鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用分析

文｜廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 江志堅(jiān)

一、引言

近年來(lái)我國(guó)的公路建設(shè)事業(yè)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展飛速進(jìn)步，公路橋梁成為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重要組成部分，越來(lái)越受到了人們的重視。橋梁基礎(chǔ)作為公路橋梁工程主要構(gòu)成，施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)公路橋梁整體性有直接影響。具備施工快速方便、安全性好、造價(jià)便宜的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)廣泛應(yīng)用到公路橋梁建設(shè)中，鉆孔灌注樁技術(shù)施工過(guò)程中震動(dòng)較少、產(chǎn)生噪音少，單支樁承重大受到工程建設(shè)各方的青睞，但由于鉆孔灌注樁具有一定的隱蔽性，施工質(zhì)量不易控制，影響工程橋梁的穩(wěn)固性。因此，施工中注意強(qiáng)化鉆孔灌注樁操作規(guī)范和良好的質(zhì)量控制意識(shí)，不斷優(yōu)化鉆孔灌注樁的技術(shù)。

二、鉆孔灌注樁技術(shù)在當(dāng)前我國(guó)公路橋梁建設(shè)中重要意義

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的生活水平不斷提高，車輛通行密度越來(lái)越大，公路橋梁建設(shè)不斷加快，公路橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用較多的是鉆孔灌注樁技術(shù)，與其它施工技術(shù)相比較，鉆孔灌注樁作業(yè)工期短、成樁速度快且穩(wěn)定性好，能幫助工程管理技術(shù)人員通過(guò)工程實(shí)際特點(diǎn)，利用這項(xiàng)施工技術(shù)迅速地掌握橋梁基礎(chǔ)施工狀況并能采取有效措施提高基礎(chǔ)施工質(zhì)量，而且鉆孔灌注樁施工技術(shù)安全性好，能大大降低安全事故發(fā)生率。

三、鉆孔灌注樁樁基礎(chǔ)施工技術(shù)遇到問(wèn)題分析

公路橋梁建設(shè)通常自然環(huán)境條件比較復(fù)雜，施工中容易遇到很多難處理的問(wèn)題，而現(xiàn)場(chǎng)施工人員中很多素質(zhì)參差不齊，未具備足夠的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，對(duì)施工中出現(xiàn)如鉆孔孔壁塌孔、孔壁破壞等問(wèn)題未及時(shí)向管理人員反映或采取有效對(duì)孔壁進(jìn)行二次加固措施，直接影響了施工的質(zhì)量和工程進(jìn)度。因此，施工單位項(xiàng)目部管理層對(duì)施工操作人員定期培訓(xùn)，加強(qiáng)施工人員對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)專業(yè)知識(shí)技能培訓(xùn)，注重對(duì)鉆孔過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，強(qiáng)化應(yīng)急處理措施，發(fā)現(xiàn)坍孔現(xiàn)象能及時(shí)配合管理人員指令進(jìn)行二次加固作業(yè)。施工單位還應(yīng)在定期培訓(xùn)中加入安全教育內(nèi)容，加強(qiáng)操作人員質(zhì)量和安全意識(shí)，確保施工的安全，在保證鉆孔灌注樁施工安全前提下提升施工質(zhì)量水平。

四、鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁工程中的實(shí)際應(yīng)用

1、實(shí)例分析

以某公路橋梁工程為例 ，該公路橋梁屬特大型橋梁，全長(zhǎng)659m，道路紅線寬度44m，橋面寬度30.7m，橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，施工工期800d，主橋長(zhǎng)度234m，為連續(xù)剛構(gòu)橋，預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)體系，箱梁采用懸臂澆筑法施工，橋墩樁基均按嵌巖樁設(shè)計(jì)，施工時(shí)嚴(yán)格清孔要求，樁底沉渣厚度均不大于5cm。為加強(qiáng)墩身防撞能力，各主墩墩身內(nèi)承臺(tái)頂面以上20m范圍內(nèi)填充砼片石。承臺(tái)配Φ2.0m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。在自然條件情況下，該項(xiàng)目地理氣候是4～8月為洪水期，10月至翌年2月為枯水期，其它月份為中水期。對(duì)于規(guī)模較大的預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁主橋，由于主橋基礎(chǔ)施工受汛期影響大，前期施工，工期偏緊張，主橋在水中基礎(chǔ)的安排在枯水季節(jié)施工，樁基礎(chǔ)直接埋設(shè)好鋼護(hù)筒，采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，泥漿護(hù)壁，水下灌注砼的施工方法，根據(jù)工程地質(zhì)情況，采用一次鉆進(jìn)到位的鉆孔方法。主橋的樁基礎(chǔ)施工時(shí)，水深2～8m，鉆孔平臺(tái)采用打入鋼管樁、鋪設(shè)型鋼搭設(shè)。鉆孔平臺(tái)的受力考慮施工船舶撞擊、施工荷載和水流沖刷等各種工況，必須確保鉆孔灌注樁施工過(guò)程中的安全性和可靠性。

2、鉆孔灌注樁施工作業(yè)前的準(zhǔn)備工作

為了確保鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量和安全，按進(jìn)度完成，要全面考慮并提前做好前期準(zhǔn)備工作，主要包括以下內(nèi)容：

（1）公路橋梁施工應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)前，先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)有全面的了解并作詳細(xì)的勘察，現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)的內(nèi)容與勘察報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙是施工單位制定施工方案重要的參考資料，依據(jù)此為施工單位技術(shù)人員設(shè)計(jì)出具有較好可行性、科學(xué)性的樁基礎(chǔ)專項(xiàng)方案，制定的方案還要包括應(yīng)急預(yù)案，施工中即便遇到突發(fā)情況也能按照預(yù)案及時(shí)處理，盡可能降低突發(fā)情況對(duì)施工的影響。鉆孔灌注樁準(zhǔn)確對(duì)預(yù)埋樁基位置定位非常重要，施工測(cè)量人員提前用全站儀、經(jīng)緯儀進(jìn)行放樣，要保證樁基位置的正確性應(yīng)作二次測(cè)量，完成放樣、樁基定位后，現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行預(yù)埋護(hù)筒，操作過(guò)程中要注意樁基與護(hù)筒必須同一水平線上，不能偏移，發(fā)現(xiàn)樁位有偏差時(shí)及時(shí)采取糾偏處理措施。

（2）公路橋梁工程施工材料供應(yīng)量比較大，鉆孔灌注樁需要大量的混凝土、鋼筋，對(duì)材料質(zhì)量要求比較高，監(jiān)理人員現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證取樣，必須經(jīng)過(guò)復(fù)核檢測(cè)合格才能進(jìn)場(chǎng)使用，不合格的原材料禁止使用到施工現(xiàn)場(chǎng)中，保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。

（3）鉆孔灌注樁施工人員提前做好制備泥漿和護(hù)壁的制作，中使用的水源的要求比較高，作業(yè)前落實(shí)水源的供應(yīng)并設(shè)置合格的沉淀池、泥漿池，保證泥漿循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行正常。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土壤特性事前作充分了解，以確保泥漿的攪拌質(zhì)量符合攪拌要求。

3、鉆孔灌注樁主要施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）針對(duì)本公路橋梁工程項(xiàng)目鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工工藝流程如下：

①全站儀測(cè)量定位鋼護(hù)筒，嚴(yán)格控制其平面位置和傾斜度。②振動(dòng)錘振打鋼護(hù)筒。③用型鋼及鋼管樁搭設(shè)鉆孔施工平臺(tái),與鋼護(hù)筒連成整體。④測(cè)量放樣，安裝旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，配置優(yōu)質(zhì)泥漿。泥漿護(hù)壁，反循環(huán)鉆進(jìn)。⑤鉆至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后驗(yàn)孔，清孔換漿。⑥鋼筋籠分段制作，接長(zhǎng)下放。⑦鋼導(dǎo)管灌注樁基混凝土。⑧待強(qiáng)后進(jìn)行樁基超聲波檢測(cè)。

（2）護(hù)筒埋設(shè)施工要點(diǎn)

測(cè)量人員用全站儀對(duì)護(hù)筒埋設(shè)的坐標(biāo)進(jìn)行放樣，對(duì)鉆孔灌注樁位中心平面復(fù)核檢查，護(hù)筒的中心線與樁位中心線要相對(duì)應(yīng)，埋設(shè)過(guò)程注意保持護(hù)筒能否穩(wěn)固、垂直度，使用粘質(zhì)土填埋入護(hù)筒的底部和周圍，保證護(hù)筒的穩(wěn)定性。本工程安裝鋼護(hù)筒并通過(guò)泥漿護(hù)壁，采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)氣舉反循環(huán)排渣鉆進(jìn)方法。鋼護(hù)筒直徑比鉆孔樁大30cm，采用厚度為12～16mm鋼板制作,長(zhǎng)度約4.5m。根據(jù)地質(zhì)資料可知，樁位處地下水位較高，因此護(hù)筒頂端高出地面0.5m。護(hù)筒平面位置用全站儀測(cè)量定位，控制偏差在5cm以內(nèi)，傾斜度小于1%。去除墩位表面雜土，壓實(shí)土基，鋪蓋碎石，四周挖排水溝，地面平整整實(shí)后鋪放枕木，擱36號(hào)工字鋼作鉆機(jī)底座承重。

（3）泥漿制備和護(hù)壁施工要點(diǎn)

制備的泥漿調(diào)查公路橋梁現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，結(jié)合土壤性質(zhì)實(shí)施泥漿調(diào)配，制備的泥漿由粘土、外加劑、水根據(jù)一定比例進(jìn)行調(diào)配，在泥漿攪拌中加入外加劑要符合排放要求避免污染環(huán)境，本工程采用能滿足大橋鉆孔灌注樁施工的優(yōu)質(zhì)泥漿。它主要由優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥粉配制，外摻純堿、PHP等化學(xué)處理劑，并根據(jù)地層地質(zhì)變化情況進(jìn)行調(diào)整其在各階段不同的技術(shù)指標(biāo)。泥漿性能指標(biāo)如（表1），工程項(xiàng)目泥漿的膠體占有率控制在95%，含砂率不超過(guò)4%，黏合度在28，注意抽檢鉆孔中進(jìn)出的泥漿是否過(guò)稀或過(guò)稠現(xiàn)象，科學(xué)的泥漿配比能保持其穩(wěn)定性，防止泥漿制備不合格影響灌注樁的整體施工質(zhì)量。制作泥漿時(shí)用沖擊錘錘擊形式把泥漿打入灌注樁中令泥漿轉(zhuǎn)變成優(yōu)質(zhì)泥漿。

4 、鉆孔與清孔

（1）鉆孔施工要點(diǎn)

鉆孔施工在樁基礎(chǔ)專項(xiàng)施工組織方案報(bào)監(jiān)理工程師審批同意后實(shí)施，鉆孔前把樁基礎(chǔ)混凝土配合比在混凝土澆筑前嚴(yán)格報(bào)驗(yàn)。鉆孔灌注樁的施工主要難點(diǎn)在于鉆孔，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際土質(zhì)情況使用對(duì)應(yīng)的鉆孔施工方式與鉆頭，鉆孔的質(zhì)量對(duì)鉆孔灌注樁的整體質(zhì)量有密切影響，因此，鉆孔過(guò)程中必須嚴(yán)格控制操作細(xì)節(jié)。本項(xiàng)目主橋的樁基礎(chǔ)施工時(shí)，橋中河流水深為8m。鉆孔平臺(tái)采用打入鋼管樁、鋪設(shè)型鋼搭設(shè)。鉆孔平臺(tái)的受力考慮施工船舶撞擊，施工荷載和水流沖刷等各種工況，必須確保鉆孔施工過(guò)程中的安全性和可靠性。

（2）清孔施工要點(diǎn)

鉆孔作業(yè)完成后，施工質(zhì)量人員及時(shí)對(duì)孔深、孔徑和鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢查是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使用換漿法、抽漿法等方法快速實(shí)施對(duì)鉆孔過(guò)程中帶出來(lái)孔底的沉淀物、雜質(zhì)等進(jìn)行清理，確保泥漿灌注工作能順利實(shí)施，清孔過(guò)程中注意地下水位要低于孔內(nèi)水位，控制好灌注泥漿的黏合度、砂粒的含量。

5、鋼筋籠制作與混凝土澆筑

制作的鋼筋籠強(qiáng)度要經(jīng)過(guò)檢測(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求制作，安裝鋼筋籠要?jiǎng)蛩傧路诺街付ㄎ恢?，下放過(guò)程中遇到障礙物，要根據(jù)需要和可能調(diào)整鋼筋籠的位置進(jìn)行二次放樣，準(zhǔn)確定位投放位置，盡量避免對(duì)孔壁和鋼筋籠造成損傷或破壞。

安放鋼筋籠完畢后不能立即進(jìn)行澆筑混凝土，應(yīng)先對(duì)鉆孔進(jìn)行二次清理，對(duì)泥漿實(shí)施檢測(cè)和探測(cè)樁底沉淀厚度符合指標(biāo)之后，保持鉆孔有一定的清潔度，鋼筋籠具備穩(wěn)定性再進(jìn)行混凝土澆筑，樁基混凝土灌注連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。為確保本工程樁基混凝土澆筑做到萬(wàn)無(wú)一失，兩岸引橋各安裝岸上集中拌和站一個(gè)。采用鋼導(dǎo)管灌注混凝土，砍球法壓水。首批混凝土的數(shù)量使導(dǎo)管初次埋置深度達(dá)到1.5m，在整個(gè)灌注時(shí)間內(nèi)，測(cè)量人員經(jīng)常量測(cè)孔內(nèi)混凝土面的高程，根據(jù)導(dǎo)管埋置深度進(jìn)行調(diào)整。

五、結(jié)語(yǔ)

公路橋梁施工中應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)能快速有效提高工程整體進(jìn)度和質(zhì)量水平，并降低成本，施工單位要嚴(yán)格控制好灌注樁質(zhì)量技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，制備優(yōu)質(zhì)泥漿，做好鉆孔和清孔工作并對(duì)鋼筋籠正確安放和連續(xù)實(shí)施灌注樁的混凝土澆筑，不斷提高鉆孔灌注樁的技術(shù)水平，保證公路橋梁工程施工質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)向前發(fā)展。