摘要：本文主要介紹鉆孔灌注樁施工技術。
　　關鍵詞：鉆孔灌注樁；施工技術；質量控制；混凝土
　　0 前言
　　隨著城市建設的不斷發展,建筑工程對于地基承載力的要求越來越高,由于鉆孔灌注樁具有承載力高、施工方便、設備簡單、不產生振動和噪音等特點,所以鉆孔灌注樁在建筑工程基礎施工中被廣泛采用。在一般的中低層建筑中,由于基礎的單樁承載力要求不高,因此采用的鉆孔灌注樁的孔徑較小。當承載力要求為400KN～600KN時,鉆孔灌注樁的樁徑一般在400mm～500mm就能滿足要求,而這類樁基屬于小孔徑鉆孔灌注樁。在廣州老城區居民區某工程施工中,我們共完成Á450mm、樁長19.5m的鉆孔灌注樁2863根,工程質量均達到規范和設計要求。現將施工情況闡述如下:
　　1施工機械選擇
　　小孔徑鉆孔灌注樁孔徑較小,深度不大,鉆孔工作量小。為此必須根據地質情況,選擇體積小,移動方便、生產效率高的鉆機。天津小關遠洋住宅小區的樁基為5450mm、樁長19.5m、淤泥質地層,為此我們選擇了KQ-800型潛水鉆機。
　　KQ-800型潛水鉆機主要由潛水電鉆、齒輪減速器、密封裝、鉆桿、鉆頭等組成,見圖1所示。這種鉆機的特點是動力、減速機構與鉆頭緊緊相連在一起,共同潛入水下作業,鉆孔效率高。而且鉆桿不需要旋轉、除了可減小鉆桿的截面外,還可以大大避免因鉆桿折斷面發生的工程事故。
　　潛水電鉆構造如圖2所示,具有體積小、重量輕、機器結構輕便簡單、移動靈活、成孔速度快等特點,因此在小孔徑鉆孔灌注樁施工中更多采用。
　　2鉆孔灌注樁施工工藝流程
　　3鉆孔灌注樁施工
　　3.1施工準備
　　施工準備包括編制施工組織設計,場地平整,測量放線,挖泥漿池、沉淀池、排漿溝,接通水源、電源,安裝水泵設備以及施工所需的材料、設備。
　　3.2鉆機安設
　　應確定鉆機移位路線和方法,安裝鉆機及灌注架軌道,安裝樁架及灌注架等。
　　
　　圖1潛水鉆機示意圖
　　1.鉆頭;2.潛水電鉆;3.電纜;4.護筒;5.水管;6.滾輪
　　(支點);7.鉆桿;8.電纜盤;9.0.5t卷揚機;10.1t卷揚
　　機;11.電流電壓表;12.起動開關
　　3.3潛水鉆機鉆孔
　　3.3.1排渣方式
　　潛水鉆機成孔排泥(渣)有正循環和反循環兩種方式,一般采用正循環方式,見圖2所示。正循環施工法,是利用泥漿泵使泥漿通過鉆桿、鉆頭而壓入孔底,攜帶鉆渣,再從孔底經過鉆桿與孔壁之間的環形空間回流至地面的循環方式。
　　3.3.2泥漿
　　泥漿的制配有自行造漿和制備泥漿兩種。對于軟土地基,可采用自行造漿,即用清水和孔中鉆頭切削下來的土顆粒混成泥漿,形成自造泥漿護壁。由于軟土地基的樁孔容易縮徑,因此,必須將泥漿的比重控制在1.1t/m3～1.2t/m3。采用膨潤土泥漿時,也應控制好泥漿的性能指標。無論是自造泥漿還是配制泥漿,必須滿足表1的要求。
　　3.3.3鉆孔
　　
　　圖2正循環排泥法
　　1—鉆桿;2—送水管;3—主機;4—鉆頭;5—沉
　　淀池;6—潛水泥漿泵
　　為了保證鉆孔位置及成孔的垂直度,鉆機就位后必須對鉆機進行檢查,鉆盤中心應與鉆架上吊滑輪在同一垂直線上,鉆頭與樁位中心對中,而且鉆架必須保證水平,鉆桿必須垂直。
　　表1軟土地基鉆孔灌注樁泥漿性能指標

　　由于軟土地區地基較軟,鉆孔過程中要嚴格控制鉆進速度,每分鐘鉆進速度不宜大于0.5m。如鉆進速度高、泥漿比重大、鉆進過快,切削出的泥塊塊大,未成漿,對鉆機產生較大阻力,有可能使電機超負荷而損壞,或使鉆桿折斷等,并且由于鉆進過快而容易引起縮徑。鉆進過程中要控制好泥漿比重及泥漿供應量,避免泥漿比重輕而坍孔,也要避免泥漿比重過大、排渣不及時而造成埋鉆。鉆進過程中要加強檢查,發現偏移及時糾正,發現搖晃、跳動或鉆進困難時,可能遇到硬層或一邊軟一邊硬土層,要放慢進尺,待穿過硬層后再正常鉆進,直到達到設計標高。
　　3.4清孔
　　當鉆機達到設計深度后應停止鉆進,此時稍提鉆桿,使鉆頭距孔底10cm～20cm處空鉆,并保持泥漿循環。將密度為1.05～1.10的不含雜質的泥漿或清水壓入鉆桿,把鉆孔內懸浮較多鉆渣的泥漿換出孔外。由于小孔徑鉆孔灌注樁的鉆孔及砼灌注量相對較小,因此施工速度較快,所以采用一次清孔,使孔底沉渣≤300mm,泥漿比重小于1.25,含砂量≤6%,粘度≤28S,達到要求后及時安放鋼筋籠,灌注水下混凝土。
　　3.5鋼筋籠
　　小孔徑鉆孔灌注樁的鋼筋一般不太長,因此按設計長度一次預制成型,在清孔完成后,及時將鋼筋籠放入成孔。安放鋼筋籠時,由于孔道較小,所以必須對準孔位,垂直緩慢放入孔內,避免碰撞孔壁。為了保證鋼筋籠的位置及保護層的厚度,必須在鋼筋籠的周圍主筋上每隔50cm綁扎混凝土墊塊。鋼筋籠放入孔內,要采取措施將鋼筋籠固定,以保證灌注混凝土后鋼筋位置準確,也防止鋼筋籠落入孔底。
　　3.6水下混凝土灌注
　　3.6.1砼的要求
　　水下混凝土在灌注過程中,由于受水及泥沙雜質的影響,強度受到不同程度的損失,尤其在膨潤土泥漿中澆筑的混凝土,強度更會降低。其次水下混凝土在施工過程中無法進行振搗,因而混凝土的密實性和均勻性比較差,強度必然會低于陸上澆筑的混凝土。因此,在水下混凝土配合比設計中,必須提高一個強度等級,也就是混凝土的配制強度比設計混凝土強度提高5MPa。因為小孔徑鉆孔灌注樁在混凝土灌注時,也是用導管灌注,而導管與孔壁之間的間隙比大孔徑混凝土小得多。因此,對混凝土的和易性,擴散度要求更高,施工時必須加入外加劑,以改善混凝土性能達到灌注要求。小孔徑灌注樁的混凝土要求:施工坍落度為18cm～22cm,擴散度不應小于8cm。
　　3.6.2混凝土灌注的主要機具
　　水下混凝土灌注的主要機具包括:混凝土灌注架、導管、漏斗、隔水栓等。
　　混凝土灌注架:見圖3所示,混凝土的灌注架底部帶有輪子可以在軌道上行走。
　　導管:用無縫鋼管制作,直徑應為200mm,連接宜用雙螺紋方扣快速接頭。如果用法蘭連接,為避免提升時導管掛住鋼筋籠,必須放置防護三角形加勁板或設置錐形法蘭護罩。
　　漏斗:用4～6mm鋼板制作,與導管配套,要求不漏漿、不掛漿,漏泄順暢、徹底。
　　隔水栓:由于小孔徑混凝土在澆筑時,導管與孔壁間隙較小,而且有鋼筋籠存在,所以無法浮出,因此不宜用球膽法而采用隔水栓法。如圖4。隔水栓采用C20混凝土預制成圓柱形,內徑比導管小20mm,高度比直徑大50mm,采用4mm厚的橡膠圈密封。
　　3.6.3混凝土灌注
　　由于小孔徑鉆孔灌注樁導管與孔壁之間的間隙比大孔徑鉆孔灌注樁小得多,水下混凝土的灌注難度大,因此混凝土的灌注是小孔徑鉆孔灌注樁的重點,應特
　　別注意。
　　由于小孔徑鉆孔灌注樁采用球膽隔水法施工,球膽難以上浮。因此必須預制隔水栓。為了使隔水栓順利排出,導管的底部至孔底距離控制在50mm～60mm。

　　圖3水下混凝土灌注示意圖
　　1.進料斗;2.貯料斗;3.滑道;4.漏斗;5.導管;
　　6.護筒;7.卷揚機;8.導管支架
　　
　　圖4混凝土隔水栓示意圖
　　在澆注混凝土時,首先將隔水栓貼緊水面,然后安放漏斗,下放混凝土。第一次澆筑混凝土時,必須使進料斗、貯料斗內備有足夠的混凝土,使導管第一次澆注埋入混凝土深度大到2m以上。如果計算埋深不足2m,繼續澆注混凝土。由于孔徑較小,所需的混凝土量不大,因此灌注過程中必須記錄混凝土的灌入量,以確定導管埋深。導管埋深不宜過大,一般在2m～4m,并要及時提升導管。在提升導管過程中,在30cm振幅內顛管,這樣才能使混凝土順利流出上翻。
　　當灌注接近樁頂標高時,應控制最后一次灌入量,測量樁頂標高,使樁頂高出設計標高0.5m～0.8m,保證鑿除樁頭泛漿后達到設計標高及設計混凝土強度
　　4質量控制
　　4.1施工機械控制
　　鉆機及混凝土灌注架的軌道盡量平直。開鉆前必須檢查鉆機是否平穩。用墊木墊水平、穩固,以保證鉆機垂直度。灌注架應保持平穩,以保證導管及鋼筋籠垂直,避免導管掛籠及鋼筋籠安放時碰撞孔壁。
　　4.2樁位控制
　　樁位放線必須準確,而且施工過程中對控制樁應進行保護。開鉆時必須對樁位進行復核,安放的護筒無偏差。施工過程中,隨時驗證樁點位置,了解樁點高程,保證施工樁的深度,樁頂標高及鋼筋籠的下放位置,對樁進行編號,對各種施工數據按樁號進行交底。
　　4.3成孔質量控制
　　4.3.1由于小孔徑鉆孔灌注樁一般樁比較密,樁間距較小,而且樁的施工周期比較短,所以在鉆孔時,必須跳打,即根據樁距情況,隔1～2根樁鉆孔,以防止后施工樁對已成樁影響。
　　4.3.2軟土地基小孔徑鉆孔灌注樁施工中應特別注意泥漿的比重,定期測量泥漿,并做好記錄。
　　4.3.3軟土地基的小孔徑鉆孔灌注樁,注意擴孔情況,選擇合適的鉆頭,對鉆頭的大小進行調整,以保證鉆孔的直徑滿足設計要求。
　　4.3.4成孔后必須對孔徑、孔深、垂直度、沉渣厚度、地質變化情況做好記錄。
　　4.4鋼筋籠質量控制
　　4.4.1鋼筋的種類、規格、型號必須符合設計要求。
　　4.4.2鋼筋應調直,主筋的間距、螺旋箍筋的位置、數量符合要求,不能漏焊。
　　4.4.3鋼筋籠的存放、搬運、吊裝過程不能變形,存放場地要平,堆碼高度不能太大,一般堆放2～3層為宜。為防止變形,除設加勁箍筋外,在鋼筋籠內每2m裝一個可拆卸的十字形臨時加勁架,在鋼筋籠安放時再拆除。
　　4.4.4鋼筋籠安放入孔要對準孔位,垂直緩慢放入孔內,避免碰撞孔壁。為保證鋼筋籠位置及保護層厚度,每隔50cm設置保護層墊塊,鋼筋籠入孔后必須檢查標高,位置準確及時固定。
　　4.5混凝土質量控制
　　4.5.1混凝土的原材料符合國家規范要求,強度等級注意增加5MPa。
　　4.5.2混凝土的外加劑符合要求,以改善混凝土的性能、坍落度和和易性等滿足小孔徑的灌注要求。
　　4.5.3混凝土灌注用的導管比大孔徑的要小,一般選擇φ200,所以特別注意導管的連接,防止掛籠。
　　4.5.4檢查成孔質量合格后,應盡快灌注混凝土,以防止塌孔和縮徑。
　　4.5.5混凝土灌注過程中要注意顛管,以增加混凝土的上浮力,使混凝土順利出管,并且注意導管埋深。混凝土要連續灌注,防止斷樁。
　　4.5.6對混凝土的灌注量要做好記錄,軟土地區充盈系數一般為1.2～1.3。
　　4.5.7混凝土灌注過程中,注意做好混凝土試塊,并按標準養護,試壓。
　　5質量檢查與檢測
　　混凝土鉆孔灌注樁除了按照《建筑工程質量評定標準》GBJ301-86進行檢查評定外,還應對樁的完整性及承載力進行檢測。
　　樁的完整性檢測采用低應變動力測樁法進行檢測。根據樁的動測波形來判斷樁是否完整,是否有縮徑及斷樁情況,以及測試樁的長度,根據波速可以判定樁身混凝土質量。
　　樁的承載力檢測,對于小孔徑樁的承載力,應用高應變動力測樁法檢測,這種方法簡單、用時短,根據要求提前做好高應變試樁接樁頭工作,樁頭的混凝土標號要盡量高,以防止試樁過程中樁頭損壞而無法檢測。
　　為了掌握樁身混凝土的實際強度,鑿除樁頭后還應對樁身的混凝土用回彈法進行測定,為以后施工留下參考記錄。
　　6結束語
　　對于軟土地區小孔徑鉆孔灌注樁的施工,必須特別重視鉆進速度、泥漿比重及混凝土的灌注,才能保證樁的質量。對于樁基評定,在驗標中沒有提到樁的完整性及承載力,建議評定時加以補充。對于水下混凝土試件的強度評定,建議按照GBJ107-87標準增加強度修正值。