橋梁鉆孔灌注樁關(guān)鍵施工技術(shù)探討

文／江西贛東路橋建設(shè)集團有限公司 徐俊 徐托

關(guān)鍵字:橋梁；鉆孔灌注樁；成孔機械；鉆孔施工

0 引言

在橋梁建設(shè)不斷發(fā)展的當今，其上部結(jié)構(gòu)荷載也在不斷增大，對于下部基礎(chǔ)施工難度而言也越來越高。作為橋涵中常用的深基礎(chǔ)，鉆孔灌注樁與其他基礎(chǔ)形式共同形成橋梁的基礎(chǔ)工程。在橋梁建筑質(zhì)量不斷提高的形勢下，對鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)進行研究非常有必要。

1 工程概況

某橋梁上部結(jié)構(gòu)截面形式為簡支箱梁，下部結(jié)構(gòu)均為以摩擦樁進行設(shè)計的鉆孔樁基礎(chǔ)?；跇蛄核幍刭|(zhì)條件，所采用鉆孔樁均為1m 樁徑。采用雙線一字型橋臺，下部橋墩以實體墩為主。鉆孔樁施工根據(jù)地質(zhì)情況采用旋挖或反循環(huán)成孔，陸上直接鉆孔或筑土填高保持水頭成孔，淺水區(qū)及魚塘利用草袋圍堰構(gòu)筑鉆孔平臺施工。

2 樁基礎(chǔ)施工

2.1 陸上鉆孔樁施工

在平整完陸上場地之后，需進行鉆孔平臺的填筑以及壓實工作。在埋設(shè)鋼護筒之前需先進行測量放樣工作，基于放樣所確定位置進行鋼護筒管的埋設(shè)，基于現(xiàn)場地質(zhì)條件確定鋼護筒的埋設(shè)深度。為確?；炷临|(zhì)量以及混凝土澆筑時的連續(xù)性，應采用拌和站集中供應以及攪拌車運輸混凝土的方式。在水下進行混凝土的澆筑時應采用導管法灌進行。

2.2 淺水區(qū)鉆孔樁施工

2m 以上水深的樁基采用的是筑島鉆孔的方式進行施工。為避免出現(xiàn)滲漏等現(xiàn)象，在施工前應將圍堰內(nèi)的雜物清除干凈。在合攏時應按照上游到下游的方式進行填筑。圍堰應以1：1 的坡率進行施工，并確保其比施工水位高至少1m。泥漿泵抽干圍堰水、填土芯，施作鉆孔施工平臺。

護筒直徑基于現(xiàn)有鉆機型號進行確定。將護筒打入河床下，并確保其成功穿越松散覆蓋層[3]。在水中進行筑島時，應將確保護筒有一米的埋深，水中平臺護筒的埋深則按照現(xiàn)場地質(zhì)條件等確定，若地質(zhì)條件較差，則可考慮將其打入不透水層，此時需相應采用導向設(shè)備對護筒的位置進行控制。

2.3 深水區(qū)鉆孔樁施工

在深水區(qū)進行鉆孔樁的施工時，應先搭設(shè)棧橋以及鉆孔平臺。棧橋在施工時主要其通道的作用；搭設(shè)水上鋼平臺做鉆孔平臺。深水區(qū)鉆孔樁的其余施工則與陸上樁基施工方法相同。

3 鉆孔灌注樁成孔機械的選擇優(yōu)化

3.1 施工機械種類

當前鉆孔灌注樁最為常用的機械類型有三種，分別是回旋、沖擊以及旋挖鉆機。在選用機械時應結(jié)合工程場地來決定，以使機械效率最大化。

3.2 成孔機械比選

針對三種機械施工原理的不同，本文將對其使用性能進行對比分析。

（1）旋挖成孔和沖擊成孔法。相比之下，沖擊鉆成孔法采用的是鋼絲繩牽引鉆頭的方式，在施工時通過自由下落的鉆頭沖擊土體來成孔，導致其在具體施工時容易出現(xiàn)鉆頭掉落，成孔穩(wěn)定性相比之下較差；旋挖成孔法比起沖擊鉆成孔有著較大的單樁承載力[4]。沖擊鉆成孔法在施工時有較大的噪音，而旋挖成孔法具有相比整潔的施工現(xiàn)場，故多在居民區(qū)選用。

（2）旋挖成孔和正循環(huán)成孔法。正循環(huán)成孔法施工時需將泥漿循環(huán)到孔口，且該過程速度較慢，導致正循環(huán)成孔施工的效率較低，故相比之下，效率較高的是旋挖成孔法；正循環(huán)成孔施工時需不斷進行泥漿循環(huán)，導致施工現(xiàn)場多不整潔。

（3）旋挖成孔法與反循環(huán)成孔法。相比于反循環(huán)施工時所需的靜水壓力前提，旋挖成孔法具有更廣的使用范圍，此外，反循環(huán)成孔施工時因需要不斷進行泥漿的循環(huán)，導致其施工較不整潔。

4 鉆孔施工工藝優(yōu)化

4.1 鉆孔施工

鋼護筒的位置在測放樁位帶你之后，需以十字線進行確定。再復核樁位點，并埋設(shè)鋼護筒，以確保所成孔洞能夠保持一定程度的垂直度，并控制成孔樁徑和阻止孔內(nèi)滲透入地表水。

（1）在成孔時，對于樁成孔的垂直度一般以人工觀測或電子控制的方式確保；

（2）在鉆孔施工時，具體鉆進速度應結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件來選擇，若項目所處地質(zhì)條件從上到下為由硬到軟的地層，那么在鉆孔時可適當提速，若其地質(zhì)條件為從軟到硬，那么在鉆孔時應慢速前進，若其地質(zhì)條件以砂層為主，在水泥漿配置時應使其粘度和比重有適當?shù)奶岣撸阢@進時需慢轉(zhuǎn)速緩慢進行。

（3）鉆孔施工之前，需復核泥漿性能指標，確保其質(zhì)量要求，若其指標不符合要求，應及時進行調(diào)整。

4.2 泥漿護壁工藝

泥漿護壁指的是在孔中放入相對密度一定的泥漿，孔壁因靜水壓力的作用而有一層泥皮產(chǎn)生，從而對孔壁起到保護作用，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。若項目所處地質(zhì)條件為砂類土或黏砂土，那么在鉆孔時必須使用泥漿護壁。

4.3 鋼筋籠制作與吊裝

鋼筋籠制作應采用強箍成型法，將加強箍布置在主筋內(nèi)側(cè)。主筋的焊接應采用雙面焊，并注意表明位置，主筋間的焊接長度應在10d 以上，鋼筋骨架的安裝應足夠準確。在制作鋼筋籠時為控制其保護層厚度，應在混凝土與鋼筋籠之間設(shè)置墊塊，并在頂端位置設(shè)置吊環(huán)。在完成鋼筋籠的制作之后，還需校核其直徑以及垂直度，確保其滿足設(shè)計要求。

（1）在運輸以及吊裝鋼筋籠時，為避免其發(fā)生變形，應對準孔位后再進行安裝。鋼筋籠下放到設(shè)計位置之后應馬上進行固定。應采用起重機或吊運機安裝鋼筋籠。

（2）在孔洞中放入鋼筋籠之后需對其進行加固處理，確保其滿足設(shè)計要求。加固后的鋼筋籠可以確保后期導管安裝以及混凝土灌注施工時不出現(xiàn)上浮等現(xiàn)象。

（3）一般采用雙吊點法吊裝鋼筋籠，在起吊前應驗算吊筋型號和數(shù)量。應在加強筋的位置布置吊筋，并以雙面焊的形式將其焊接到鋼筋籠主筋位置，為便于吊運應將吊筋露出段焊為圓環(huán)形。

4.4 清孔施工工藝

（1）正循環(huán)清孔工藝：該種清孔方法是最為簡單的方法。通過泥漿泵將泥漿泵入樁底，從而提升孔底沉渣，使其溢出護筒頂部。施工時必須對孔內(nèi)泥漿的上升速度進行控制，清孔效果一般與泥漿上升速度成正比。正循環(huán)清孔可以取得較好的清孔效果，但其所需的施工過程較長。

（2）泵吸反循環(huán)清孔工藝：通過泥漿泵將導管內(nèi)空氣抽出，使其產(chǎn)生負壓，使孔壁泥漿流入孔底，繼而被導管吸入并排除。泵吸反循環(huán)清孔工藝能夠取得較好的清孔效果，且相對而言具有較快的清孔速度，屬于橋梁施工中常用的一種清孔方法。但因泥漿泵功率限制，其只能清除50m 以上孔深的沉渣，局限性較大。

（3）氣舉反循環(huán)清孔工藝：將液水混合器放入導管的2/3位置，并將空氣輸入導管中混合泥漿，此時因泥泡的出現(xiàn)使得沉渣的密度有所降低，并且有負壓出現(xiàn)在導管內(nèi)外，在壓力下孔底沉渣將會跟隨泥漿一起排出導管。氣舉反循環(huán)清孔工藝是三種清孔工藝中清孔效果最好的一種，且其具有較快的清孔速度，但有較高的機械要求，局限性較大且需要較高的施工成本。

4.5 沉渣厚度的測量

當前有多種沉渣厚度的測量儀器，但因其所需檢測費用較高，多數(shù)施工方鑒于成本因素并未采用儀器進行測量，而多以測繩確定沉渣厚度，但因該過程均為人工操作，故難免存在較大的誤差。為避免誤差過大，在測量時可通過測繩加測針的方式減少誤差。首先在測繩上綁扎3kg 重的測繩，再將其放置到孔底進行測量；在圓鋼板的中心位置放置測繩，以對同一段進行測量，兩側(cè)測量之差即為沉渣厚度，該種方法可在較大程度上提高測量精度。

5 結(jié)語

基于上述對施工工藝的探討，本文主要得出以下結(jié)論：

（1）相比回旋鉆機以及沖擊鉆機，旋挖鉆機成孔質(zhì)量更高，并且其適用性較廣，施工污染較小，現(xiàn)場較為整潔。

（2）對比三種清孔方式可知，正循環(huán)清孔適用于第一次清孔，而泵吸反循環(huán)清孔工藝適用于第二次清孔。

（3）成孔質(zhì)量與泥漿性能指標有直接關(guān)系。當采用旋挖法進行成孔時，泥漿比例需按照設(shè)計要求進行調(diào)配，以確保泥漿性能指標。建議在初次配比泥漿以及在鉆孔時，應以1.05g/cm3 的相對密度，16-23s 的黏度和3%以下的含砂率控制泥漿配比。