摘要：生產(chǎn)橋樁基施工主要采取了鉆孔灌注樁施工技術(shù)，在施工中主要通過護筒埋設(shè)、鉆孔、清孔和水下混凝土灌注四項施工程序，通過該施工技術(shù)結(jié)合生產(chǎn)橋?qū)嶋H情況在樁基施工中的應(yīng)用順利完成了樁基施工，并為上部結(jié)構(gòu)施工打下了堅實的基礎(chǔ)。

　　關(guān)鍵詞：護筒埋設(shè),鉆孔,清孔,水下混凝土灌注

　　1、概述

　　南水北調(diào)中線京石段生產(chǎn)橋Ⅱ標共計29座生產(chǎn)橋。主橋跨越南水北調(diào)總干渠，橋梁結(jié)構(gòu)型式有簡支預(yù)應(yīng)力箱梁和預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，箱梁為直腹板斷面，單箱單室。生產(chǎn)橋Ⅱ標段29座生產(chǎn)橋中有26座為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑分1.2m、1.4m和2.0m三種，地表多被第四系地層覆蓋，根據(jù)地質(zhì)測繪和鉆孔資料揭露基巖主要有：太古界阜平群(Arn)的片麻巖,薊縣系霧迷山組(Jxw4)白云巖。各橋地質(zhì)描述有土層、砂層、礫石、全風化巖、強風化巖和弱風化巖。

　　2、 鉆孔灌注樁施工工藝流程

　　鉆孔灌注樁施工工藝流程。

　　3、 護筒的埋設(shè)

　　鉆孔前在測定的樁位，準確埋設(shè)護筒，用以固定鉆孔位置;隔離地面水;提高井內(nèi)水頭以增大井內(nèi)的靜水壓力;穩(wěn)定孔口土壤和保護孔壁不坍以利鉆孔工作進行。護筒采用鋼護筒,由3mm鋼板、4mm×30mm扁鋼箍和40mm×4mm 角鋼肋焊制而成，護筒高2m，內(nèi)徑大于設(shè)計樁徑30～40cm。 護筒埋設(shè)方法和注意事項如下：

　　⑴ 鋼護筒埋設(shè)時，先在樁位處挖比護筒外徑大80cm～100cm的圓坑，在坑底填筑50cm左右厚的粘土并分層夯實;再通過定位的控制樁放樣把鉆孔的中心位置標于坑底;然后把護筒吊進坑內(nèi)，找出護筒的圓心位置，用十字線定在護筒頂部或底部，移動護筒，使護筒中心與鉆孔中心位置重合，同時用水平尺或垂球檢查，使護筒豎直;此后即在護筒周圍對稱、均勻的回填最佳含水量的粘土，分層夯實，使之達到最佳密實度，夯填時要防治護筒偏斜。筒埋設(shè)示意圖見圖3-1。

　　⑵ 分層夯實時，每夯完一層要檢查一次護筒的中心位置和垂直度。填平后要掛上垂球再檢查一次，發(fā)現(xiàn)偏差立即糾正。

　　⑶ 護筒頂要高出地面0.3m左右，并在頂部焊加強筋和吊耳，開出水口。鉆進過程中要經(jīng)常檢查護筒是否發(fā)生偏移和下沉，并要及時處理。

　　4、 鉆孔

　　采用CZ-30型沖擊鉆成孔，其成孔工藝如下：

　　⑴ 機具布置

　　埋好護筒和備足護壁泥漿粘土后，將鉆機就位，立好鉆架，對準樁孔中心，拉好風纜繩，開始沖擊鉆進。

　　⑵ 開孔

　　開鉆時先在孔內(nèi)灌注泥漿，進行泥漿護壁，以保持孔壁在鉆進過程中不塌孔。泥漿的制備方法是將粘土直接投入到鉆孔中，利用鉆錐沖擊制造泥漿。鉆孔泥漿采用優(yōu)質(zhì)的粘土制備，粘土應(yīng)符合下列技術(shù)要求：

　　開孔及整個鉆進過程中，應(yīng)始終保持孔內(nèi)水位高出地下水位1.5～2.0m，并低于護筒頂面0.3m以防溢出，掏渣后要及時補水。在砂及卵石夾土等松散層鉆進時按1：1投入粘土和小片石(粒徑不大于15cm)，用沖擊錐以小沖程反復(fù)沖擊，使泥膏、片石擠入孔壁。必要時反復(fù)沖擊2～3次。

　　鉆孔遇有流砂現(xiàn)象時，宜加大粘土減少片石的比例，按上述方法進行處理，力求孔壁堅實。

　　正常鉆進時注意事項：

　　① 沖程要根據(jù)土層情況分別規(guī)定：一般在通過堅硬密實卵石層或基巖漂石之類的土層時宜采用高沖程(100cm)，在通過松散砂、礫類土或卵石夾土層時宜采用中沖程(約75cm)。在通過高液限粘土、含沙低液限粘土時，宜采用中沖程。在易坍塌或流沙地段宜采用小沖程，并應(yīng)提高泥漿的粘度和相對密度。

　　② 在通過漂石或巖層，如表面不平整，應(yīng)先投入粘土、小片式，將表面墊平，再用十字形鉆錐進行沖擊鉆進，防止發(fā)生斜孔、坍孔現(xiàn)象。

　　③ 要注意均勻地松放鋼絲繩長度。一般在松軟土層每次可送省5cm～8cm，在密實堅硬土層每次可松繩3cm～5cm。應(yīng)注意防治松繩過少，形成“打空錘”，使鉆機、鉆架受到過大的意外荷載，遭受損壞。松繩過多，則會減少沖程，降低鉆進速度，嚴重時使鋼絲繩糾纏發(fā)生事故。

　　⑶ 掏渣

　　采用掏渣筒掏渣，破碎的鉆渣，部分和泥漿一起擠入孔壁，大部分靠掏渣筒清除出孔外，在沖擊一定時間后，將沖擊錐提出，換上掏渣筒，下入孔底掏取鉆渣，倒進鉆孔外的倒渣溝中。

　　掏渣后要及時向孔內(nèi)添加粘土和清水以維護水頭高度，粘土一次不可投入過多，以免粘錐，卡錐。

　　⑷ 分級鉆進

　　為適應(yīng)鉆機負荷能力，在鉆大孔時，要分級擴鉆到設(shè)計孔徑，當用十字式鉆錐鉆150cm以上孔徑時，一般分兩級鉆進。第一次鉆頭直徑可為孔徑的0.4～0.6倍。

　　當用管錐鉆70cm以上孔徑時，一般分2～4及鉆進。

　　分及鉆進時，會產(chǎn)生大粒徑的卵石掉入先一級已鉆成的小孔中，造成擴鉆困難，可先在小孔鉆成后向小孔填泥塊1/4～1/3孔深處。一般先鉆的孔只宜超前數(shù)米，隨后即鉆次級的孔;如超前過深，將使先鉆的孔淤塞。

　　⑸ 檢孔

　　鉆進中采用檢孔器驗孔。檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設(shè)計孔徑，長度等于孔徑的4～6倍。每鉆進4m～6m，接近及通過易縮孔(孔徑減少)土層(軟土、軟塑粘土、低液限粘土等)或更換鉆錐前，都必須檢孔。用新鑄或新焊補的鉆錐時，要先用檢孔器檢孔到底后，才可放入新鉆錐鉆進。不可用加重壓、沖擊或強插檢孔器的方法檢孔。

　　當檢孔器不能沉到原來鉆進的深度，或大繩(拉緊時)的位置偏移護筒中心時，要考慮可能發(fā)生了彎孔、斜孔或縮孔等情況，如不嚴重時，可調(diào)整鉆機位置繼續(xù)鉆孔。不得用鉆錐修孔，以防卡鉆。

　　⑹ 鉆孔的安全要求

　　沖擊錐起吊要平穩(wěn)，防止沖撞護筒和孔壁;進出孔口時，嚴禁孔口附近站人，防止鉆錐撞擊人身事故;因故停機時，孔口應(yīng)加蓋保護，嚴禁鉆錐留在孔內(nèi)，以防埋鉆。

　　⑺ 注意問題

　　① 沖擊鉆鉆孔時，為防止沖擊震動造成鄰孔孔壁坍塌或影響鄰孔已灌混凝土的凝固，影響鄰樁混凝土質(zhì)量，要待鄰孔混凝土澆灌完畢，并達到2.5MPa抗壓強度后，才能開鉆。

　　② 鉆孔和沖孔工作要一氣呵成，中間停頓時間不得過長，如因工休或其他原因停止鉆進時，不得將鉆頭停放在孔底，以免泥漿吸住鉆頭。繼續(xù)開鉆時應(yīng)先進行清孔，待沉淀泥漿基本除凈后才能下鉆。

　　若鉆孔結(jié)束后，經(jīng)過測量孔深已達到設(shè)計要求時(一般應(yīng)較設(shè)計深度加深0.5m)即吊裝鋼筋骨架，如預(yù)計鉆孔完成后不能緊接著進行骨架吊裝和灌注混凝土時，不得拆除鉆孔設(shè)備。

　　③ 鉆孔時須及時記錄，在土層變化處撈取渣樣，判明土層，以便與地質(zhì)剖面圖相核對。當與地質(zhì)剖面圖嚴重不符實，要及時向監(jiān)理工程師匯報，并按監(jiān)理工程師的指示處理。

　　④ 鉆孔周圍地面上不得堆放重物和雜物，孔口附近應(yīng)清除積水經(jīng)常保持排水良好，場地干燥。施鉆過程中，并應(yīng)隨時檢查護筒四周填土變化，注意是否有沉陷坍塌現(xiàn)象。

　　5、清孔

　　鉆孔達到圖紙規(guī)定深度后，且成孔質(zhì)量符合圖紙要求后，立即進行清孔。清孔時，孔內(nèi)水位應(yīng)保持在地下水位以上1.5m～2.0m，以防止鉆孔的任何塌陷。

　　采用掏渣法清孔，用手摸泥漿中無2mm～3mm大的顆粒為止，并且泥漿的密度減少到1.03～1.1。清孔前，投入水泥1～2袋，通過沖擊錐低沖程的反復(fù)沖拌數(shù)次，使孔內(nèi)泥漿、鉆渣和水泥形成混合物，然后用掏渣筒掏出。

　　降低泥漿相對密度的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，泥漿相對密度逐漸降低后向孔口溢出，達到所要求的清孔標準后，即可停止清孔。

　　清孔時，要將附著于護壁筒的泥漿清洗干凈，并將孔底鉆渣和泥沙等沉淀物清除。清孔的次數(shù)按圖紙要求和清孔后孔底鉆渣沉淀厚度符合圖紙規(guī)定值為前提進行，基礎(chǔ)鉆孔后一般需進行兩次清孔。對于大直徑、深孔，要在掏渣清孔后，再用氣舉抽漿法清孔。

　　6、 鉆孔檢查及允許誤差

　　鉆孔在終孔和清孔后，采用測孔儀對孔徑、孔形和傾斜度進行測定，鋼筋檢孔器輔助檢測。如經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)缺陷，例如中心線不符，超出垂直線、直徑減小、橢圓截面、孔內(nèi)有漂石等，要采取適當措施，予以改正。鉆孔的允許偏差應(yīng)符合表6-1的規(guī)定。

　　7、鋼筋骨架的制作與安放

　　鋼筋骨架在鋼筋架工場地分段制作，每節(jié)長度9～12m，運至現(xiàn)場后采用16t履帶式起重機吊入孔內(nèi)，并在孔口進行焊接接長。

　　鋼筋骨架制作采用加強筋(間距2m)成型法，加強筋自身搭接部分采用雙面焊，制作時加強筋點焊在主筋內(nèi)側(cè)，校正好加強筋與主筋的垂直度，然后點焊牢固，布好螺旋筋并點焊于主筋上，按設(shè)計在每根加強筋四周均勻焊接4根定位鋼筋;焊接加工要確保主筋在搭接區(qū)斷面接頭不大于50%，焊接采用單面焊焊縫長不小于10d(d為鋼筋直徑)。

　　鋼筋骨架采用25t汽車起重機起吊，第一段放入孔內(nèi)用鋼管臨時固定在護筒口，再起吊另一段，對正位置焊接后逐段放入孔內(nèi)至設(shè)計標高，最后將最上面一段的掛環(huán)掛在孔口并臨時與護筒口焊牢。鋼筋骨架在下放時注意防止碰撞孔壁，如放入困難，應(yīng)查明原因，不得強行插入。鋼筋骨架安放后的頂面和底面標高應(yīng)符合設(shè)計要求，其誤差不得大于±5cm。

　　8、 灌注水下混凝土

　　水下混凝土灌注采用導(dǎo)管法。導(dǎo)管接頭為卡口式，直徑300mm，壁厚10mm，每節(jié)管長2m。導(dǎo)管在使用前須進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。

　　灌注混凝土前要將灌注機具如儲料斗、溜槽、漏斗等準備好。導(dǎo)管在吊入孔內(nèi)時，其位置要居中、軸線順直，穩(wěn)步沉放，防止卡掛鋼筋骨架和碰撞孔壁。

　　水下混凝土設(shè)計強度等級C25，水灰比宜為0.5～0.6，坍落度宜為18～20cm，水泥采用P.O42.5，細骨料采用中砂，粗骨料采用級配良好的人工碎石，碎石最大粒徑不得大于40mm，并通過試驗確定摻入適量減水緩凝劑和粉煤灰，初凝時間不小于6h。采用HZ50型拌合站拌和，9m3混凝土攪拌運輸車運輸混凝土至現(xiàn)場，直接倒入導(dǎo)管內(nèi)灌注，混凝土接近樁頂時，改用吊斗傾倒以提高漏斗高度。

　　灌注混凝土前，要對孔內(nèi)進行二次清孔，使孔底沉淀層厚度符合規(guī)定，認真做好灌前的各項檢查記錄后方可澆注。

　　灌注首批混凝土時，導(dǎo)管下口至孔底的距離控制在25cm～40cm，且使導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1m。剪球灌注開始后，要連續(xù)的進行，并盡可能的縮短拆除導(dǎo)管的間隔時間;灌注過程中要經(jīng)常用測深錘探測孔內(nèi)混凝土面的位置，及時調(diào)整導(dǎo)管的埋深，導(dǎo)管的埋深控制在2m～4m為宜。當混凝土面接近鋼筋骨架底部時，為防止鋼筋骨架上浮，采取以下措施：

　　⑴ 使導(dǎo)管保持稍大的埋深，放慢灌注速度，以減小混凝土的沖擊力;

　　⑵ 當孔內(nèi)混凝土進入鋼筋骨架1m～2m后，適當提升導(dǎo)管，減小導(dǎo)管埋置深度，增大鋼筋骨架下部的埋置深度。

　　為確保樁頂質(zhì)量，樁頂加灌0.5m～1m高度。同時指定專人負責填寫水下混凝土灌注記錄。全部混凝土灌注完成后，拔除鋼護筒，清理場地。

　　9、結(jié)束語

　　南水北調(diào)生產(chǎn)橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)的成功實施，加快了工程施工進度，提高了工作效率，提高了技術(shù)人員的施工技術(shù)水平，施工安全有了保證。該施工技術(shù)為水利工程行業(yè)在路橋工程方面的施工奠定了堅實的基礎(chǔ)，是一次經(jīng)驗的積累，使水利工程事業(yè)又躍上了一個新的臺階。

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