衝孔灌注樁施工方法
衝孔灌注樁工藝流程
施工方法
1 場地準備
根據現場情況，整平場地，以利樁機行走。在兩排樁間開挖並用磚砌泥漿池，擬砌淨長10m，淨寬2m，淨高1m體積達到20m³的泥漿池。
若樁位平面高程仍處於水下時，採用回填粘土放坡加寬樁位的辦法，使樁機能安全穩定地座落於樁位上，而不需要搭設水上施工平臺。
2 測量放樣
採用經緯儀與水準儀結合放樣，滿足港口工程測量精度要求。測量放樣驗收後，採取保護措施，防止樁位變動。
3 鋼護筒的製作與埋設
護筒採用δ=4mm厚的鋼板卷制，材質為A3鋼，直徑1m，高度2m，保證埋深1.5m。
護筒埋設時要求護筒中心與測量標定的樁中心偏差不應大於10cm，並保持垂直，同時做好樁位保護工作。護筒周圍用粘性土密實，保證鋼護筒不會鬆動下沉或者偏移。
4 樁機就位
樁機就位前要檢查操作性能，檢查樁錘的錘徑、錘齒、錘體型狀，並檢查大螺桿、大彈簧墊，保護環、鋼絲繩及卡扣等能否符合使用要求，根據不同工程的具體特點確定錘齒長度。錘齒不宜過長，一般以5～6cm為宜，錘齒應向外傾斜，傾斜度以1:5為宜，開孔前應將衝錘懸吊距平臺面1m左右，檢查錘體的偏心程度，對明顯偏心的衝錘嚴禁使用。
5 泥漿製備
儘量採用膨潤土，用普通粘土時使含沙率小於4%，水溼後有粘滑感，浸水後能大量膨脹。
一般是在原地鑽進時沖水自行造漿護壁；也可以在孔內投入適量塑稀性指數大於25，小於0.005mm的粘粒含量大於5%的粘土造漿。同時，根據地層情況
適當調整泥漿性能指標，尤其是泥漿粘度。
6 衝孔
開孔時低錘密擊，錘高衝程不大於1m，以免產生偏孔。及時加片石、砂礫和粘土泥漿護壁，使孔壁擠壓密實。對於拋填堤心塊石層厚度較大，硬度較高的工程，錘齒採用耐磨塊，能更好提高工作效率，確保工程進度。
當穿過塊石後，進入淤泥層，衝孔時也採用低錘密擊方法，並加粘土塊夾小片石，反覆衝擊造壁。當進入砂層後，可適當加快速度，將錘提高至1.5～2.0m以上轉入正常衝擊，並隨時測定和控制泥漿比重。
當遇到岩層表面不平或傾斜，應拋入20～30cm厚塊石，使孔底表面略平，然後低錘快擊使成一緊密平臺後，再進行正常衝擊，同時泥漿比可降到1.2左右，以減少粘錘阻力。但又不能過低，避免巖渣浮不上來，掏渣困難。
在衝孔過程中被衝碎的石渣，一部分和泥漿擠入孔壁空隙中，大部分由掏筒清除出來，在開孔階段，儘量使石渣擠密孔壁而不掏渣，在衝擊至4～5m深度後，則要開始掏渣，並及時加水保持孔內水位的高度以防塌孔，每次掏完石渣後，測定孔內護壁泥漿的比重，不夠時則加粘土以恢復泥漿正常濃度。
開衝一個臺班後，重新複檢樁位，偏差超過規範要求時必須重新定位修正。繼續衝孔，每班應掏渣2～3次，每次掏渣後必須加入粘土造漿，也可直接補給泥漿，隨著衝孔進行按前述方法跟進下護筒。
衝孔過程中，鋼絲繩上要設有標記，提升落錘高度要適宜，防止提錘過高擊斷錘齒，提錘過低進尺慢，工作效率低。松繩不應太少以防止打空錘，也不宜松繩太多，容易偏孔或卡錘。一般情況下，拋填塊石層以衝程1.5～2.0米為宜，淤泥層以1.0～1.2米為宜，發現吸錘現象可向孔內加塊石，在亞粘土層衝程不應大於2米，在砂層中衝程以2.0～2.5米為宜。衝孔過程中泥漿比重的大小將會直接影響衝孔進度，因此在衝孔時應視地質條件認真控制好泥漿比重，一般以1.25～1.35為宜，泥漿過濃易斜孔、吸錘，進尺較慢；而泥漿過稀則易塌孔，多沉碴，進尺也慢。一般在拋石層及砂層中，泥漿要濃些，必要時可往孔內加入粘土，通過沖錘擠壓及自造漿護壁；在強風化巖衝孔泥漿比重以1.3～1.35為宜；在砂粘土層衝孔泥漿比重，控制在1.25左右。
一般衝孔樁的排渣方法有正循環法、反循環法、撈渣桶掏渣法、吸渣泵吸渣
法等多種方法。本工程採用撈渣桶撈渣。撈渣桶直徑為400～450mm，長1.8～2.0米，使用樁機上副鋼絲繩（2#繩）掏渣，每次撈渣後及時往孔內補給泥漿，以防塌孔，繼續衝孔時，若孔內泥漿較稀即向孔內投入粘性土，衝錘上下拉動自行造漿。
每工作班要2～3次將衝錘提出孔口清洗檢查，檢查錘頭是否變成蒜頭錘，有無斷齒，鋼絲繩扎口是否鬆動，大羅杆的磨損程度，大彈簧是否拆斷等，發現問題應及時向主管工程師報告，並進行解決處理。如換用新焊錘齒的衝錘，應與原衝錘比較錘徑大小，若新錘徑大於原衝錘，孔內應回填塊石進行修孔，以免卡錘。
每工作班至少測孔深三次，進入基岩要及時取樣，並通知監理工程師等有關部門確認，每次取出的巖樣要詳細做好記錄，並曬乾保留作為工程驗收依據。交接班應詳細交接衝孔情況及注意問題，發現異常情況馬上糾正，因故停衝時衝錘要提出孔外以防埋錘，並隨即切除電源。
衝孔過程中樁機上必須設有記錄本，由操作人員做好各項原始記錄，一般每2小時記錄一次，遇特殊情況每半小時記錄一次，終孔後將原始記錄交給資料員保留作為工程竣工資料。
衝孔過程可能遇到問題的處理及預防措施
遇探頭石處理
在衝孔過程中遇孔內一邊有大塊石伸進孔內，其餘孔邊是細小塊石，砂層或土層時（俗稱遇“探頭石”），往下衝孔時會發生偏孔現象，可向孔內填入塊石至高出探頭石1.0～1.5米處，然後衝錘衝孔，開始衝程要適當降低，待塊石衝實後，衝錘衝擊時受力均勻，換用較高衝程，將探頭石及塊石一起擊碎，若此後還有偏孔，重複上述方法繼續修正。
卡錘處理
對拋填堤心塊石層，其施工難點是拋填塊石層的衝樁成孔，原拋填塊石較鬆散，衝孔過程中容易產生卡錘。一旦卡錘應立即採取措施，進行處理，可用以下方法處理：
（1)用樁機2#鋼絲繩栓住打撈鉤，放入孔內勾住錘體保護鋼箍，主鋼絲繩（1#繩）與2#繩同時一鬆一緊拉錘，將錘拔出。
（2)若第一種方法不能將錘拉出，可採用第二種方法：在樁機底盤前方栓上
定滑輪，1#繩通過滑輪改變受力方向，與2#繩同時緊拉拔錘，定滑輪可在底盤正前方及左右兩邊多個角度安放，以便得到最佳拔錘位置。
（3）可利用起重設備配合樁機同時拔錘，但起重設備應設保護繩，以防發生安全事故。
（4)若以上三種方法還未能拉上衝錘，可採用爆破法：用空壓機氣舉清除孔內沉渣及沉積泥土，同時做好爆破申報工作，得到上級主管部門批准後才能爆破作業。當孔內泥渣清理乾淨後，測量繩實測錘頭標高確定卡錘位置，按預定位置放入炸藥，樁機操作員緊拉1#、2#鋼絲繩的同時引爆炸藥使樁錘鬆動，並立即拉上衝錘。隨後檢查卡錘原因，必要時更換衝錘。繼續衝孔時，應回填塊石進行修孔，樁錘變形或磨損較大的必須更換。
卡錘預防措施
定期檢查錘齒磨損情況，入巖後提錘不能太低，防止出現梅花形孔；偏心過大或不圓的錘不能使用；錘頂彈簧應靈活，損壞及時更換；注意新換錘的直徑變化情況，開始衝程不宜過大；卡錘後打撈時注意不要讓鐵件或塊石掉入孔內；在拋填塊石層衝孔，泥漿要適當加濃，以防塊石掉入孔內，發現漏漿應及時將錘提出孔外。
漏漿處理
本工程範圍內可能含有拋填堤心塊石層，則其表面塊石松散，塊石之間含泥量極小，施工過程可能會出現漏漿，隨著衝孔過程向孔內不斷投入粘土塊擠壓空隙堵塞漏洞，跟進臨時鋼護筒。當衝孔5～6米出現漏漿立即往孔內沉放鋼護筒，一邊衝孔一邊跟進，保持孔內液麵高於或與海平面基本一致。
7 終孔、清孔及驗收
在衝孔過程中，要隨時補充泥漿，調整泥漿比重，泥漿採用運泥車運走，以免泥漿汙染到附近水域。
到達設計要求的標高後，進行樁底岩石取樣，通過業主、監理工程師等共同驗收。確定終孔後，進行孔徑及標高測量，做樁位偏差值複測，符合設計標準立即進行清孔。
清孔是保證灌注樁質量的關鍵工序、重要環節，根據本工程地質條件，可採用換漿與掏渣相結合方法，清孔後孔底泥漿濃度應達到規範要求，以防止孔底漏
漿，在灌注砼之前，孔底50cm以內的泥漿比重應小於1.25，含砂率≤8%，孔底沉渣厚度小於5cm。
用撈渣桶撈渣，若沉渣較厚，為提高工作效率，可採用6m3～9m3空壓機氣舉清孔，效果更佳。使用撈渣桶清孔，為了更好地懸浮石渣，向孔內加入粘土或膨潤土，樁錘在孔底上下衝運造漿，清孔時測量錘在孔內上下拉動無阻力感，而且泥漿比重等各項指標符合規範要求時，即為清孔完成。清孔完畢立即測量孔深並做好記錄，澆注混凝土前應再次測量孔深，二次孔深之差為沉渣厚度，符合設計要求填寫隱蔽驗收記錄，隨即澆注混凝土。否則應再次清孔，經監理工程師驗收合格後才能澆注混凝土。
8 鋼筋籠製作安放，聲波測試管及導管安放
鋼筋籠分段加工成型，安放時分段焊接。鋼筋籠加工時主筋與箍筋間隔點焊加固，並且每隔2.0m用Φ16短鋼筋進行加固，使其吊裝時不變形，16t汽車吊吊裝就位。
成型後的鋼筋籠規格、主筋間距、箍筋間距、鋼筋籠直徑及長度嚴格按設計圖紙及施工規範製作，主筋搭接必須錯開1米或以上，鋼筋籠必須設保護墊塊，各段鋼筋籠的接口應對準，上下節鋼筋籠保持垂直，接口按設計要求進行駁接。安放鋼筋籠入孔，應防止碰撞孔壁，要緩慢下落，下插困難時，可採用正反旋轉。鋼筋下放到位後，設置吊環及橫吊梁，與護筒聯接固定，防止鋼筋籠上下移位。
所有灌注樁要求預埋聲波測試管。聲波測試管用內徑50mm的鍍鋅鋼管，管子應水密，每根樁內等距離佈設3根，在灌注砼前管內注滿水，並加塞或蓋子，避免砼落入管內，聲波測試管用鐵絲綁紮在鋼筋籠上，管的頂端應高出砼芯頂端300mm。
澆注混凝土根據工程具體情況採用壁厚δ=3mm直徑φ300導管，每節長2～4米，採用螺栓或螺絲扣連接，並用膠圈密封，活塞用砼製作，用4mm鋼絲吊住。吊裝前導管必須嚴格檢查，導管使用之前應試拼試壓，試壓力控制在0.6～1.0Mpa。變形導管或水密性不好的嚴禁使用，管內不得留有殘渣，接頭處不能使用已斷裂的橡皮墊圈，接頭的螺栓或絲扣要上緊，汽車吊起吊對準樁孔垂直放入，防止碰撞孔壁將泥土帶進孔底，導管以放到底為宜，並將導管上下2米升降數次，沒有發生法蘭盤掛鋼筋現象，將導管提高距孔底30～50cm，方可開始灌注混凝土。
9 水下混凝土澆注
開灌前儲料斗內必須有足以將導管的底端一次性埋入水下砼中0.8m以上深度的砼儲存量，以保證足夠的埋管深度，保證砼的質量。
根據本工程具體情況採用商品砼（坍落度18～22cm），由砼攪拌車運到現場，直接上工作平臺，放料至儲料斗，沿導管澆注。當儲料斗內盛滿混凝土後，剪除混凝土活塞，等混凝土面下落至儲料斗底部時，隨即向儲料斗內繼續加入混凝土，接著連續澆灌。澆注混凝土過程導管埋深以2～6米為宜，每次拆管時間要快，一般在15分鐘內完成，澆注混凝土過程安排專人做好詳細記錄，填好水下砼灌注記錄表，準確測定孔內砼內砼上升速度，控制好導管提升速度，保證導管在砼中埋置深度不小於2m。嚴禁把導管底端提出砼面，避免造成斷樁。
每澆注一臺攪拌車混凝土應測量孔內混凝土面標高，提拔導管時要準確測算埋管深度，拆除的導管要立即清洗乾淨，混凝土澆注工作接近完成時，要加強樁頂標高的測定，可用測錘、取樣器等手段，以超過樁頂標高0.5米～1.0米為宜。澆注混凝土完畢，立即拆除導管清洗管內殘留混凝土及四周泥沙等，並做好檢修及保養。
9．1澆注砼施工流程：
9．2澆築前準備工作：
1) 配合比設計及試驗
按有關規範進行配合比設計及試驗，並按照陸上配製強度比設計強度標準值提高40～50%的標準進行試配。坍落度控制在18～22cm。碎石粒徑不大於4cm。
2)設計出混凝土配合比後，經試驗室試拌，其流動性及強度均滿足要求，才能在現場正式使用該配合比進行澆注。
3)孔底清理
孔底的石渣、淤泥渣等雜物一定要清除乾淨，經驗收合格才能下導管。
9．3注意事項：
1)開始澆注階段
第一批混凝土進入導管後，能否在隔水的條件下順利到達孔底並使導管底部埋入混凝土一定深度，是保證水下混凝土澆注質量的重要環節。因此，擬採用剪球法進行澆注。
活塞用等體積的砼圓柱製成，直徑比導管內徑小15～20mm，澆注前用吊繩把球塞懸掛在承料下面的導管中，並埋入導管內1～2m。
為防止活塞與導管間的縫隙進水，在活塞頂部鋪2—3層稍大於導管直徑的水泥紙或一層膠皮板，在即將開澆時，再散鋪一些幹水泥或水泥砂漿，以免澆注時混凝土中的骨料卡入活塞而增加下滑阻力。
當活塞以上的導管及承料斗充滿混凝土後，慢慢放鬆球塞吊繩使活塞接近導管底部（小於5m）後剪斷吊繩，依靠混凝土自重推動其下落。活塞下滑速度控制在9～10m/min左右，這樣可防止首批混凝土在導管中長距離自由下落而產生分離。
為使活塞能翻出導管口，導管距孔底的距離控制在30～50cm，待活塞被擠出導管後，再把導管下降至孔底10～20cm，使導管有更多部分埋入首批澆注的混凝土中。
完成開澆階段後，用強光電筒檢查導管空管部分，若不滲水，即可連續不斷地進入混凝土澆注。
2) 中間澆注階段
當導管內末端灌滿混凝土，後續混凝土應徐徐傾入承料漏斗內，以防止積存
在導管內的空氣不能及時排出時產生高壓氣囊，而使導管節間接頭擠開導致漏水。
在整個澆注過程中，應避免混凝土直接濺入倉內水中，即使是在面上的混凝土也應通過導管注入，不能直接入倉，以免被水稀釋離析，影響混凝土質量。
導管的埋入深度一般為2m—6m，導管過長時，必須安排拆管。
正確掌握導管埋入混凝土內深度，對混凝土澆注質量影響很大。正常澆注時，導管內混凝土面約在水深的0.4—0.6倍處處於內外壓平衡狀態，混凝土面過低或過高，都要調整導管的埋入深度。
當提升或下降導管不能使導管內混凝土面處於正常狀態時，有可能是產生事故的先兆，一定要查明原因。若須上提導管混凝土才能下注，表明導管埋置過深。若混凝土在導管內迅速下降，導管下沉量大，倉面翻混水，表明導管埋置較淺。若提管後有冒水、濺水現象，表明導管埋置過淺，甚至脫空，應立即下插導管或重新下管。
若澆注過程因故中斷，應向業主及監理工程師報告，並會同業主、監理工程師及設計共同確定適宜的處理方法。
3)終澆階段
終澆高程為設計高程以上0.5m—1.0m，待混凝土達到一定強度後，鑿除表面軟弱層。
閱讀更多 雪花士兵 的文章
