橋梁樁基施工的成孔施工工藝分析

文/肖霞、張春蘭

1 前言

科學(xué)技術(shù)全面發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，橋梁工程技術(shù)得到提升，并且很多都應(yīng)用到實(shí)踐中，積極推動(dòng)了我國交通事業(yè)的發(fā)展。施工工藝的全面發(fā)展和進(jìn)步，同時(shí)也推動(dòng)了橋梁領(lǐng)域的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。因此，行業(yè)專家投入更大的精力進(jìn)行新技術(shù)研發(fā)，鉆孔灌注樁技術(shù)就是其中一種。該技術(shù)的使用可以提升橋梁工程質(zhì)量[1]。雖然能夠確定較好的效果，但是鉆孔灌注樁技術(shù)依然有很多問題無法解決，所以需要投入更多的時(shí)間、人力與物力處理，比如進(jìn)行反循環(huán)鉆成孔技術(shù)，可以更好促進(jìn)橋梁工程領(lǐng)域的發(fā)展。

2 樁基施工技術(shù)的特點(diǎn)

樁基施工技術(shù)的優(yōu)勢是極為明顯的，能夠應(yīng)用到一些復(fù)雜地質(zhì)條件下，安全性比較高、操作簡單、承載性能強(qiáng)等都是主要優(yōu)勢，所以是當(dāng)前比較普遍的存在。樁基施工應(yīng)用到公路工程項(xiàng)目中，資金投入量比較大，施工周期也比較長，效果非常明顯，而該技術(shù)的操作水平和質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)工程。因此，在施工環(huán)節(jié)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況做出必要的調(diào)整，做好各個(gè)工序的管理和控制，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督與檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)解決，最終制定出切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)方案，達(dá)到橋梁質(zhì)量全面提升的效果[2]。鉆孔操作環(huán)節(jié)應(yīng)該綜合分析各項(xiàng)影響因素，保證鉆井運(yùn)行的速度，做好樁徑、鉆探、土質(zhì)、鉆頭等多個(gè)方面因素的管控，提升工程的總體質(zhì)量水平。

3 工程概況

某橋梁工程上部采取的是(3×13)m 鋼筋混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋墩、樁接蓋梁橋臺(tái)?？坠嘧蹲鳛樵摴こ痰幕A(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，能夠滿足洪量為60m3/s 的運(yùn)行要求。在施工開始前準(zhǔn)備好各項(xiàng)施工設(shè)備和材料，管控工序時(shí)間，確保各個(gè)標(biāo)段都能夠達(dá)到流水作業(yè)的要求，最終使施工順利進(jìn)行，進(jìn)度符合要求。

4 樁基施工技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備：樁基施工開始前，先進(jìn)行鉆孔樁施工范圍的調(diào)查分析，確保不會(huì)存在地下管線、地上建筑物等情況。施工過程中，將樁體位置上所存在的障礙物全面清理，確保場地平整、道路順暢，施工順利開展。

4.2 測量放線：按照設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)做好各個(gè)樁體位置的標(biāo)定，保證樁孔與相鄰控制點(diǎn)的位置精度達(dá)到要求。經(jīng)過檢測確定合格后，才能在施工現(xiàn)場放線，然后將樁體中心位置做十字交點(diǎn)設(shè)置，縱、橫方向設(shè)置護(hù)樁，經(jīng)檢查且監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后才能開展后續(xù)的施工。

4.3 埋設(shè)護(hù)筒：在護(hù)筒環(huán)節(jié)，首先需要制作護(hù)筒，護(hù)筒制作采用鋼板制作，厚度控制在10mm 為宜，直徑按照1.2m 要求進(jìn)行。就該工程而言，在橋梁1.5m 的位置上，護(hù)筒的長度要選擇2m 距離才達(dá)到施工要求。當(dāng)護(hù)筒制作完畢后，進(jìn)入施工埋設(shè)環(huán)節(jié)，具體操作首先需要按照縱向、橫向方向?qū)β裨O(shè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，保證護(hù)筒中線與樁位一致，做好相關(guān)的垂直度檢測。護(hù)筒調(diào)整完成后，固定穩(wěn)定，通過粘土沿著周邊位置分層填壓夯實(shí)處理，埋設(shè)在旱地不能小于1m，頂部需要超出島面0.2～0.5m，超過施工水位或者地下水位約1.5～2.0m[3]。

4.4 鉆孔就位：鉆機(jī)安裝作業(yè)開始前，先進(jìn)行樁孔周邊位置的墊平處理，確保鉆孔安裝到規(guī)定的位置上，達(dá)到穩(wěn)定性的要求。鉆井安裝環(huán)節(jié)，做好相關(guān)的誤差控制，一般誤差需要小于20mm 以下。當(dāng)設(shè)備完畢后，做好施工平臺(tái)的高程檢測，查看其是否達(dá)到了施工規(guī)范要求。正式開始鉆孔前，進(jìn)行穩(wěn)定性與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的建設(shè)，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行要求。

4.5 泥漿護(hù)壁及成孔。泥漿的選擇主要采用粘度高的材料制作，其強(qiáng)度需要大于施工強(qiáng)度的95%，含砂率控制在4%以下，造漿能力不低于2.5L/kg。制漿工作開始前，首先要將黏土打碎，縮短攪拌時(shí)間，經(jīng)過必要的浸透和攪拌處理，通過專業(yè)設(shè)備與儀器進(jìn)行控制。為了避免出現(xiàn)質(zhì)量問題，做好漿液的質(zhì)量控制，準(zhǔn)備好符合要求的膨潤土或者黏土。特殊地層條件下，泥漿密度如下：砂卵石為1.3～1.5，砂層為1.2～1.3。成孔環(huán)節(jié)，進(jìn)行泥漿性能檢測和控制，結(jié)合地質(zhì)條件選擇最佳的泥漿質(zhì)量參數(shù)，做好記錄。施工階段應(yīng)該定期進(jìn)行泥漿池、循環(huán)池的疏通處理，確保其循環(huán)暢流，同時(shí)存放到規(guī)定位置上，確保泥漿池內(nèi)有符合施工要求的材料，達(dá)到連續(xù)施工標(biāo)準(zhǔn)。

4.6 鉆進(jìn)成孔：在施工的過程中，主要是采用循環(huán)鉆孔的方式操作。在具體操作前將泥漿泵啟動(dòng)，當(dāng)滿足反循環(huán)施工要求后，逐步降低速度下放到孔底。開孔前先輕壓慢鉆，鉆入到2～3m 位置的上提升鉆進(jìn)速度。鉆進(jìn)環(huán)節(jié)要隨時(shí)檢查鉆桿垂直度，出現(xiàn)偏差就要調(diào)整，保證其鉆進(jìn)施工質(zhì)量合格[4]。

4.7 一次清孔：在施工的過程中，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的要求后，需要停止施工，將鉆頭提升10cm 左右，保證泥漿處于循環(huán)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。在起轉(zhuǎn)過程中，一定不能讓設(shè)備碰觸達(dá)到孔壁，減少孔壁坍塌的問題出現(xiàn)。

4.8 成孔檢測：當(dāng)成孔完成了以后，需要對(duì)孔徑、孔深進(jìn)行全面檢查。一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)偏差的地方，需要及時(shí)處理。一般來說，成孔的垂直度偏差不能超過1%，沉渣不能＞50mm。

4.9 筋籠施工。

4.9.1 鋼筋籠制作：鋼筋籠采用整體吊裝作業(yè)方式，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案加工作業(yè)，主筋在地面加長處理，接長部分選擇閃光對(duì)焊的方式，焊接部位交錯(cuò)布置，主筋與箍筋通過點(diǎn)焊方式連接。首先根據(jù)需要加強(qiáng)箍筋連接，加工制作要按照設(shè)計(jì)方案的要求。在該部分完成之后，放樣處理，確定各個(gè)主筋的具體施工位置，做好標(biāo)記。主筋分段長度要嚴(yán)格控制，使用切割機(jī)進(jìn)行材料的切割處理，根據(jù)不同規(guī)格分類存放。鋼筋籠加工要在特定平臺(tái)中進(jìn)行，必須先進(jìn)行平臺(tái)平直度檢查，保證順直度合格。加工過程中，首先進(jìn)行主筋與加強(qiáng)箍筋點(diǎn)焊作業(yè)，保證主筋安裝位置達(dá)標(biāo)。最后是進(jìn)行鋼筋籠箍筋加工，保證其安裝設(shè)置位置達(dá)標(biāo)，間隔距離一致，使其能夠在鋼筋結(jié)構(gòu)上固定，在操作上對(duì)容易出現(xiàn)裂縫的區(qū)域固定焊接。當(dāng)時(shí)制作完畢后，將其放在固定位置，減少周圍觸碰出現(xiàn)的變形問題。

4.9.2 鋼筋籠吊放：通過鉆機(jī)安裝施工，鋼筋籠接長應(yīng)用的是2 臺(tái)電焊機(jī)完成焊接，逐步下放作業(yè)。

4.10 二次清孔：將導(dǎo)管在鋼筋籠安裝的位置上下放，采用孔道清理器與水泵進(jìn)行連接，在配合高壓水槍二次清洗。在清洗的過程中，對(duì)孔洞的直徑進(jìn)行復(fù)核。

4.11 水下混凝土澆筑：二次清孔施工全部完成后，開展混凝土的澆筑施工。澆筑環(huán)節(jié)應(yīng)該做好灌入量的控制，各個(gè)部位的質(zhì)量都要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。采用導(dǎo)管將下沉排出，然后把導(dǎo)管在混凝土內(nèi)埋設(shè)，深度控制在1m 的范圍。在首次混凝土澆筑施工環(huán)節(jié)，采用隔水栓的方式操作，當(dāng)漏斗裝滿混合料后，將其下放到孔底。

5 墩臺(tái)施工方法

岸上承臺(tái)、系梁基坑全部都應(yīng)用的是挖機(jī)開挖作業(yè)的方式，人工進(jìn)行余土清理作業(yè)。通常來說，水中墩應(yīng)用的是草袋圍堰施工系梁的形式。通過風(fēng)鎬進(jìn)行樁頭砼的鑿除處理，修復(fù)變形鋼筋，然后焊接立柱鋼筋，根據(jù)要求鋪設(shè)墊層結(jié)構(gòu)，綁扎承臺(tái)與系梁鋼筋，形成組合形式的鋼模結(jié)構(gòu)。

在本次工程實(shí)踐中，設(shè)置圓柱墩的結(jié)構(gòu)，結(jié)合截面要求設(shè)計(jì)定性鋼模板，高度應(yīng)該控制在10m 以下的樁體要進(jìn)行一次模到頂，而超出10m 的情況采取分兩節(jié)模板的形式。模板拼接完成后，三個(gè)方向應(yīng)該通過使用Ф8 鋼筋利用手拉葫蘆地錨連接，進(jìn)行模板中心位置和垂直度的調(diào)節(jié)。監(jiān)理工程師檢查合格后，一次澆筑成型[5]。

橋臺(tái)的臺(tái)身部分選擇使用涂塑竹膠板的形式，內(nèi)部布置Ф14 拉模鋼筋，一次澆注成型。

蓋梁支架雙柱蓋梁主要應(yīng)用的是托架的結(jié)構(gòu)形式，也就是說在柱內(nèi)預(yù)留部分孔洞，插入Ф32 精軋螺紋鋼筋作支承，上置I36a 工字鋼，根據(jù)要求設(shè)置方木與底模。獨(dú)柱蓋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用的是滿堂支架形式，底部使用涂塑竹膠板，側(cè)模應(yīng)用大塊鋼模，上、下設(shè)Ф20 體外拉模鋼筋。

6 蓋梁及臺(tái)帽施工

根據(jù)施工要求，門式支架采用蓋梁與墩臺(tái)帽的方式。門架安裝中，縱向距離為1.0m，橫向距離為1.5m，貝雷梁鋼支墩全部都安裝到承臺(tái)，保證結(jié)構(gòu)性能合格。

6.1 地基處理

原地面用應(yīng)用砂礫作為主要的回填施工材料，根據(jù)需要設(shè)置合理的排水溝，鋼支墩要按照設(shè)計(jì)方案安裝到承臺(tái)表面。

6.2 支架搭設(shè)

門式支架根據(jù)橋梁的橫向搭設(shè)施工，縱向間距為1m，墩柱距離為0.5m，門式支架橫向間距1.5m。門式支架采用Ф4.8cm 鋼管縱橫連接加固，門式支架標(biāo)高要做好嚴(yán)格控制，貝雷架達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制鋼支墩高度尺寸，控制基礎(chǔ)砼調(diào)平塊和砂板標(biāo)高。

6.3 模板鋪設(shè)及預(yù)壓

底模需要選擇厚度為1.2cm 涂塑竹膠板的形式，使用電鉆在方木打孔固定，保證模板平整性合格，連接部位穩(wěn)定性合格。模內(nèi)設(shè)置彩條布，通過水準(zhǔn)儀檢查確定是否存在變形或者沉降的情況，在穩(wěn)定后卸載。檢測確定底模標(biāo)高與設(shè)計(jì)要求一致后，才能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

6.4 鋼筋加工安裝

鋼筋骨架在砼地坪中進(jìn)行放樣，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，使用汽車吊進(jìn)行吊裝作業(yè)，確保鋼筋綁扎的整齊、穩(wěn)定，連接性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

6.5 砼澆筑

砼采用符合要求的設(shè)備進(jìn)行制備，塌落度在14～16cm之間，按照要求加入一定比例的早強(qiáng)劑，通過混凝土泵車輸送到結(jié)構(gòu)內(nèi)。澆筑完成后，立即插入振搗棒振搗處理。板頂采用平板振動(dòng)器處理，做好表面抹平。上述工作完成后，要進(jìn)行養(yǎng)生處理，使用塑料布遮蓋，并且噴灑足量水分。

6.6 支架拆除

砼強(qiáng)度合格后，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行頂部螺栓拆除，然后拆除支架。

7 控制樁基下沉的技術(shù)措施

7.1 通過抽漿清孔作業(yè)方式提升清孔水平。在終孔之后停止進(jìn)尺，使用鉆機(jī)反循環(huán)系統(tǒng)開展吸渣5～15min 左右在口部進(jìn)行清水的放入，保證內(nèi)部密度逐步下降，達(dá)到清孔的要求。內(nèi)部需要排出或者抽出泥漿，確保細(xì)膩度合格，泥漿密度控制在1.25t/m3以下，含砂量應(yīng)該限定在4%以下。

7.2 做好澆筑成孔質(zhì)量檢測工作，主要是孔徑、樁位落差、垂直度參數(shù)、深度以及孔底沉渣厚度等等，確保各個(gè)方面的技術(shù)參數(shù)全部合格。

8 結(jié)語

橋梁樁基成孔工藝有著較高的要求，要做好系統(tǒng)性的管理，從開孔開始進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)成孔的質(zhì)量檢測，這樣可以給橋梁樁基成孔和質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。在橋梁樁基施工階段，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和控制，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)橋梁樁基礎(chǔ)優(yōu)化處理。技術(shù)人員要研究出合適的橋梁樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，進(jìn)行施工工藝優(yōu)化，為橋梁工程項(xiàng)目質(zhì)量的全面提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。