淺議水下鉆孔灌注樁的施工技術及質量控制

孫靜

摘要 ：水下灌注樁工程屬于隱蔽工程，施工工藝復雜，施工難度大，質量要求高，鉆孔灌注樁施工中任何一個環節出現問題，都將直接影響整個工程的質量和進度，文章通過具體工程實例，詳細介紹了水下鉆孔灌注樁的施工，探討了鉆孔灌注樁施工應注意的問題，以積累鉆孔灌注樁施工經驗，保證鉆孔灌注樁的工程質量及工程施工的順利進行

關鍵詞 ：水下鉆孔灌注樁 施工 質量控制

1、工程概況

黃壁莊水庫位于河北省鹿泉黃壁莊鎮附近的滹沱河干流上，屬于大（1）型水利樞紐工程。靈正渠渠首工作橋連接黃壁莊水庫和進水塔啟閉機室，主要滿足人行通過，屬人行橋。靈正渠渠首工作橋原結構為混凝土結構，其中1#橋墩為直徑1500mm、2#3#4#5#直徑為1200mm的柱形結構，自啟閉機室至大壩分0#墩臺、1#至5#橋墩，6#橋臺，共分為6跨。2012年5月由河北省工程質量檢測中心對工作橋檢測，1#-3#墩開裂嚴重，傾斜位移變形，建議加固處理。

工程實施方案：拆除原橋1～3#橋墩，并在1、2#墩及2、3#墩間分別設改建新橋墩，作為改建橋1、2#墩，采用柱式墩接灌注樁基礎。其中1#墩墩柱及樁基直徑為2.5m，2#墩柱及樁基直徑為1.6m。利用原橋4#、5#墩并進行工程處理，拆除4、5#墩帽并保留豎向鋼筋，鑿除墩柱表面至混凝土露出鋼筋，加粗墩柱直徑至1.6m，澆筑墩帽，將處理后墩柱作為改建橋梁的3、4#墩。0#橋臺利用原水工牛腿，進行植筋澆筑支座墊石處理。拆除原橋6#橋臺，重建改建橋梁5#臺，改建橋臺為蓋梁接擴大基礎形式。

2、 鉆孔灌注樁施工工藝流程

墩臺、樁基定位—建立水上平臺—成孔—設置護筒—第一次清孔—測孔深、孔徑及沉渣—安放鋼筋籠—下導管—第二次清孔—測定沉渣—安放隔水塞—連續灌注水下混凝土、測坍落度、做混凝土試塊一樁身質量無損檢測。

3、 鉆孔灌注樁主要施工技術

3.1 測量放線定位樁

應由24個舟體組合形成的舟橋平臺的縱向軸線與舊橋中心軸線重合，并在舊橋1#、2#、3#墩的水面以上50cm處設抱箍與浮動平臺的I40a井子框架固結，從而實現新橋樁的正確定位。

3.2 設置護筒

護筒可采用14mm厚鋼板到專業鋼結構加工部門分節制作，直徑2.5m的樁護筒制作長度3節均為4.4m，總長為13.2m，直徑1.6m 的樁護筒制作長度1節7.5m。其內徑應大于設計樁徑200mm，埋設深度低于庫區淤泥深度5m左右，其上部高度宜高出平臺不少于50cm。由于庫區邊坡為干砌石護坡，為防止下鋼護筒時遇干砌石護坡鋼護筒卷刃，在鋼護筒底部焊接18mm鋸齒狀鋼板，另在鋼護筒外壁設置4根外肋，鋼護筒底部外肋打磨削尖并讓外肋超出鋼護筒約40cm，護筒中心豎直線應與樁中心線重合，一般平面允許誤差為50mm，豎直線傾斜不大于1%；對深水基礎中的護筒，平面位置的偏差可適當放寬，但不應大于80mm。鋼護筒埋設采用導向架定位、分節焊接，利用振動錘安裝鋼護筒。

3.3 鉆孔

采用沖擊鉆機進行鉆孔，孔內泥漿利用現場存放的粘土塊制作。

3.4 泥漿護壁

鉆孔泥漿由水、粘土（膨潤土）組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流。調制的鉆孔泥漿，應根據鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。

3.5 清孔

方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高壓水，使水流將泥漿沖稀，要求用手觸摸泥漿中無2～3mm的大顆粒為止，并使泥漿的相對密度1.03—1.15t/m？，泥漿相對密度逐漸降低后向孔口溢出，達到清孔標準后即可停止清孔。清孔的同時要特別注意不要使孔壁坍塌，不得用加深孔底的方法來代替清孔。清孔次數按要求和清孔后孔底鉆渣沉淀厚度應符合圖紙規定值為前提進行，橋基礎鉆孔后一般需進行兩次清孔。清孔后孔底沉淀物厚度應等于或小于50mm。

3.6 灌注混凝土樁

灌注樁采用商品混凝土，利用泵車泵送灌筑。安裝一個6m？混凝土的漏斗，等清孔完畢，安放鋼筋籠到位后，安裝導管（導管距孔底20cm），在導管上放此漏斗，灌注前先將漏斗混凝土注滿，利用吊車吊鉤將漏斗下方的閥門拽開，一次性灌入6m？混凝土，將導管壓?。?.5m直徑可升高1.6m左右）即可正常灌注。灌注時不斷檢測導管埋深，防止斷樁。在整個灌注時間內，導管出料口應伸入先前灌注的混凝土內至少2m，以防止泥漿及水沖入管內，且不得大于6m。應經常量測孔內混凝土面層的高程，及時調整導管出料口與混凝土表面的相應位置，導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升，導管提升時，不得掛住鋼筋籠，并始終予以嚴密監視，導管應在無水進入的狀態下填充。為確保樁頂質量，灌注的樁頂標高應比設計高出一定高度，一般為0.5m～1m，以保證混凝土強度，多余部分應在接樁前鑿除，樁頭應無松散層。

所有灌注樁在墩柱施工前均應找有相應資質的檢測單位作超聲波無破損檢測，確認質量合格后方可進行下一步工序。

4、 鉆孔灌注樁質量控制

4.1鉆孔灌注樁的測量放樣包括平面和高程，施工單位必須做到“有放必復、放復分開”。

4.2鉆孔樁的各種原材料、商品混凝土，由施工單位材料員持證上崗，實行先試驗合格憑檢測報告和有關質量保證資料齊全，方可使用。

4.3防止離析現象。導管灌注水下混凝土的離析現象還會存在，但良好的配合比可減少離析程度，因此，現場的配合比要隨水泥品種砂、石料規格及含水率的變化進行調整為使每根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都復核配合比并校驗計量的準確性，嚴格計量和測試管理，及時填入原始記錄和制作試件。

4.4防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象。為防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象 加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制，導管在混凝土面的埋置深度保持在2～4 m ，不宜大于5 m和小于1 m ，嚴禁把導管底端提出混凝土面，當灌注至距樁頂標高8～10 m時

將坍落度調小至12～16 cm 以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導管使混凝土面上升的力度要適中 ，保證有程序的拔管和連續灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁 ，導致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥這種現象比較容易發生。因此在灌注過程中均每灌注2 m3左右測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數大于l。

由于正確地選用了科學合理的施工工藝 使水下鉆孔灌注樁經小應變檢測均為I類樁 單樁承載力達到了設計要求。

4.5強化現場施工管理。鉆孔灌注樁工藝環節多、隱蔽性強、一環扣一環，必須環環扣緊。成孔，下鋼筋籠，下導管，特別是灌注水下混凝土，直接關系到鉆孔樁的成敗。

參考文獻：

[1]孫海軍.姜成水 水下混凝土灌注樁施工質量控制[期刊論文]-中國科技博覽2010（6）.