朱經(jīng)邦

（湖南教建集團有限公司，湖南 長沙 414000）

1 市政橋梁工程概況

某市橋梁工程計劃全橋長82m，橋?qū)?0.50m，采用3m×25m 預(yù)制箱梁為其上部結(jié)構(gòu)，樁接蓋梁作為其下部結(jié)構(gòu)橋臺，而橋墩形式為柱接蓋梁。該工程設(shè)計以摩擦鉆孔灌注樁為下部基礎(chǔ)，具體數(shù)據(jù)如下：①最大樁長：40m；②樁徑：140cm。

2 鉆孔灌注樁施工流程及相關(guān)工藝

鉆孔灌注樁具體施工流程如圖1 所示。

圖1 鉆孔灌注樁具體施工流程

2.1 鉆孔施工前的準(zhǔn)備事項

準(zhǔn)備事項主要為對施工場地進(jìn)行清整，修筑施工便道，進(jìn)行樁位放樣，安裝水電供應(yīng)系統(tǒng)，提前獲取鉆孔架、鉆孔機械等相關(guān)設(shè)備，將護筒制作并預(yù)埋，施工所需泥漿的制備[1]。

2.1.1 施工場地的清潔與整理

施工場地清整需根據(jù)現(xiàn)場不同環(huán)境采取針對性處理。若鉆孔樁基礎(chǔ)將處于水中，則必須搭建施工平臺；若鉆孔樁基礎(chǔ)將處于旱地，則需在清理完雜物后進(jìn)行夯實處理。

2.1.2 護筒的制作與埋設(shè)

工程所采用護筒通常使用3～5mm 厚鋼板制成，直徑需當(dāng)大于鉆孔樁直徑25cm，而為保持其剛度，需在其上、下兩側(cè)及中部外側(cè)焊上加勁肋，預(yù)防施工中發(fā)生變形。為保障工程后續(xù)質(zhì)量，護筒在埋設(shè)時應(yīng)嚴(yán)格將軸線與事先標(biāo)出的樁位中心點重合，而穩(wěn)固埋設(shè)后應(yīng)再次檢驗確保其位置偏差在5cm 以內(nèi)，傾斜程度于1%以內(nèi)。

2.1.3 泥漿制備要點

為提高所制備泥漿的速率與質(zhì)量，施工準(zhǔn)備中需將泥漿原料粘土盡可能碾碎，其后將之倒入護筒中，啟動沖擊錐進(jìn)行制泥漿備。待泥漿沖擊成型后，即可進(jìn)行鉆孔操作，而過程中剩余的泥漿可引導(dǎo)至一旁貯存池內(nèi)，方便后續(xù)充分利用。

2.1.4 鉆孔機械就位要點

鉆機就位過程只需將設(shè)備鉆錐中心與放樣所設(shè)樁位點進(jìn)行對準(zhǔn)，而兩者相差需在5cm 以內(nèi)。

2.2 鉆孔施工相關(guān)工藝

2.2.1 開鉆要點

（1）鉆前準(zhǔn)備時，需根據(jù)地表環(huán)境松疏程度決定是否加入小片石于粘土中，在灌入泥漿與水后，可將泥膏、石塊等借助鉆頭沖擊擠向孔壁，使護筒角得到加固。只有當(dāng)鄰孔混凝土強度達(dá)到30 后才可進(jìn)行下一次開鉆，否則鉆頭產(chǎn)生的沖擊將會影響到鄰孔中已灌注混凝土的凝固效果甚至有造成鄰孔坍塌的風(fēng)險。當(dāng)孔底位于護筒腳下3～4m 時，沖擊鉆孔可考慮使用大沖程，其余情況下宜用小沖程進(jìn)行孔鉆。為適當(dāng)縮短施工時間于防止孔洞坍陷，可考慮使用沖抓鉆于鉆孔樁上部的淤泥段中。

（2）為避免影響成孔質(zhì)量，鉆機在安裝前位置需進(jìn)行夯實平整化處理，而鉆孔作業(yè)中鉆機需牢固固定，施工者在實行少量松繩、勤松動鉆孔原則下，需通過鉆錐發(fā)出的沖擊聲與鋼繩回彈情況，分析孔底大致情況，及時做好調(diào)整。為避免護筒腳孔鋼壁損壞，孔內(nèi)泥漿水平高度需高于護筒腳不少于0.5m；為防止筒中泥漿濺出，孔內(nèi)泥漿水平應(yīng)比護筒頂部低至少0.3m。鉆孔作業(yè)中，需時刻預(yù)防安全事故發(fā)生，定時對鉆頭與鋼絲繩磨損進(jìn)行檢查，勤加更換。

2.2.2 抽碴作業(yè)的注意事項

（1）在向孔內(nèi)添加粘土?xí)r，應(yīng)隨沖擊少量多次投放，及時補充泥漿與清水，防止一次過多倒入產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。為提高抽碴效率，抽碴筒需放入孔底后進(jìn)行上下多次提放操作，使鉆碴充分進(jìn)入其中。

（2）開鉆作業(yè)通常需配備好多個備用鉆頭，在作業(yè)前對鉆頭直徑磨損是否超過1.5cm 進(jìn)行檢查，對磨損過度的鉆頭刃口，作業(yè)人員需及時修補或替換，開鉆后不得補焊，避免作業(yè)中途卡鉆。

2.3 回轉(zhuǎn)鉆的相關(guān)鉆孔工藝

2.3.1 初鉆操作

開始鉆進(jìn)前，需先使轉(zhuǎn)盤與泥漿泵空轉(zhuǎn)一定時間，等待其內(nèi)泥漿量到達(dá)一定水平。為避免停鉆時間過程使孔底沉淀量增多，施工者進(jìn)行接、卸鉆桿操作需在保證安全前提下盡可能快速。

2.3.2 鉆進(jìn)要點說明

（1）鉆進(jìn)剛開始時，需適當(dāng)把控進(jìn)尺幅度，為使護筒刃腳產(chǎn)生牢固泥皮護壁，鉆進(jìn)速率應(yīng)采取低檔慢速；待鉆過刃腳1m 后，依照具體土質(zhì)松疏度考量是否以正常速率鉆進(jìn)。發(fā)現(xiàn)護筒土質(zhì)松疏且有漏漿現(xiàn)象時，為穩(wěn)定鉆進(jìn)工作，需將鉆錐提出，往其內(nèi)倒入適量粘土后，放入鉆錐進(jìn)行倒鉆，利用生成的泥漿對孔壁內(nèi)漏漿間隙進(jìn)行填補。

（2）鉆進(jìn)作業(yè)過程中，為確保鉆孔的直徑與垂直度符合施工要求，每進(jìn)尺2～3m，施工者都需使用具備與設(shè)計樁徑相等外徑D 且高3～5m 的圓鋼籠進(jìn)行檢驗。具體檢驗方法：將鋼筋籠中心對準(zhǔn)鉆孔中心點后，懸吊入孔中進(jìn)行上下提動，過程中無掛阻現(xiàn)象出現(xiàn)即鉆孔符合標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2.3.3 鉆孔完成后的檢測與清理

為保證鉆孔質(zhì)量，在完成鉆孔作業(yè)后須對孔深、直徑與傾斜度進(jìn)行測量，檢查是否達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。而清孔操作是為確保孔底沉碴量與孔中含泥量、含碴量等雜質(zhì)含量在設(shè)計圖紙要求范圍內(nèi)，故需在鋼筋籠吊放前，進(jìn)行必要排雜工作。

2.4 制作與吊裝鋼筋籠要點

2.4.1 材料規(guī)范

為確保工程質(zhì)量，鋼筋籠所使用的鋼筋材料在種類、型號和直徑上都需嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙選取。而材料中Ⅰ級鋼筋性能應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋（GB 13013—91）規(guī)定；Ⅱ級鋼筋性能應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋（GB 1499—1998）規(guī)定。

2.4.2 鋼筋籠制作要點

鋼筋籠應(yīng)依照設(shè)計圖紙與技術(shù)規(guī)范中所指導(dǎo)進(jìn)行制作，步驟共分為調(diào)直、除銹、截斷、彎折與焊接五步。在主筋的選取上，通常采用整根，使用搭接式焊接頭進(jìn)行對接，不設(shè)彎鉤于末端，搭接長度在5d 以上。為確保成品符合標(biāo)準(zhǔn)，需對其直徑和主筋、箍筋與加強箍筋的間距制備誤差進(jìn)行檢測，須在20mm 以內(nèi)。

2.4.3 鋼筋籠安裝要點

（1）鋼筋籠中部及上、下端應(yīng)每隔2m 配置四個鋼筋小圓環(huán)于同一橫截面內(nèi)，用以確保籠外混凝土保護層厚度符合圖紙設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

（2）為保證鋼筋籠安全的安裝，在吊裝前，需使用直徑與鉆孔直徑相等的探空器對孔洞內(nèi)是否存在影響安裝的障礙物和有無坍塌風(fēng)險進(jìn)行檢測，及時清出尖石等雜物。

（3）為保證吊裝過程不對鉆孔造成影響，需先對準(zhǔn)孔位后，再將鋼筋籠豎直地慢放，途中通過正反旋轉(zhuǎn)與緩升緩降規(guī)避障礙物，若操作無法規(guī)避時，即刻暫停下降，解決問題后再進(jìn)行安裝。

（4）為使偏差保持在規(guī)范要求的5cm 范圍內(nèi)，鋼筋籠在入孔后須以懸吊狀態(tài)進(jìn)行精確固定。

2.5 灌注混凝土相關(guān)工藝

2.5.1 混凝土材料及相關(guān)工具制備

（1）混凝土的級配須根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋間距及混凝土相關(guān)施工操作為依據(jù)，針對性選擇其原料的碎石與砂最大合適尺寸。而為符合相關(guān)要求規(guī)范，集料必須經(jīng)過淘洗篩選，以降低有害雜質(zhì)含量。

（2）工程根據(jù)樁長、樁徑及每小時通過混凝土數(shù)量，針對性采用3mm 厚度鋼板進(jìn)行卷焊制備灌注混凝土工具——漏斗、導(dǎo)管與儲料斗的制備所需導(dǎo)管。導(dǎo)管通常大于250mm，而分結(jié)長度要求小于其提升設(shè)備的最大升高高度，以便拆裝與運輸。導(dǎo)管下端節(jié)可加長至4～6m，而中間節(jié)通常長約2m。漏斗為方便的高度調(diào)節(jié)，可在其下配置一節(jié)長度為1m 作業(yè)的上端節(jié)導(dǎo)管。中間節(jié)為便于連接時使用螺栓，兩端都焊有法蘭。法蘭具體細(xì)節(jié)：邊緣略大導(dǎo)管外壁40～50mm，厚度為10～12mm，具有6～8 個螺栓孔，直徑在12～16mm 間。為實現(xiàn)后續(xù)栓掛鋼絲，法蘭旁還焊接有一對吊耳，并使用寬度外側(cè)與法蘭盤外緣相同，而內(nèi)側(cè)略窄法蘭盤內(nèi)緣的4～5mm厚度的橡膠墊墊于上、下節(jié)法蘭間[3]。

漏斗采用的鋼板厚度為2～3mm，通常制成圓錐或棱錐形，且需對稱焊接兩個吊環(huán)于其上口15cm 外側(cè)處。圓錐漏斗的上口直徑通常為800mm，高度為900mm；棱錐漏斗結(jié)構(gòu)一般為1000mm×1000mm×800mm，下端插進(jìn)導(dǎo)管通常15cm。而制備儲料斗需使用到加勁肋與厚度3mm 的鋼板，底部傾斜，出口處設(shè)有閘門，出口下端設(shè)置有活動溜槽，漏斗接于溜槽下。

2.5.2 混凝土的制備要點

工程中所采用的混凝土通常為25 號；配合比坍坍落度為18～22cm；骨料粒徑為0.5～3cm，最大不高于4cm；0.5～0.6 的水灰比。當(dāng)水泥用量符合相關(guān)要求時，實配標(biāo)號應(yīng)比設(shè)計標(biāo)號高出10%～15%。為使制出混凝土質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，需精確稱量拌制所需水泥、砂石與清水用量，清水采用體積計量，水泥袋裝用每袋50kg 計量而散裝則用料斗計量。所有原料從加水至排出，攪拌時間需大于2—2.5min，須全部排出。為減少對下盤原料配比的影響，當(dāng)攪拌設(shè)備停止運行30min 以上時，再次使用需將其清洗。拌制現(xiàn)場為保證混凝土灌注的不間斷，通常需配備一臺應(yīng)急攪拌設(shè)備待命。

2.5.3 鉆孔樁灌注混凝土注意事項

鉆孔樁每斗混凝土灌注間隔需盡可能縮短，中途作業(yè)需保持連續(xù)不間斷，嚴(yán)格把控拆卸導(dǎo)管耗時于15min 以內(nèi)；隨時根據(jù)探測出混凝土高度變化，拆除或升高導(dǎo)管內(nèi)，而灌混凝土導(dǎo)管埋深最大不超過6m，通常為2～4m。細(xì)節(jié)注意事項如下：

（1）當(dāng)測量到孔底沉淀含量超標(biāo)時，需采取3—5min射風(fēng)或射水清理措施；樁底與導(dǎo)管下端距離需控制在0.3～0.4m。

（2）無論什么情況下，混凝土內(nèi)所埋導(dǎo)管深度都要大于1.0m。

（3）灌注混凝土在水下的樁頂設(shè)計標(biāo)高應(yīng)比實際標(biāo)高低約0.5m。

（4）為防止斷樁事故發(fā)生與保證施工質(zhì)量，需嚴(yán)格檢查預(yù)防導(dǎo)管漏水或其底口進(jìn)水現(xiàn)象。

（5）為保證鋼筋籠在混凝土灌注作業(yè)完成后隨混凝土凝固而收縮，應(yīng)放松對其的固定措施。

2.6 樁頭清理工作注意

測量得出樁頭中混凝土強度已25%設(shè)計值后，為不影響后續(xù)工程推進(jìn)，使樁頂達(dá)到設(shè)計標(biāo)高需立即拆除其外護筒并進(jìn)行人工鑿除外部殘混凝土，并嚴(yán)格確保過程中樁身質(zhì)量不受影響。

3 成樁質(zhì)量控制要點

（1）施工以成樁質(zhì)量為首要指標(biāo)，在進(jìn)行混凝土灌注樁前需進(jìn)行嚴(yán)格查驗混凝土制備所需原材料的質(zhì)保書，并對其實樣進(jìn)行對比，若檢驗不符，作業(yè)不得進(jìn)行，必須進(jìn)行取樣復(fù)檢。

（2）對于水下灌注混凝土的施工主要依賴導(dǎo)管灌注，為盡可能減少混凝土離析現(xiàn)象出現(xiàn)，混凝土的配合比需根據(jù)水泥品類、石料、砂規(guī)格于含水率進(jìn)行針對性調(diào)整；混凝土的拌制前都需進(jìn)行復(fù)核配合比及測驗計量精確性，原始記錄與試件需及時填入與制作，便于進(jìn)行測試與計量工作管理，以將每根樁配合比進(jìn)行科學(xué)最合理調(diào)整。

（3）混凝土拌制時間會影響其強度，操作者需注意控制混凝土灌注時其的攪拌時間與坍落度，通常坍落度范圍控制在18～20cm 間，可預(yù)防斷樁、堵管、夾泥等施工事故的發(fā)生。混凝土內(nèi)導(dǎo)管埋深通常在2～4m，極少小于1m 或大于5m，且在作業(yè)過程中禁止將導(dǎo)管底端抽出混凝土面。為提升樁身中上部混凝土的抗壓能力，在混凝土面至樁頂標(biāo)高僅有8～10m 時，需及時調(diào)小坍落度于12～16cm 內(nèi)；為保證施工過程連續(xù)不間斷，使混凝土面上升抽動導(dǎo)管時力度不宜過大或過小，混凝土面升降幅度過大將導(dǎo)致混凝土體撞擊孔壁，造成孔壁坍塌或下墜。

4 結(jié)語

鉆孔灌注樁施工技術(shù)是橋梁工程核心技術(shù)之一，對它的研究與高水平利用能在很大程度上推動我國鐵路、港口等工程的進(jìn)步與發(fā)展。本文向讀者大致介紹了鉆孔灌注樁技術(shù)的鉆孔工藝、鋼筋籠的安裝操作與混凝土灌注技術(shù)，在秉持質(zhì)量為先、安全為先的施工原則下，對可能出現(xiàn)的施工問題提出了應(yīng)對或預(yù)防方法，以期為相關(guān)從業(yè)者提供一定的參考。