李佳航

（中國(guó)水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安710024）

1 工程概況

本工程主墩布置16根樁徑2.8m2.2m的變截面鉆孔灌注樁，樁間距5.6×5.6m（橫橋向×順橋向），過渡墩布置6根樁徑2.8m2.2m的變截面鉆孔灌注樁，樁間距5.6×5.6m(橫橋向×順橋向)，共計(jì)樁基92根，樁基長(zhǎng)度在35～95m，25m以下設(shè)計(jì)樁頂樁徑為Φ2.8m，25m以下設(shè)計(jì)樁底樁徑為Φ2.2m。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)與平臺(tái)布置

2.1 施工工藝

施工準(zhǔn)備—測(cè)量定放樣—埋設(shè)孔口臨時(shí)護(hù)筒—鉆機(jī)就位—設(shè)置泥漿池、造漿—鉆孔—成孔—第一次清孔（—下設(shè)永久鋼護(hù)筒）—制作、安放鋼筋籠及聲測(cè)管—導(dǎo)管安裝—二次清孔—拌制、運(yùn)輸混凝土—澆筑水下混凝土—鑿除超灌混凝土樁頭—清理樁頭、無損檢測(cè)。

2.2 施工平臺(tái)布置

為滿足施工要求，引橋15#、39#-44#墩臺(tái)和主橋1#、2#墩、5#墩?qǐng)龅仄露容^大，需提前平整場(chǎng)地。

3 施工技術(shù)措施與要點(diǎn)

3.1 鉆孔施工的技術(shù)措施和要點(diǎn)

3.1.1 放樣測(cè)量

采用電子全站儀精確定位樁孔位置，并按樁位點(diǎn)拉制四根控制樁，用四根控制樁控制護(hù)筒長(zhǎng)度的埋設(shè)情況，使之精確定位。樁身為3cm×3cm，高80cm的木樁，需埋地45cm，頂部埋設(shè)測(cè)釘用水泥砂漿或混凝土保護(hù)，以防止施工時(shí)受到干擾[1]。

3.1.2 施工鉆機(jī)就位

在鉆進(jìn)過程中，提前檢查其性能狀況，確保鉆機(jī)正常工作。檢測(cè)基臺(tái)，確認(rèn)基座牢固，避免在施工過程中發(fā)生地基不均勻沉降，如有必要再次打夯地基。

3.1.3 施工鉆孔順序

墩基通常是群樁或排樁，為避免相鄰的樁孔在澆灌時(shí)串孔，而且澆筑設(shè)備的自重很大，在澆筑時(shí)既要保證成樁質(zhì)量也要保證澆筑的安全，施工過程中應(yīng)采用跳樁或跳排的鉆孔順序。

3.1.4 施工臨時(shí)護(hù)筒埋設(shè)

測(cè)量員放樣護(hù)筒位置，撒上白灰記號(hào)，采用挖埋法，用人工配合挖機(jī)挖到護(hù)筒底高程，汽車吊將護(hù)筒放置在基坑內(nèi)，進(jìn)行校核，護(hù)筒四周用土壓實(shí)[2]。

3.1.5 泥漿制備

漿液配制應(yīng)選擇鈉基膨潤(rùn)土?；旌蠞{是按施工階段和地層特征來制作混合漿料，可參照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3650—2020)所規(guī)定的性能指標(biāo)，并根據(jù)實(shí)際情況做出調(diào)整。

對(duì)樁內(nèi)開挖量進(jìn)行計(jì)算，泥漿池、沉淀池等容積不得小于樁孔2倍容積；為防止泥漿污染河流區(qū)雨水收集保護(hù)區(qū)域，須采取必要的防滲漏措施。

3.1.6 沖擊鉆進(jìn)

主橋：先用2.8m鉆機(jī)鉆孔至2.8m樁孔設(shè)計(jì)樁底，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員確認(rèn)后，更換2.2m鉆頭，沖孔入至2.2m樁直徑設(shè)計(jì)孔底。在換鉆期間，要確保其不移動(dòng)，快到護(hù)筒底(2.8～2.2m變型截面)時(shí)，應(yīng)減小行程，慢速鉆進(jìn)，防止擴(kuò)、塌、偏斜事故發(fā)生。

3.1.7 施工掏渣

碎渣攜帶大量泥土擠入孔壁，而且多數(shù)都是經(jīng)由掏渣筒流出的，所以當(dāng)沖擊一定的時(shí)間后，就應(yīng)該立刻把沖擊錘拔出，并換掉鉆渣筒，往下鉆至鉆孔底部，取出鉆渣，放入棄渣溝。一旦鉆渣過厚，則漿液就無法使所有的鉆渣上浮，鉆錘打擊不到新土(巖)層，或會(huì)使?jié){液慢慢變稠導(dǎo)致吸收了大部分的撞擊能量，或阻礙鉆錘旋轉(zhuǎn)，而使撞擊的進(jìn)尺力明顯減弱，甚至有沖擊成梅花孔、扁孔等的風(fēng)險(xiǎn)，所以需要重新進(jìn)行掏渣。

3.1.8 施工終孔

鉆到設(shè)計(jì)深度以后，要檢測(cè)地質(zhì)情況。把鉆渣和地質(zhì)柱形圖進(jìn)行比較分析，以檢驗(yàn)地質(zhì)條件是否滿足工程設(shè)計(jì)條件。立即告知監(jiān)理工程師和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)代表并加以證實(shí)。如達(dá)到設(shè)計(jì)條件，應(yīng)立即檢驗(yàn)孔徑、孔形、孔深、垂直程度，在清孔后再對(duì)孔底的沉渣物加以檢查。

3.1.9 施工孔徑、孔形測(cè)量

在樁孔成孔、鋼筋籠下入之前，要對(duì)孔徑及孔形進(jìn)行檢測(cè)。本項(xiàng)目以樁直徑為基準(zhǔn)，并用籠式井徑器(試籠)入孔進(jìn)行了測(cè)量，籠式井徑器選用螺紋鋼筋制成，其外徑小于孔徑100mm，且不得超過鉆孔的設(shè)計(jì)口徑，以Φ25mm/Φ28mm為宜。檢驗(yàn)時(shí)，先將井徑裝置提起，孔心與起吊鋼纜高度保持一致，慢慢插入孔內(nèi)，上、下無阻力，說明孔超過試籠的直徑。

3.2 清孔施工的技術(shù)措施和要點(diǎn)

根據(jù)工程設(shè)計(jì)需要，采取了氣舉—反循環(huán)法為鉆孔樁的清孔方法。相對(duì)于傳統(tǒng)的清孔工藝，需要設(shè)置更多的空氣壓縮機(jī)、漿液分離器、清管設(shè)備。清孔工藝要測(cè)定泥漿的密度和含砂率，沉渣中應(yīng)無大粒度碎石。開孔率要求：

主橋孔底(端承樁)淤積厚度不超過50mm，引橋(摩擦樁)不得超過150mm。

膨潤(rùn)土泥漿：槽孔內(nèi)泥漿密度≤1.03～1.10g/cm3，黏度為17～20s，含砂量在2%以下。清孔結(jié)束后，如4s內(nèi)沒有澆筑混凝土，要再次測(cè)出沉渣量，如超過規(guī)定，必須重新清理。

混凝土注入：澆筑混凝土前，應(yīng)對(duì)混凝土運(yùn)輸管路和容器灑水潤(rùn)濕，在澆筑管道內(nèi)下放隔水球，待儲(chǔ)料斗注滿混凝土后，開始澆筑混凝土。導(dǎo)管的初始埋設(shè)深度不應(yīng)少于1m，且應(yīng)保證導(dǎo)管底部高度的要求，在封底時(shí)確保導(dǎo)管埋在混凝土中的深度不少于1m?；炷劣脤Ｓ眠\(yùn)輸車輛運(yùn)到施工地點(diǎn)，通過汽車吊提升料斗入倉(cāng)。

4 施工中應(yīng)注意的問題

該橋梁樁基礎(chǔ)直徑為2.8m，最大樁長(zhǎng)95m，最大樁深達(dá)100m，超深樁徑特大樁基礎(chǔ)施工困難，施工過程中易出現(xiàn)塌孔，成孔后清孔質(zhì)量難以保證。鋼筋籠孔口吊裝的難度較大，主橋各樁孔采用兩籠式結(jié)構(gòu)，2.2m單籠最大吊重46t左右，2.8m長(zhǎng)單籠重量37t；主梁內(nèi)外雙層、雙筋等連接形式，節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，對(duì)接困難。

應(yīng)對(duì)措施：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，采用不同深度護(hù)筒和不同型號(hào)鉆具鉆進(jìn)施工，并使用質(zhì)量最高的膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，避免在打孔時(shí)發(fā)生塌孔。在成孔后用氣舉反循環(huán)的方式進(jìn)行清孔工序，使其超深樁孔的沉渣層厚度符合設(shè)計(jì)要求。加工專用的打梢盤，鋼筋籠吊起用180t履帶吊起，將單節(jié)鋼筋籠的長(zhǎng)度增加，以減少孔口對(duì)接次數(shù)；保證鋼筋籠加工精度，鋼筋籠先進(jìn)行試拼裝校核。

超深樁傾斜度控制困難。應(yīng)對(duì)措施：采用沖擊鉆施工成孔。地面平整牢固，確保鉆機(jī)水平。強(qiáng)化鉆孔過程的控制，每鉆進(jìn)4m測(cè)孔傾斜度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正。控制鉆孔速度、鉆孔壓力、降壓鉆孔。根據(jù)孔的深度和孔徑選擇合適的鉆孔設(shè)備和鉆孔方式。

5 施工期間事故的預(yù)防與治理

5.1 塌孔的防治與治理

孔洞的崩塌事故很容易出現(xiàn)，在樁孔塌陷時(shí)要細(xì)心地察看現(xiàn)象，孔內(nèi)水面冒出細(xì)水泡，無進(jìn)尺或進(jìn)尺差甚微，孔深忽然變淺，鉆頭無法到達(dá)原先的深度等，都顯示已經(jīng)塌陷。

事故預(yù)防措施：在對(duì)松散的土壤地層沖磨時(shí)，要控制尺寸，并選擇比重大、黏性高、膠體率高的優(yōu)質(zhì)泥漿；護(hù)筒長(zhǎng)度符合要求并與孔壁要緊密，護(hù)筒外側(cè)周邊須用黏質(zhì)土回填，并分層均勻地夯實(shí)；清孔時(shí)要注意龍頭在孔內(nèi)的高度；清孔時(shí)泥漿要有足夠的強(qiáng)度和黏性。

事故處理方法：在孔洞坍塌后可以回填再?zèng)_，或?qū)撟o(hù)筒下至未坍塌處至少1m；孔內(nèi)如果坍塌情況不嚴(yán)重，可以提高泥漿比例繼續(xù)鉆孔。如果嚴(yán)重的話，可把砂巖、黏土混合物填在坍塌部位上1～2m，或者全部回填，繼續(xù)沖孔。

5.2 鉆孔的預(yù)防和處理

事故預(yù)防措施：鉆孔規(guī)格要統(tǒng)一，定期檢測(cè)鉆孔直徑，對(duì)有損壞的鉆孔頭進(jìn)行修復(fù)或替換；在鉆時(shí)要控制尺寸，選用比重、黏度、膠體率高的優(yōu)質(zhì)泥漿，并確定護(hù)筒口的水頭標(biāo)高。

事故處理方法：出現(xiàn)收縮孔洞，可通過鉆孔頭上下反復(fù)掃孔的方法擴(kuò)大或用黏土片石填筑縮小孔洞，待密實(shí)后再鉆孔。

5.3 防止和處理卡埋式鉆具

卡埋鉆具是在鉆孔工程施工中最容易發(fā)生并且危害性很大的一類事件，所以在工程施工過程中就應(yīng)該采用積極主動(dòng)的措施加以防范，而如果出現(xiàn)事件，就應(yīng)該采取有效措施，及時(shí)處理?？胥@具的處理方法主要是：

垂直吊掛，即通過吊車或液壓頂升機(jī)垂直將其起吊。

鉆頭磨削附近的疏松法，也就是利用反循環(huán)或水下切削等方式，把周邊沉渣重新清理一遍，然后再起吊。

高壓噴射，是在原鉆頭二端相對(duì)稱地開兩個(gè)小孔(小孔中心距鉆頭邊緣0.5m左右)，然后放入噴射管對(duì)準(zhǔn)被卡的鉆孔頭高壓噴射清洗，直到將二孔全部噴穿，并使原來的孔眼中心位置保持不變。

護(hù)壁挖除法，當(dāng)卡鉆位置不深時(shí)，采用護(hù)筒、水泥等材料進(jìn)行護(hù)壁，人工直接挖除。

5.4 防止樁基鉆孔偏移現(xiàn)象

事故預(yù)防性保護(hù)措施：安裝的鉆機(jī)須穩(wěn)固、垂直；軟硬巖、陡坡時(shí)，要控制進(jìn)尺、低速運(yùn)行鉆進(jìn)，或者采用卵石、片石充填后再鉆入。

事故處理方法：一般性的偏斜，將鉆頭上、下多次掃孔，使樁孔成正直；鉆偏嚴(yán)重的情況，需用砂礫及黃土回填，密實(shí)后再行鉆孔。

5.5 鉆孔漏漿

事故預(yù)防措施：在施工前期，對(duì)靠近樁位的坑洞、枯井等孔洞加以回填；地下水位較深或樁側(cè)土缺乏水時(shí)，在鉆孔中應(yīng)用黏稠性很大的水泥漿；護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，在側(cè)壁周圍使用黏土分層回填壓實(shí)。

事故處理方法：低速下鉆，加稠泥漿。

6 結(jié)語(yǔ)

施工過程中，應(yīng)認(rèn)真對(duì)每道工序進(jìn)行檢查（深度、孔徑、孔底沉渣、澆筑所用混凝土質(zhì)量、泥漿質(zhì)量等），經(jīng)驗(yàn)收合格方可進(jìn)入下道工序，并且通過加強(qiáng)過程控制，不斷完善施工措施，使其滿足技術(shù)要求和設(shè)計(jì)文件，確保施工質(zhì)量。