內河航道加固護岸鉆孔灌注樁施工工藝

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1．工程概況

京杭運河浙江段三級航道整治工程建設內容主要為新建護岸、加固護岸工程，河道疏浚等。灌注樁加固護岸施工根據灌注樁直徑分為E3A和E3B型護岸施工，E3A型護岸的灌注樁直徑為800mm，E3B型護岸的灌注樁直徑為1200mm，本工程灌注樁均屬于水上灌注樁施工。

2．施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝主要分為平臺搭建、埋設護筒、鉆機起鉆、成孔驗收、下放鋼筋籠、澆筑混凝土、拔出護筒七個部分。

2.1平臺搭建

灌注樁施工區域位于水上沿岸，采用回填土的方式構建平臺。根據灌注樁中心線到老護岸的距離確定作業平臺寬度，然后在平臺近水邊界處打6m長鋼管樁作為平臺的側向支撐。鋼管樁打完之后鋪土工布及土工格柵，最后回填土方至2.4m標高。

2.2埋設護筒

護筒的規范埋設能夠有效控制灌注樁樁身垂直度以及樁頭完整性。埋設護筒時首先需要利用RTK放樣確定樁位中心點并做好標記，然后將護筒以樁位中心為中心進行埋設，護筒長度≥2.5m。

2.3鉆機就位

本工程所用鉆機為GPS-10系列工程鉆機，該系列鉆機操作方便、性能可靠,在基礎施工中被廣泛采用。護筒埋設之后，立好鉆架并調整和安設好起吊系統，將鉆機調平并對準鉆孔，鉆桿偏差＜50mm。開始鉆進時，在護筒刃腳處，應慢速鉆進，使刃腳處有堅固的泥皮護壁。鉆進護筒1m后，可按土質以正常速度鉆進。開鉆前應調制足夠數量的泥漿（相對密度：1.05~1.2；粘度：16~22s；含砂率：4%~8%），鉆進過程中如泥漿損耗、漏出，應予補充，并按時檢查泥漿指標，遇土層變化應增加檢查次數，并適當調整泥漿指標。

2.4成孔驗收

樁機鉆孔達到設計深度之后，利用換漿法進行首次清孔。采用泥漿泵，通過鉆桿以中速向孔底壓入相對密度1.15左右,含砂率＜4％的泥漿，把孔內懸浮鉆碴多的泥漿替換出來。清孔后提出鉆桿，分節拆除，最后用測繩測試成孔深度。

2.5下放鋼筋籠

鋼筋籠采用浮吊船放入孔內，采用錘球檢查，保證吊裝時籠節垂直。吊裝的過程要慢吊、輕放。鋼筋籠連接方式采取單面焊接連接方式，搭接長度為10d（250mm）。鋼筋籠安放時通過護樁控制籠心，保證鋼筋籠中心與樁位偏差在規范要求的范圍內（50mm）。鋼筋籠下放過程中遇阻要查明原因，不得強行插入，可反正旋轉，慢起慢落，逐步下放。

2.6二次清孔及澆筑混凝土

澆筑混凝土之前，需要利用導管對樁孔進行二次清孔。利用導管注入清泥漿，使孔底沉淀物及稠泥漿托出孔外，同時使孔內泥漿指標、沉渣厚度（≤300mm）等各項指標均達到規范標準，確保鋼筋與砼的粘結強度。砼灌注采用直升導管法施工，在孔口逐段拼裝，吊入下沉時，應保持位置居中，防止卡入鋼筋籠碰撞孔壁。各項指標檢查合格后方可灌注水下砼，砼必須連續澆筑，不得中斷。灌注過程中注意觀察管內砼下降和孔內泥漿液面的升降情況，及時測量孔內砼高程，正確指導導管提升和拆除，保證導管埋入砼深度≥2m。

2.7拔出護筒

灌注樁砼澆筑完成之后，要經過12h之后，利用挖機拔出護筒。

3．灌注樁驗收標準及檢測方法

成品灌注樁檢測內容包括4個方面：鋼筋焊接件檢測、灌注樁砼試壓塊檢測、樁身低應變檢測、灌注樁鉆芯取樣檢測

3.1鋼筋焊接件檢測

在灌注樁施工過程中，鋼筋籠焊接規格為電弧單面搭接焊HRB400(φ25)。焊接件檢測數目為鋼筋籠整體焊接縫數量的10%，利用液壓萬能試驗機進行焊接件拉伸性能檢測，檢測依據為《鋼筋焊接接頭試驗方法標準》（JGJ/T27-2014）。本工程灌注樁主筋直徑為25mm，用靜拉伸力對試樣軸向拉伸時至斷裂(或出現縮頸)，觀察斷裂位置離焊縫口的距離、斷口特征，從拉伸曲線圖（如圖1所示）上確定試驗過程中的最大力。

3.2灌注樁砼試壓塊檢測

在灌注樁澆筑砼過程中，現場取材制作規格為150×150×150mm的砼試壓塊，將試壓塊放到標準養護室養護28d，利用YE-2000C液壓式壓力試驗機進行抗壓試驗，根據相關規范對試壓塊施加荷載直至試件破壞，通過分析抗壓試驗曲線，確定試件抗壓強度。每根樁取三組試壓塊，平均強度值≥30MPa，則滿足強度要求。

3.3樁身低應變檢測

樁身低應變檢測的主要目的是檢驗樁身結構的完整性，如樁身缺陷位置判斷、施工樁長校對和混凝土強度等級定性估計等。檢測儀器為ZBL-P810基樁動測儀RL009，以《水運工程地基基礎試驗檢測技術規程》（JTS237-2017）為依據。用手錘敲擊樁頂產生應力波，根據儀器中接收反射波信號得到應力波加速度時程曲線，從曲線形態可以判斷樁長、砼強度、樁身缺陷深度等。

3.4灌注樁鉆芯取樣檢測

為了更進一步了解灌注樁施工質量，需要對已經施工完成的灌注樁抽取總量的1%進行鉆芯取樣，檢測樁長、不同深度處的混凝土強度、骨料均勻性、膠結狀態等。

4．灌注樁施工過程常見問題分析及解決措施

4.1施工過程中塌孔、泥漿不循環

當遇到流沙土地質環境時，由于流沙土顆粒間粘結力較小，孔內泥漿對孔壁的支撐力不夠，導致孔壁土體塌落，從而孔徑增大，造成塌孔、泥漿不循環等現象。解決措施：增大泥漿濃度，降低泥漿含砂率，適當添加膨潤土進行調節，保證泥漿對孔壁的支撐力。

4.2施工后方灌注樁沉降

當兩根灌注樁樁芯距較近時，一根灌注樁澆筑砼完成以后，立刻進行下一根灌注樁的施工，當土質結構松散時，在下一根樁鉆孔過程中引起土體震動，由于上一根樁砼未達到初凝，可能引起穿孔，從而導致后方灌注樁沉降。解決措施：調整灌注樁施工順序，在一根灌注樁完成以后跳過一根灌注樁進行施工，通過拉大相鄰施工樁的間距控制樁位沉降。等已施工灌注樁砼凝固之后再進行臨近施工。

4.3樁身夾泥、斷樁

樁身夾泥、斷樁的原因有兩方面：（1）首灌量不足，未將孔底泥漿全部頂出，導致混凝土在水下澆筑過程摻雜泥漿等雜物；（2）灌注樁在水下澆筑砼過程中振搗充分，砼密實度未達到規范要求，從而導致夾泥甚至斷樁現象。解決措施：在水下砼澆筑之前根據導管埋深計算出儲料斗內混凝土的初存量，保證泥漿全部頂出；在澆筑樁過程中每澆5min一斗利用導管上下移動進行振搗，確保砼的密實度。

4.4鋼筋籠下放困難

在下放鋼筋籠前需要利用鉆桿進行清空，當清空不充分是導致孔內下部泥漿濃度過大，使鋼筋籠下放困難；其次如果在鉆孔過程中基礎下放存在塊石等障礙物時，鉆孔速度過快導致障礙物未被完全粉粹，下放鋼筋籠時可能存在阻礙使期下放困難。解決措施：在成孔之后利用鉆桿進行首次清空，控制注入泥漿濃度，保證孔內泥漿均勻。在鉆孔過程中到樁機鉆到塊石或者其他障礙物時減緩鉆進速率，確保孔身規范。下放鋼筋籠過程困難時通過旋轉以及上下抖動緩緩下放。

5．結束語

經過長時間的實踐及經驗總結，京杭運河浙江段三級航道整治工程杭州段（四改三）工程項目灌注樁質量得到明顯提高，在施工過程中嚴格控制施工工藝，希望今后為類似工程建設提供參考。

參考文獻：

[1]JGJ/T27-2014,鋼筋焊接接頭試驗方法標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2014.

[2]JTS237-2017,水運工程地基基礎試驗檢測技術規程[S].北京:人民交通出版社,2017.

作者：楊科俊 王饒 單位：中交華南交通建設有限公司