摘 要：深孔大直徑鉆孔樁施工應根據不同的巖溶類型，采用相應的施工方案和措施，可有效地保證成樁質量，加快施工進度，本文結合作者多年工作的實際經驗，對大直徑鉆孔樁施工對機具的要求和選擇、施工要點及工藝特點等相關問題進行了全面的分析。

　　關鍵詞：大直徑鉆孔樁,施工工藝,質量控制

　　1 前言

　　目前國內在大直徑連續結構的下部基礎工程，除少數采用管樁或沉井基礎外，多采用大直徑鉆孔樁型式，由此可見，大直徑鉆孔樁基礎多應用于跨越大江、河的特大型橋梁，施工中要克服水深流速快，易于坍孔，地質情況復雜等諸多困難。

　　2 大直徑鉆孔樁的施工工藝

　　2.1 施工準備

　　①搭設施工便道、工作平臺及水中棧橋;②水中圍堰工程或筑島;③鋪設各種施工管線;④埋設護筒、鉆機就位;⑤制備泥漿。

　　2.2 鉆孔施工平臺搭設

　　鉆孔樁施工平臺的平面尺寸根據承臺的尺寸和施工機械設備的布置確定，設計荷載根據鉆孔鉆機重量、平臺自重以及施工過程中的活荷載確定，水上施工平臺采用浮吊振動錘插打 Φ0.8 m 鋼管入河床作為平臺支墩，并利用萬能桿件拼裝施工平臺，再利用施工平臺進行精確施工放樣。

　　2.3 鉆孔機具選擇

　　鉆機選擇 : 兩橋成孔時 , 由于成孔深度較深，孔徑較大，巖層石灰巖強度達到 80MPa，所以選擇鉆機技術指標應達到如下要求：①鉆機成孔直徑 D ≥ 2.0 1TI( 巖層中 )。② 鉆機成孔深度h=70 ～ 110 m 。③ 鉆機扭矩 M ≥ 80kN.m。④ 鉆機鉆巖能力≥ 70 MPa。⑤氣舉式和泵吸式 2 種反循環鉆進方式。鉆具的選擇 : 選擇鉆頭主要考慮地質情況、施鉆方式及機械性能等因素。常用鉆頭有三翼鉆頭、四翼錐鉆、牙輪組合鉆頭、擴底式鉆頭及擴翼式鉆頭。

　　2.4 護筒埋設

　　設護筒頂端高出高潮水線的距離為 h(m);護筒埋入江底距離為 h，(m)，最大水深為 h (m)，護筒總長度為 H(m)。

　　大直徑鉆孔樁，護筒是保持孔內泥漿壓力的關鍵部位，為使鉆孔順利進行，孔內泥漿柱壓力要滿足以下關系式：

　　地層壓力 < 泥漿柱壓力 < 地層破裂壓力

　　當地層壓力 > 泥漿柱壓力時，孔壁將部分產生坍塌;當泥漿柱壓力 > 地層破裂壓力時，泥漿柱壓力將壓裂地層造成泥漿損失。

　　(1)護筒頂端高程的確定

　　當泥漿性能與護筒設定后，泥漿柱壓力是個定值，不受潮汐的影響。當江面漲潮時，要滿足泥漿柱壓力 > 地層壓力關系式，就要增高 h。泥漿柱壓力隨h 增大而增大。但如果 h 太高，當落潮時泥漿柱壓力將壓裂地層而產生反竄漏失，并且護筒費用將隨之增加，所以應確定合理的 h 值。

　　(2)護筒埋人深度的確定

　　從護筒的角度考慮，護筒埋人江底深度 h 越深，護筒越長，保護孔壁效果越好，但隨著 h 的增大，安放護筒的施工難度與成本也將隨之增加。h：越小，護筒埋深淺，其地層破裂壓力也小，落潮時泥漿柱壓力有可能壓裂地層，泥漿會從護筒底端反竄漏失，所以h 也應有個最佳值。

　　(3)護筒長度 H：H =h+hl+h2

　　2.5 泥漿要求

　　在鉆孔前應制備足夠的優質泥漿，泥漿的性能和指標是成孔質量的重要因素。泥漿的含砂率高則成孔效率低，沉淀層厚;泥漿的粘度和膠體率過低則護壁效果差，沉淀厚。因此選用塑性指數大于 25、粒徑小于 0.005mm、顆粒多于總重 50%的粘土制漿，并在泥漿中添加 0.3% NAoH，和 0.1% CMC，改善泥漿性能。泥漿在現場的制漿池內制備，分兩個泥漿池分別進行正循環和反循環成孔泥漿的制備，泥漿池與沉淀池之間設泥漿回流槽，使沉淀完的泥漿能自動流回儲漿池。儲漿池內的泥漿用泥漿泵送入鉆孔內。

　　2.6 鉆進施工方法

　　KPG一3000A鉆機為大型鉆孔設備，由于鉆頭帶振動和多齒輪功能，較傳統鉆機有較大區別，特別是在鉆進堅硬巖層地質時其鉆進速度是傳統沖擊鉆的5～8倍，在鉆進時采用旋轉護壁，較傳統沖擊鉆護壁效果更好。

　　(1)開鉆時以低檔慢速正循環鉆進，以泥漿護壁為主，鉆進5 m后改為反循環鉆進。

　　(2)鉆孔時減壓鉆進，鉆壓不得超過鉆具重力之和(扣除浮力)的80%，并保持重錘導向作用，保證成孔的垂直度和孔型。

　　(3)鉆機在各地層中的鉆進參數：對于淤泥質地層，采用中速、優質泥漿、大泵量鉆進的方法鉆進;對于粉質黏土層采用中等鉆速、大泵量、稀泥漿鉆進;對于砂層，采用輕壓、低檔慢速、大泵量、稠泥漿鉆進，以免孔壁不穩定，發生局部擴孔或局部塌孔，并充分浮渣、排渣，防止埋鉆現象;對于卵石層，采用低檔慢速、優質濃泥漿鉆進，確保護壁厚度，并在鉆進中充分浮渣、排渣，對于花崗斑巖層采用低擋慢速大壓力鉆進。總之，鉆進中應根據地質條件選擇不同的鉆壓和鉆進速度，

　　(4)當鉆進至接近鋼護筒底口位置1～2 m時，須采用低鉆壓、低鉆數鉆進，并控制進尺，確保護筒底口部位地層的穩定。當鉆頭出護筒底口2～3m后，再恢復正常鉆進狀態。

　　2.7 清孔

　　清孔時利用鉆機本身的反循環系統，采用抽漿法清孔。清孔過程中應特別注意孔內水頭高度，以防塌孔。清孔后泥漿的各項指標、混凝土灌注前沉淀厚度均應滿足施工規范要求。大直徑鉆孔樁應盡量減小灌孔泥漿的密度，清孔后的泥漿相對密度一般在 1.04 t/m3以下。

　　2.8終孔檢驗

　　終孔后用卷揚機滑輪系統起吊孔規入孔，并徐徐下降至孔底，用來檢驗孔深、孔徑以及成孔傾斜度(孔規為長度10m，直徑為2.0m 的鋼筋籠，鋼筋籠縱向每隔2m 焊接十字支撐筋以增加孔規的剛度)。孔規順利到達孔底，孔深(測繩長加孔規長)合格，傾斜度(孔規吊點的鉛垂線與孔規在孔內任意位置的吊繩偏移)合格，說明成孔合格，鋼筋骨架能順利入孔。

　　3 鋼筋籠吊裝

　　鋼筋籠分段加工成型，每段長度5～8 m。為防止鋼筋籠變形，每隔2 m設加勁鋼筋圈與主筋焊接。混凝土保護層每隔2m一個斷面，在主筋上焊3個支撐鋼筋。吊環必須用I級鋼筋，其直徑和焊接質量要有充分保證，防止鋼筋籠掉入孔內。吊環的焊接位置以不影響兩個鋼筋籠連接為宜。超聲波檢測管用壁厚3.5 mm、直徑50 mm的無縫鋼管制作，將其固定在鋼筋籠上。檢測管接頭及底部用壁厚6.5 mm鋼套管密封好，頂部用木塞封住，防止砂漿、混凝土、雜物堵塞管道，由起重機吊裝鋼筋籠。吊裝過程中鋼筋籠不能變形，并保持垂直下落，防止碰撞孔壁，引起坍塌。第一節鋼筋籠吊人孔內，將鋼管穿過吊環，擔在孔口，起吊第二節鋼筋籠。鋼筋籠軸線要對準，焊接質量應符合規范要求。鋼筋單面焊接焊縫長度為lOd，雙面焊接焊縫長度為5d，同一截面鋼筋焊接接頭應錯開。焊接完畢綁好箍筋，起吊鋼筋籠，抽出鋼管直到鋼筋籠吊裝完畢。但是，無承臺單樁樁頂與墩柱連接為9O0變截面，樁頂以下1 m范圍內，鋼筋籠截面應逐漸變為墩柱鋼筋籠截面，此段箍筋要加密，間距10 cm。

　　4 灌注水下混凝土注意事項

　　4.1 斷 樁

　　4.1.1 斷樁產生的原因

　　斷樁是泥漿沉淀物在混凝土內形成的夾層，其強度遠低于混凝土的強度。它由多方面原因引起：導管漏水，導管破裂、接頭密封不嚴;卡管，石子粒徑過大、混凝土坍落度太小、水泥受潮結塊、混凝土發生離析;混凝土終凝，材料不足、天氣影響、機械故障、停電等使導管在混凝土中停留時間過長，在灌注混凝土時受阻，提升導管脫離混凝土。以上這些情況都可能引起斷樁。斷樁是樁基礎最嚴重的質量事故，應加以杜絕。當發生混凝土卡管時，應在導管上捆梆附著式振動器或插入型鋼疏通，振動或疏通時上下小幅度移動導管。

　　4.1.2 斷樁處理

　　當在地下水位以下發生斷樁時，應回填樁孔，在原樁兩側各做一鉆孔灌注樁，再施工承臺。此時承臺配筋、樁基配筋要重新計算確定。當在地下水位以上發生斷樁時，應抽出孔內存水，人工鑿毛樁頂，按挖孔樁澆筑混凝土。在情況允許時，拔出導管放人球塞重新灌注混凝土。

　　4.2 混凝土強度

　　該樁基混凝土強度等級C30。水泥為42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥受潮或存放時間超過3個月應重新檢驗使用。施工配合比要準確，碎石顆粒級配良好，粒徑2～4cm，細集料采用級配良好的中砂，水為飲用水。坍落度控制在18～22 cm。施工時要注意因溫差而導致混凝土開裂。對水泥凝結時間要經試驗確定。并根據施工和凝結時間確定是否加緩凝劑。灌注到最后階段應將導管慢速拔出，防止形成泥心。

　　4.3 澆短樁頭

　　由于樁孔內沉渣存在于混凝土表層，隨著混凝土的增高，沉渣聚集在樁頭位置，使量測結果有誤，發生澆短樁頭。為防止澆短樁頭，混凝土灌注要高出樁頂設計標高0.5～1 m。灌注到最后階段，混凝土自由下落的壓力減小，孔內水的比重增大，導管內混凝土會出現滯留情況，此時不能誤認為卡管，應小幅度上下移動導管，并用清水稀釋孔內水的比重，保證混凝土順利灌注。

　　總之，對于大直徑的樁基，一是要保證地質資料的準確性，二是大直徑鉆孔樁須選用至少 5t 以上的十字型鉆頭，確保鉆頭的沖擊力，實踐證明，該項施工技術的成功應用，為以后同類工程施工提供了參考依據。

　　參考文獻：

　　[1] 萬斌. 沖擊鉆孔樁施工工藝分析及常見問題的處理[J]. 科技情報開發與經濟. 2009(07)

　　[2] 趙瑞亮. 鉆孔樁施工工藝[J]. 科技信息. 2009(07)

　　[3] 金綿存. 鉆孔灌注樁孔底注漿施工技術和質量控制要點[J]. 科技資訊. 2009(15)

　　[4] 劉溢. 鉆孔樁施工工藝[J]. 科技資訊. 2010(08)