陳永豐

摘 要：文章通過對高寒溫泉地區(qū)鉆孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)的問題、質(zhì)量控制、鉆孔樁成孔工藝、混凝土灌注工藝等方面進行分析，總結在類似地區(qū)施工鉆孔灌注樁應注意的工藝工法，以期為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：鉆孔灌注樁 鋼筋籠安裝 混凝土灌注

1.工程概況

西藏林拉公路二期項目所處地為海拔4250m～4620m，極端最低氣溫-24.5℃，晝夜溫差極大，其中松多10號橋位于泥石流堆積體及尼洋河河灘，地質(zhì)厚度10～25m為松散、中密砂卵石土，鉆孔所揭露的厚度內(nèi)塌孔嚴重，其中10# ～17#墩更是處于松多溫泉中心地帶，泉水上涌量較大，泉水溫度約為35～52℃，且有較濃烈的硫磺味，孔樁易發(fā)生塌孔、縮頸、斷樁、地下水噴涌等事故。

本橋1 0 # ～ 17 #墩設計為摩擦樁，樁徑1.5m，樁長16m，每個墩8根樁基，上設鋼筋混凝土承臺（17.5×5.2×1.8m），較其他橋墩明顯加強，其余為獨墩獨柱，混凝土為C30水下混凝土。

2.施工技術特點和重難點

（1）橋址為4300m的高原地區(qū)，且樁基施工時段為三、四月份，氣候條件惡劣，高原缺氧及寒冷氣候令施工效率極低。

（2）橋址區(qū)為泥石流堆積體和尼洋河灘地，孔樁地層滲水非常強且自穩(wěn)性差，坍孔嚴重，前期旋挖鉆試驗樁未成功，后采用沖擊鉆施工，施工持續(xù)周期長，過程控制困難，易出現(xiàn)涌水、坍孔等現(xiàn)象。

（3）鉆孔樁為松多溫泉區(qū)域，地下水噴涌且水溫較高，孔內(nèi)溫度約35～52℃，并有較強的硫磺味，水質(zhì)具有一定腐蝕性，混凝土灌注時初凝時間極短，易出現(xiàn)坍孔、縮頸、斷樁等情況。

3.施工技術

3.1鉆孔施工工藝

3.1.1施工準備

鉆機就位前對樁位進行準確放樣并做好護樁，以便在鉆孔過程中隨時復核孔位偏差。樁位附近場地應進行處理，將松散的泥石流洪積層清除，保證堅實平整，方便鉆機施工；同時考慮鉆機不移位時混凝土罐車灌注樁基的施工通道和鋼筋籠擺放吊裝場地及位置。

3.1.2護筒的制作與埋設

護筒采用厚10mm鋼板用卷板機現(xiàn)場制作加工，護筒直徑比樁徑大30㎝，高4m。護筒頂面露出地面30cm。鋼護筒埋設位置應準確、豎直，護筒中心與樁中心平面位置偏差≤50mm，在豎直方向傾斜度≤1%。

3.1.3鉆機就位

鋼護筒埋設就位后，將鉆機就位固定，調(diào)試運轉(zhuǎn)正常，并對鉆頭位置及垂直度精確定位，使之與護筒內(nèi)標示的鉆孔中心重合，然后開始鉆孔。

3.1.4鉆孔

鉆孔開始時采用低錘密擊的方式鉆進，鉆進護筒底以下3～4m后，才可轉(zhuǎn)入正常沖擊。鉆進過程中應經(jīng)常對鉆孔泥漿進行檢測和試驗，不符合要求時隨時調(diào)整。根據(jù)地層狀況調(diào)整泥漿性能或更換鉆頭鉆進，并將情況如實記入記錄表中。鉆進過程中如發(fā)現(xiàn)難以鉆進時，可能是遇到了硬土、硬物或石塊等，這時應立即提鉆檢查。為避免在鉆進過程中因為地質(zhì)原因而發(fā)生偏孔，施工過程中須注意連續(xù)補充泥漿，維持護筒內(nèi)應有的水頭，防止孔壁坍塌。

3.1.5終孔、清孔

樁孔鉆至設計標高后，對成孔的孔徑、孔深和傾斜度等進行檢查。采用檢孔器檢查孔徑，檢孔器直徑不小于孔徑，利用25t汽車吊吊入鉆孔內(nèi)，滿足設計要求后進行終孔檢驗，并填寫終孔檢驗記錄。

清孔采用抽碴筒多次從孔內(nèi)抽取鉆碴，同時向孔內(nèi)注水以減少泥漿比重到1.1～1.25，檢查沉渣厚度是否控制在設計范圍內(nèi)，清孔后泥漿指標允許偏差：（相對密度1.03～1.10；粘度17～20Pa·s；含砂率<2%；膠體率>98%）；清孔后立即下放鋼筋籠并再次檢測泥漿性能及沉渣厚度，合格后及時灌注混凝土。

3.1.6鋼筋籠制作和安裝

本項目鋼筋籠均采用在鋼筋場集中加工制作，采用鋼筋籠運輸車運送至施工現(xiàn)場。鋼筋籠保護層采用圓形的混凝土墊塊，穿插在加強箍筋上，環(huán)向圓周等距布置4個。鋼筋籠頂端應設置吊環(huán)，隨鋼筋籠制作加工成型。

每個鋼筋籠沿加勁箍內(nèi)側等距布置3根φ54×1.5的聲測管，安裝時底部距應與樁底平齊，頂部高出樁基頂高程不小于1m。聲測管接頭采用鉗壓式連接，底部用鋼板焊接嚴密。

十字筋與鋼筋籠之間的焊接在鋼筋籠下放過程中逐步解除，十字筋不得掉入孔內(nèi)，以免影響導管的下放?？卓谟眯弯撆R時支撐，下放時鋼筋籠嚴禁碰到孔壁以免造成塌孔。鋼筋籠節(jié)段間主筋采用直螺紋套筒連接，相鄰鋼筋接頭需錯開100cm。

3.1.7導管下放及二次清孔

導管采用壁厚7.5mm的無縫鋼管制作，直徑30cm。導管吊放時應居中且垂直，下口距孔底0.3～0.5m，最下一節(jié)導管長度應不小于4m；導管接頭用雙螺紋方扣快速接頭。

在導管下放后，利用導管進行二次清孔，清孔后泥漿相對密度1.03～1.10；粘度17～20Pa·s；含砂率<2%；膠體率>98%。清孔過程中必須及時補給足夠的泥漿，并保持孔內(nèi)漿液面的穩(wěn)定和高度；二次清孔完畢后必須在30min內(nèi)灌注砼。

3.2混凝土灌注施工工藝

在鉆孔檢驗合格二次清孔前，采用測繩+水銀溫度計測設孔內(nèi)溫度，使用方法：將水銀溫度計捆綁在測繩端頭，并吊至孔內(nèi)距孔底約1m左右，靜候3～5min后，快速提升讀數(shù)，以便較準確掌握孔內(nèi)溫度。

3.2.1鉆孔灌注樁水下混凝土性能要求，如表1所示。

3.2.2混凝土灌注

混凝土集中拌制，罐車運送到施工現(xiàn)場，罐車直接卸料至儲料斗。首批灌注樁砼的數(shù)量應能滿足導管首次埋置深度（≥1.0m）和填充導管底部的需要，所需砼數(shù)量可參考以下公式計算：

h1—孔樁內(nèi)砼達到埋置深度H2時，導管內(nèi)砼柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即h1=Hwγw/γc，Hw表示井孔內(nèi)水或泥漿的深度（m），γw表示井孔內(nèi)水或泥漿的重度（kN/m3），γc表示砼拌合物的重度（取24 kN/m3）。

針對本地區(qū)特點灌注前所需混凝土應基本到位，灌注正常后加快灌注速度，同時多配置配合人員，加快換導管等的時間，保證正常灌注，整個灌注時間盡量控制在1h左右。

3.3混凝土配合比優(yōu)化

經(jīng)水質(zhì)分析，本地區(qū)溫泉水中SO4-2離子含量高（1500PPm），具有較強的腐蝕作用，混凝土硫酸鹽侵蝕較嚴重，同時水溫較高加快混凝土的凝結。為此，項目組織對普通C30水下混凝土配合比進行了優(yōu)化。水泥選擇時采用中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥（代號：PMS.R，C3A<5%，C3S<50%，C3A+C4AF<22%），同時加入20%的粉煤灰作為外摻料，增強混凝土的抗侵蝕能力。

外摻料中的活性混合料能與水泥水化的Ca（OH）2發(fā)生二次水化，二次水化產(chǎn)物主要填充水泥石的毛細孔，提高水泥石的密實度，降低水泥的孔隙率，使侵蝕介質(zhì)難以進入混凝土內(nèi)部，提高抗侵蝕性能。

4.結束語

通過本文分析研究，針對高寒溫泉地區(qū)鉆孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)的問題，特提出以下幾點體會：

（1）對于鉆孔樁區(qū)域出現(xiàn)易坍塌地層及地下涌水情況，在鉆進過程中應加大泥漿比重，必要時可加入水泥攪拌成漿堵孔。如遇到較大的泉眼，泥漿及水泥漿無法圍護孔壁穩(wěn)定時，可采用灌注混凝土堵孔或采用全護筒跟孔鉆進，控制地下涌水，不致出現(xiàn)坍孔，確保鉆進正常。

（2）孔內(nèi)水溫較高應隨時監(jiān)測，采用循環(huán)冷水以降低孔內(nèi)溫度，同時灌注混凝土時要嚴格組織，必須連續(xù)快速灌注，不得出現(xiàn)等待混凝土的情況。

（3）及時化驗溫泉水水質(zhì)，判斷其對混凝土的侵蝕能力，及時優(yōu)化混凝土配合比，提高混凝土的抗侵蝕能力，增強混凝土的耐久性能。