔

首先用全站儀在護筒上測量放樣，再調(diào)整鉆機就位，并保證鉆頭中心對準樁位中心，同時調(diào)平鉆機，檢查配套系統(tǒng)是否符合要求，所有準備工序完成，報監(jiān)理工程師簽字同意后：即可開鉆。鉆孔時認真做好鉆孔記錄，隨時觀察鉆孔情況，及時調(diào)整鉆孔的各種參數(shù)，以保證鉆孔的順利進行。鉆孔進行過程中，派專人觀察孔內(nèi)泥漿面高度，嚴格控制孔內(nèi)泥漿面標高，鉆孔過程中泥漿頂面標高不低于孔口高程，以確?？妆诜€(wěn)定，不塌孔。同時注意觀察孔內(nèi)泥漿面有無異常變化，若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿面有明顯降低或升高現(xiàn)象，立即提起鉆頭，防止孔壁坍塌，導致鉆頭被埋。鉆孔過程中，泥漿質(zhì)量的好壞直接影響到鉆孔樁的鉆進速度及成孔質(zhì)量。因此，對拌制泥漿用的每批原材料進行抽檢，嚴格控制質(zhì)量。泥漿拌制開始和過程中對泥漿所有技術參數(shù)進行測試。除此之外，施工現(xiàn)場以每8h一次的抽檢頻率抽檢進、出口泥漿，檢測泥漿的比重、粘度、含砂率、pH值，膠體率并做好詳細記錄。當鉆進到設計深度后，即采用泥漿循環(huán)系統(tǒng)進行抽漿排渣。泥漿性能指標控制如表1。

表1　泥漿性能指標控制

鉆孔過程中若泥漿指標不合格，需要調(diào)配時，不得將純堿或膨潤土直接倒入孔中，純堿可加入進漿口附近泥漿，并進行人工攪拌，膨澗土經(jīng)過制漿機加水攪拌后加入到進漿口泥漿加以攪拌，再泵入孔中。任何時候不得直接在孔中或泥漿池中注入水稀釋泥漿，防止泥漿離析。

2.4.2清 孔

當鉆孔達到設計標高后，對孔深、孔徑、孔位和孔的傾斜度進行檢查，然后填寫終孔檢驗報告，并報請監(jiān)理工程師、地勘單位、設計單位到現(xiàn)場檢查驗收。成孔驗收合格后，即進行清孔施工，采用氣舉正循環(huán)法進行排渣清孔。清孔時必須保證孔內(nèi)水頭，防止坍孔。清孔后灌注水下混凝土前，檢查孔底沉渣厚度，須滿足如表2設計規(guī)范要求。

吊入鋼筋骨架時，必須對準鉆孔中心豎直插入，嚴防觸及孔壁鉆孔達到設計標高并清孔后，對孔徑、孔深、孔形、豎直高和孔底地質(zhì)是否與設計相符合，孔底泥漿沉淀厚度等進行檢查，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，進行清孔。在鉆孔過程中，特別注意防止空鉆，否則會發(fā)生落錘事故，一旦落錘立即采用鉆機上面的吊鉤伸入孔底進行打撈。同時要注意吊錘的鋼絲繩是否磨損，一旦損害，立即更換。每墩完成樁基混凝土澆注后，立即進行泥漿外運處理，以便于下一步系梁和承臺的施工。

表2　鉆孔樁鉆孔允許偏差

2.5鋼筋籠制作安裝

鋼筋籠外側設置控制保護層厚度的墊塊 （混凝土保護層厚度為60mm），其間距豎向為2m，橫向圓周不得小于4處，頂端應設置吊環(huán)。為保證鋼筋籠起吊不變形采用兩吊點起吊，第一吊點設在鋼筋籠的上端，第二吊點設在鋼筋籠的中點到1/3點之間。入孔時，鋼筋籠要對準孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。鋼筋籠放到設計位置時，應立即固定。遇有兩段鋼筋籠連接時，鋼筋籠分段在井口采用單面搭接焊，主筋焊接長度不小于10d，同一截面接頭數(shù)受拉區(qū)不大于50%。

2.6水下混凝土灌注

導管用內(nèi)徑中300卷焊鋼管，中間標準段按3.0m制作，并配置若干1m長的調(diào)節(jié)管段，中間節(jié)兩端焊法蘭盤，法蘭盤上設有6～8個螺栓孔，在一端法蘭盤附近焊小耳一對，下端導管按4～6m制作。鋼筋籠就位后，用螺栓聯(lián)結導管兩端法蘭盤（接頭處上5mm厚橡膠墊），再將導管提高至孔底30～40cm左右。鉆孔達到設計標高后，盡快進行混凝土的灌注。其工藝流程為：復測孔深和沉渣厚度一吊放鋼筋籠并固定一搭設灌注支架和平臺一清孔及檢查沉渣厚度一安裝水下混凝土導管一壓水進行混凝土的澆注。鋼導管在安裝之前進行水密性試驗，鋼導管提升利用鉆機上的卷揚機鋼絲繩套住鋼導管頂部，提升鋼絲繩時，卷揚機要控制提升速度，確保整個混凝土澆注過程中安全可靠。混凝土采用商品混凝土，一般情況下采取汽車泵澆注，鉆孔樁水下混凝土坍落度控制在18～22cm，初凝時間須控制在6h以上。鋼筋籠安裝就位并安設好導管后，向孔底吹高壓風，使沉淀在孔底的鉆渣懸浮在泥漿中。拔球前在儲料斗中灌注首批混凝土，首批混凝土方量必須保證導管埋深不少于1m，然后立即利用卷揚機拔球，連續(xù)不斷的灌注混凝土直至導管埋深4～6m后，視其具體情況拆1～2根導管，如此循環(huán)直至混凝土澆注完成。在混凝土的灌注過程中，需派專人測量孔深，準確掌握混凝土面的上升高度，作好混凝土的灌注記錄，以便嚴格控制導管埋深在2～6m之間，嚴格因?qū)Ч苈袢脒^深，部分混凝土初凝而致使導管提不起來，或?qū)Ч苈袢胩珳\脫空而造成斷樁事故的發(fā)生。

3　沖孔注意事項及異常處理

（1）在沖孔過程中需要對鉆孔進行經(jīng)常檢驗，做好鉆孔垂直度的控制，從而確保鉆孔傾斜度在合理的范圍內(nèi)。

（2）在沖孔中，必須要做到勤松繩，嚴禁出現(xiàn)打空錘的現(xiàn)象；并且要經(jīng)常進行抽碴，使鉆頭經(jīng)常沖擊新鮮巖層。

（3）在鉆進中要準備好備用的鉆頭，可以便于進行更替使用。鉆頭直徑磨耗超過1.5cm時，需及時更換或修補。更換新鉆頭前必須檢查孔底，方可放入新鉆頭。

（4）沖孔過程中發(fā)生塌孔時，應查明原因和位置，進行分析處理。坍孔不嚴重者，可加大泥漿比重繼續(xù)鉆進；嚴重者回填重鉆。

（5）沖孔過程中發(fā)生縮孔時，可提高孔內(nèi)泥漿面或加大泥漿比重采用上下反復掃孔的方法，恢復孔徑。

（6）沖孔過程中發(fā)生流砂時，應增大泥漿比重，提高孔內(nèi)壓力或用黏土作成大泥塊或泥磚投下。用沖擊法造孔時可投黏土塊，用鉆頭沖擊黏土塊擠入流砂層，加強孔壁，堵住流砂。

（7）沖孔過程中發(fā)生掉鉆時，應及時摸清情況，查明原因，采取措施，盡快處理。如鉆頭被埋住，應先清除泥砂，再進行打撈。

（8）沖孔過程中發(fā)生溶洞時，溶洞深度在2m以內(nèi)，且溶洞不大，可以采取填片石反復擊打多次，直至溶洞填滿。如遇泥漿無法封住，可采用水泥漿配合進行；溶洞深度2～5m可采用填片石或注漿法，或二者配合使用；5m以上溶洞，可采用灌注混凝土填塞或填片石復打與灌注混凝土相結合，灌注混凝土則必須待混凝土強度達到70%，再進行復打。

4　結語

泥漿護壁沖擊式機械鉆孔樁施工過程屬于隱蔽工程，因而施工過程控制和檢驗是比較困難的，很可能會導致質(zhì)量事故的產(chǎn)生。因此在施工過程中為了保證施工質(zhì)量，必須嚴格按照施工要求和規(guī)范進行施工，做好鉆孔、清孔和混凝土灌注等關鍵工序的施工，從而避免質(zhì)量事故的發(fā)生。

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［2］林福成.影響鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量的因素分析［J］.中國新技術新產(chǎn)品，2010（02）：23～24.

［3］祁俊山，曹國緒.某工程鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題［A］.土木建筑學術文庫（第8卷）［C］.2007（05）：28～29.

［4］黃 勇，徐 謙.淺談巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制［J］.中南公路工程，2001（04）：56.

［5］《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）.

［6］《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2002）.

張友卿（1965-），男，工程師，本科，主要從事建筑工程工作。

TU753.3

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2095-2066（2016）13-0220-02

2016-4-19