楊淵

（秭歸縣公路管理局，湖北 宜昌 443600）

0 引言

近年來，在國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，作為基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域的重要建筑類型，路橋工程的建設(shè)數(shù)量不斷增加。鉆孔灌注樁技術(shù)是目前應(yīng)用于路橋建設(shè)領(lǐng)域的重要技術(shù)，其具有施工工序簡(jiǎn)單、操作便捷、適應(yīng)能力強(qiáng)、施工成本不高等優(yōu)勢(shì)。要保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量，采用該技術(shù)施工時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝標(biāo)準(zhǔn)、把握施工要點(diǎn)。

1 鉆孔灌注樁技術(shù)概述

鉆孔灌注樁技術(shù)主要是指，通過機(jī)械設(shè)備鉆孔、鋼管擠土或者人力挖掘等方式形成樁孔，之后在樁孔中下放鋼筋籠、灌注混凝土形成樁體的施工技術(shù)。目前，該技術(shù)分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等不同的成孔施工方式。與傳統(tǒng)的沉入樁施工相比，鉆孔灌注樁施工不需要使用錘擊法施工，現(xiàn)場(chǎng)施工產(chǎn)生的噪聲和震動(dòng)較小，對(duì)周圍環(huán)境的影響不大。該技術(shù)在不同地基結(jié)構(gòu)上都可應(yīng)用，能建造直徑較大的樁體，比預(yù)制樁的應(yīng)用范圍更廣泛。但鉆孔灌注樁的現(xiàn)場(chǎng)施工工序比較多，成孔速度不快，施工時(shí)間較長(zhǎng)，鉆孔產(chǎn)生的泥渣存在污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，因此在施工過程中需要做好施工管理工作。此外，由于采用混凝土澆筑的方式進(jìn)行樁體施工，因此要保證混凝土材料的質(zhì)量，以免材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)影響樁體的承重性能。

2 鉆孔灌注樁施工管理要點(diǎn)

為保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，必須強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)施工管理，從施工細(xì)節(jié)入手，減少安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提高現(xiàn)場(chǎng)安全管理、施工管理的有效性。要在正式鉆孔之前，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查，重點(diǎn)檢查卷?yè)P(yáng)機(jī)、泥漿泵、水泵、滑車等電氣設(shè)備是否能正常工作，還要對(duì)設(shè)備的潤(rùn)滑部位進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查合格才能正式啟動(dòng)。若采用液壓電動(dòng)正反循環(huán)式鉆機(jī)，需要注意檢查鉆機(jī)的潤(rùn)滑油、液壓油等油路是否通暢，為鉆機(jī)注滿油料之后，要檢查關(guān)閉口的嚴(yán)密性。此外，在鉆機(jī)的皮帶等轉(zhuǎn)動(dòng)部位要設(shè)立防護(hù)罩，保證設(shè)備運(yùn)作中的安全性；所使用的電力線路都要具備防水性能。

進(jìn)行鉆孔灌注樁施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)作業(yè)必須由具備操作資格和上崗證的人員負(fù)責(zé)，避免閑人進(jìn)入操作室，操作人員當(dāng)班時(shí)不能擅自脫崗。更換鉆機(jī)鉆桿、鉆頭時(shí)要快速操作，并檢查連接部位的牢固性。做好孔洞的加蓋防護(hù)，避免工具、雜物掉落到鉆孔孔洞中。需要沖擊鉆孔施工時(shí)，選用鉆椎、鋼絲繩和卷?yè)P(yáng)機(jī)等合適的配套設(shè)備，保證現(xiàn)場(chǎng)施工的安全系數(shù)，并及時(shí)檢查鋼絲繩的損壞情況，如果斷絲超過5%，必須及時(shí)更換鋼絲繩，以充分保證安全生產(chǎn)。在鉆孔施工過程中，遇到生產(chǎn)故障需及時(shí)排查，禁止施工人員擅自下到鉆孔內(nèi)進(jìn)行故障排查，若確實(shí)需要下鉆孔內(nèi)進(jìn)行故障排查，必須增設(shè)護(hù)筒等防護(hù)設(shè)施，并安排具備豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員下鉆孔內(nèi)故障排查與處理。

鉆孔過程中使用的泥漿要符合環(huán)境保護(hù)要求，同時(shí)要使用泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。鉆機(jī)停鉆時(shí)，不能將鉆頭停放在鉆孔內(nèi)，必須將鉆頭提出孔外，放置在專業(yè)鉆架上。在鉆孔過程中，要指定專業(yè)的技術(shù)人員實(shí)時(shí)觀察鉆孔內(nèi)的水位高度、泥漿稠度等指標(biāo)，避免發(fā)生坍孔事故。吊裝鋼筋籠時(shí)，注意根據(jù)鋼筋籠的大小和起吊高度等數(shù)據(jù)設(shè)置扁擔(dān)梁，并由專人在現(xiàn)場(chǎng)指揮吊裝，且要避免吊裝范圍內(nèi)存在電線等障礙物。進(jìn)行水下混凝土灌注時(shí)，必須搭設(shè)灌注作業(yè)平臺(tái)，選用配套的提升設(shè)備和混凝土灌注導(dǎo)管等，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全后才能正式組織后續(xù)施工。進(jìn)行灌注施工時(shí)，如果需要夜間施工，必須保證交通、照明、用電等各方面的安全性，并要求有管理人員在施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，確保夜間作業(yè)生產(chǎn)。

3 鉆孔灌注樁施工工藝和技術(shù)要點(diǎn)

3.1 鉆孔灌注樁施工工藝

一是打樁基階段。國(guó)內(nèi)路橋施工中常見的成孔方式是利用機(jī)械設(shè)備鉆孔。如果設(shè)備在鉆孔中遇到硬度較高的巖層，不能強(qiáng)行推進(jìn)作業(yè)，需要采用相應(yīng)的措施打通巖層后，再推進(jìn)鉆孔作業(yè)，避免損壞鉆孔機(jī)械設(shè)備。成孔后，需要由專業(yè)技術(shù)人員測(cè)量每個(gè)樁基成孔數(shù)據(jù)，比對(duì)設(shè)計(jì)要求，在樁基周圍設(shè)置和樁基大小相匹配的護(hù)欄，同時(shí)做好排渣及清理工作。需要注意的是，在巖層開挖施工中，遇到強(qiáng)度較高的阻礙巖層時(shí)，如果采用爆破作業(yè)方法進(jìn)行處理，一定要結(jié)合巖層的厚度、傾角等數(shù)據(jù)制定爆破方案，還要在正式爆破作業(yè)之前進(jìn)行試驗(yàn)，避免爆破作業(yè)時(shí)威力過大，破壞成孔的孔壁和尺寸。如果樁底的巖層傾斜角度過大，要對(duì)樁底進(jìn)行打磨作業(yè)，將樁位的傾斜率控制在允許范圍。

二是樁基清渣階段。在樁基成孔施工完成后，一般要對(duì)照設(shè)計(jì)要求，多挖出30cm 左右的高度，以防止施工作業(yè)的深度不足。進(jìn)行樁孔底部清渣時(shí)，可采用抽漿法、換漿法等，將底部的鉆渣、淤泥等清理干凈，保證孔底和樁底緊固連接。

三是安裝鋼筋籠。在成孔施工、排渣作業(yè)完成后，要根據(jù)實(shí)際的成孔尺寸，制作鋼筋籠。鋼筋籠基本結(jié)構(gòu)成型后，采用吊車設(shè)備將其運(yùn)輸、吊裝至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接施工，一般先進(jìn)行單面焊接，再逐步對(duì)鋼筋籠結(jié)構(gòu)內(nèi)部的連接部位進(jìn)行焊接處理，保證焊接表面平整，不可存在凹陷或焊瘤。

四是混凝土灌注。如果成孔內(nèi)部的地下水上升速度過快，達(dá)到6mm/min 以上時(shí)，應(yīng)視為水下樁，采取水下混凝土灌注工藝。進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，孔內(nèi)的水位至少應(yīng)與孔外地下水水位同高，如果成孔孔壁的巖層土質(zhì)強(qiáng)度不夠，容易出現(xiàn)坍塌問題時(shí)，一定要保證成孔內(nèi)的水位高出孔外的地下水水位1～1.5m。

3.2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

一是要注意混凝土泥漿的材料選配。進(jìn)行混凝土的原材料選配時(shí)，要求混凝土中的含泥量小于2%，這樣才能保證混凝土泥漿具有良好的流動(dòng)性，不會(huì)出現(xiàn)堵管問題?；炷凉嘧⒑蟮某跄龝r(shí)間為3～5h。這個(gè)時(shí)間比較適合孔深比較淺、直徑比較小的鉆孔灌注樁施工。在灌注時(shí)間較長(zhǎng)的深樁灌注施工中，需要在混凝土泥漿中添加緩凝劑，將混凝土的初凝時(shí)間延長(zhǎng)到8h 以上。為保證混凝土泥漿的流動(dòng)性和保水性，需要嚴(yán)格控制水泥、砂石的配比。在進(jìn)行砂石、水泥等混凝土原材料的攪拌時(shí)，一次性加入原材料進(jìn)行拌和操作，其間嚴(yán)格控制拌和時(shí)間，保證拌和均勻，保證混凝土泥漿質(zhì)量，進(jìn)而保證澆筑樁質(zhì)量。二是要注意控制鉆孔打樁的施工順序。常見的鉆孔灌注樁打樁施工順序?yàn)椋浩湟?，由一?cè)向單一方面打；其二，從中間開始，向四周的各個(gè)方向打樁；其三，從中間開始，向兩個(gè)相對(duì)的方向進(jìn)行對(duì)稱式打樁。由于打樁的施工先后順序會(huì)直接對(duì)打樁的速度、樁基成型質(zhì)量等帶來影響，因此要注意對(duì)打樁方向的設(shè)計(jì)。確定打樁方式時(shí)，要統(tǒng)籌鉆孔周圍地基土壤的地質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)、樁間距情況、打樁機(jī)性能和工期要求等，綜合分析后再確定打樁的順序。

4 鉆孔灌注樁技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用

路橋工程的基礎(chǔ)在于樁基，如果樁基施工質(zhì)量不合格，就可能導(dǎo)致坍橋等嚴(yán)重的安全事故。因此，在樁基施工中采用鉆孔灌注技術(shù)施工時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與施工工序，控制好每個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量，以有效保證鉆孔灌注樁的整體施工質(zhì)量，保證路橋項(xiàng)目施工質(zhì)量合格。該技術(shù)的施工工藝流程如下。

4.1 施工準(zhǔn)備階段

第一，在正式開始鉆孔灌注樁施工之前，要徹底清理施工現(xiàn)場(chǎng)的各種垃圾和雜物，保證施工現(xiàn)場(chǎng)干凈、整潔，并對(duì)地面進(jìn)行一定的平整處理，保證地面無坑洼。第二，布設(shè)好現(xiàn)場(chǎng)施工區(qū)域，設(shè)定專門的材料堆放保管區(qū)域，嚴(yán)格執(zhí)行材料管理制度，保證材料的質(zhì)量，同時(shí)做好對(duì)材料的質(zhì)量抽檢工作。第三，在鉆機(jī)安裝過程中，綜合考慮施工區(qū)域的地質(zhì)條件、地下水情況等因素，為需要設(shè)置扶正器的鉆機(jī)設(shè)置相關(guān)的輔助區(qū)域，保證鉆孔機(jī)在工作中始終保持90的角度，位置誤差控制在2cm 范圍內(nèi)。

4.2 埋設(shè)孔壁護(hù)筒

開展鉆孔工作之前，為保證孔壁的穩(wěn)定和牢固，避免孔壁在外力作用下出現(xiàn)坍塌，便于后續(xù)順利施工作業(yè)，要開展孔壁護(hù)筒埋設(shè)施工。埋設(shè)孔壁護(hù)筒能保證孔深在一定數(shù)值之后，不會(huì)因?yàn)榈叵滤撵o水壓力導(dǎo)致孔壁土陷入孔內(nèi)部?？妆谧o(hù)筒按材質(zhì)可分為木護(hù)筒、鋼護(hù)筒和鋼筋混凝土護(hù)筒等。無論采用何種材質(zhì)的護(hù)筒，在埋設(shè)前都要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證護(hù)筒的堅(jiān)固性及密封性，且孔壁的內(nèi)徑要大于鉆孔的直徑，埋設(shè)時(shí)要保證垂直安裝，不能出現(xiàn)傾斜、偏移的情況，以有效隔絕地表水。一般護(hù)筒的埋設(shè)深度不小于1.5m，頂端要超出地表30cm 左右，并設(shè)置溢漿口。護(hù)筒的中心要和樁基礎(chǔ)中心處于同一位置，以提高鉆孔施工的精度，避免鉆孔位置出現(xiàn)偏差。

4.3 泥漿制備

采用沖擊鉆孔、沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等方法時(shí)，可采用泥漿護(hù)壁施工工藝。制備泥漿時(shí)，要結(jié)合鉆孔設(shè)計(jì)的需要，制定科學(xué)的水土配比，可添加高質(zhì)量膨脹土，這樣能更好地保證泥漿的質(zhì)量。制備過程中，要控制泥漿的濃度，濃度以適合鉆孔順利推進(jìn)為適宜，這樣不僅能潤(rùn)滑鉆頭，便于鉆孔，還能發(fā)揮護(hù)壁的作用。

4.4 鉆孔與清孔

在灌注樁鉆孔施工中，要合理、科學(xué)地設(shè)計(jì)鉆孔施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，按照鉆孔設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，這樣才能有效提高施工效率。鉆孔的深度、孔徑和質(zhì)量都要滿足設(shè)計(jì)要求，不然后續(xù)施工無法順利進(jìn)行。在鉆孔之前，必須進(jìn)行鉆機(jī)的校準(zhǔn)和調(diào)整，保證鉆機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。在鉆孔鉆進(jìn)的初期，要控制好鉆機(jī)的速度和方向，以均勻的動(dòng)力增加鉆進(jìn)的沖程。在鉆孔過程中還要記錄好鉆進(jìn)數(shù)據(jù)，及時(shí)根據(jù)鉆進(jìn)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，保證順利鉆進(jìn)。每鉆進(jìn)3m 就要對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行垂直度檢查，檢查基座偏移情況，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)調(diào)整，避免鉆進(jìn)方向出現(xiàn)偏移。鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)對(duì)孔深、孔徑等進(jìn)行檢查，符合成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行清孔?？刹捎脫Q漿、抽漿、掏渣等方法進(jìn)行清孔。清孔排渣時(shí)，嚴(yán)禁用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

4.5 鋼筋籠施工

完成清孔之后，要進(jìn)行鋼筋籠制作。制作鋼筋籠時(shí)，要設(shè)置專門的鋼筋籠加工制作平臺(tái)，需保證加工場(chǎng)地和制作平臺(tái)平整。在進(jìn)行鋼筋籠施工時(shí)，要注意在箍筋上套上混凝土預(yù)制塊，將豎向間距控制在2m左右，橫向設(shè)置4 處以上，以增加鋼筋籠保護(hù)層的厚度。在鋼筋籠安裝過程中，要嚴(yán)格控制安裝的傾斜角度，避免鋼筋籠安裝時(shí)出現(xiàn)松動(dòng)、擺動(dòng)和傾斜等問題，導(dǎo)致鋼筋籠和孔壁相撞損壞孔壁。

4.6 灌注混凝土

在鉆孔灌注樁施工中，混凝土澆筑施工對(duì)樁基質(zhì)量有直接影響。因此，要格外注重該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。必須按照設(shè)計(jì)方案要求，確定混凝土的配合比，控制好混凝土的初凝時(shí)間，并保證混凝土的強(qiáng)度等級(jí)在42MPa 以上。同時(shí)，混凝土拌和物的和易性能要達(dá)標(biāo)，以免混凝土在運(yùn)輸中出現(xiàn)離析、泌水等問題。在混凝土灌注過程中，混凝土要始終保持良好的流動(dòng)狀態(tài)，坍落度應(yīng)保證在18～22cm 范圍。導(dǎo)管法在進(jìn)行水下混凝土灌注施工中較為常見，采用導(dǎo)管法時(shí)，必須使用閉水性能合格的導(dǎo)管，在混凝土灌注過程中，需要保證灌注作業(yè)的連續(xù)性，一次性完成。在混凝土灌注過程中，為避免鋼筋籠上浮，要在混凝土頂面距離鋼筋籠底部1m 左右的施工區(qū)域開始減緩灌注速度，以持續(xù)穩(wěn)定的速度進(jìn)行灌注，在混凝土灌注超過鋼筋籠底部4m 后，才能逐步提高灌注速度。

5 鉆孔灌注樁施工中應(yīng)著重關(guān)注的事項(xiàng)

5.1 斷樁情況

在鉆孔灌注樁施工區(qū)域處于地面下不同硬度地層的交接區(qū)域時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷樁的情況，一般表現(xiàn)為貫穿全截面的水平向裂縫。造成此類問題的原因有：樁間距過小，一個(gè)樁打樁過程中產(chǎn)生的擠壓力會(huì)對(duì)鄰近的樁體產(chǎn)生影響；鉆孔遇到不同硬度的土層時(shí)，因?yàn)橥翆觽鬟f和吸收打樁作用力的能力不同，會(huì)導(dǎo)致樁體受到的影響不同；灌注樁的混凝土終凝時(shí)間不夠，樁體的抗擠壓能力不強(qiáng)，承受不了太大的外力等。想要有效避免斷樁問題，就要在設(shè)計(jì)中加大樁間距，避免相鄰樁相互影響。發(fā)生斷樁后，要及時(shí)拔出樁柱體，對(duì)樁孔進(jìn)行清理之后，利用鋼筋加固法進(jìn)行連接，再重新灌注混凝土。

5.2 吊腳樁情況

吊腳樁是指樁底部的混凝土懸空或混進(jìn)了泥沙形成松軟層。主要原因是灌注樁的樁底強(qiáng)度不足，在沉管作業(yè)中因外力作用而出現(xiàn)變形等被破壞的情況，導(dǎo)致泥沙混入混凝土，進(jìn)入樁管。在施工過程中出現(xiàn)吊腳樁問題，必須及時(shí)拔出糾正，并將樁孔填砂后重打。在灌注樁施工中，如果地下水位偏高，進(jìn)行沉管作業(yè)時(shí)要加注1m 的混凝土來增加灌注壓力，從而避免出現(xiàn)吊腳樁問題。

5.3 作業(yè)誤差情況

鉆孔灌注樁施工中，鉆孔是十分重要的作業(yè)環(huán)節(jié)。在鉆孔施工中一定要注意控制鉆機(jī)的速度和方向，避免鉆孔位置出現(xiàn)偏差，避免鉆機(jī)卡鉆后鉆進(jìn)不順暢以及樁體出現(xiàn)混凝土灌注不連續(xù)等問題。只有減少每個(gè)環(huán)節(jié)的施工誤差，才能有效保證整體施工的精度。鉆孔遇到堅(jiān)硬石層產(chǎn)生卡鉆時(shí)，可采用水下爆破法進(jìn)行石層破碎。若鉆機(jī)出現(xiàn)機(jī)械故障，導(dǎo)致鉆頭長(zhǎng)時(shí)間停留在泥漿中，要及時(shí)插入高壓水管置換泥漿。

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，國(guó)家大力推進(jìn)路橋工程建設(shè)，需要高度重視路橋施工的質(zhì)量。而樁基礎(chǔ)是路橋工程中的基礎(chǔ)性工程，必須保證該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，應(yīng)充分發(fā)揮鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，更好地保證路橋工程的整體施工質(zhì)量。