鉆孔灌注樁在高速公路橋梁工程中的應用

閆 真

（中交西北投資發(fā)展有限公司，陜西 西安 710065）

0 引言

鉆孔灌注樁在加固樁基、提高工程經(jīng)濟效益等方面均具有顯著的應用優(yōu)勢。作為施工單位，需對鉆孔灌注樁施工技術有準確的認識，以合理的方式做好鉆孔灌注樁的建設工作。

1 工程概況

連霍高速渭南西出入口連接線改造工程朝陽路B型單喇叭互通CYK0+271.366立交橋上部結構為預制箱梁形式，下部基礎采用鉆孔灌注樁，按照樁徑140cm的標準建設，樁長視實際情況調(diào)整，最大40m。全橋總長82m，橋面寬30.50m。

2 鉆孔施工的主要內(nèi)容

2.1 測量放樣及場地處理

為給后續(xù)施工提供基準，需組織測量放樣作業(yè)，以明確樁基平面位置和高程的具體情況。根據(jù)現(xiàn)場情況采取填筑、平整等相關處理措施，形成具有穩(wěn)定性的鉆孔平臺，為鉆孔成樁施工提供安全可靠的作業(yè)空間。結合現(xiàn)場情況，以施工區(qū)域內(nèi)的最高水位為基準，要求頂面高程至少高于該值1.0m。

2.2 鋼護筒的制作及埋設

以厚度為8mm的Q235C鋼板為基礎材料，經(jīng)卷制后制得鋼護筒，頂、底口10cm范圍內(nèi)需加強處理。制作鋼護筒時，需在頂部預留300mm×300mm的溢漿孔，并按照對稱的原則布設4個吊環(huán)，以利于后續(xù)的吊裝作業(yè)。

測放樁位是鋼護筒埋設的必要前提，而且在明確樁孔位置后，需在其四周依次布設定位樁，作為鋼護筒埋設過程中的校正基準。定位樁采取混凝土樁結構形式，應穩(wěn)定打入土內(nèi)。護樁利用混凝土加固，施工期間加強防護，避免結構受損。

通過挖埋法將成型的鋼護筒埋設到位，先由人工開挖，待達到特定深度要求后方可埋設鋼護筒。為保證鋼護筒的穩(wěn)定性，需根據(jù)實際情況調(diào)整鋼護筒埋設的深度，通常應達到1.5m的埋深要求，超出地下水位線至少1.0m，超出地面部分應達到0.3m或更多。根據(jù)前期施工內(nèi)容可知，鋼護筒已經(jīng)設置有4個吊環(huán)，因此可快速起吊。根據(jù)需求及時移動鋼護筒，利用全站儀檢測，確保鋼護筒中心豎直線與樁中心線始終維持重合的關系，傾斜度偏差＜1%。待鋼護筒埋設位置滿足要求，在鋼護筒四周回填適量黏土并夯實，以提高鋼護筒的穩(wěn)定性。

2.3 制漿工藝及鉆機就位

配置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，按照特定的質(zhì)量控制標準制漿，具體要求如表1所示。

表1 泥漿性能指標

鉆機精準就位，調(diào)整鉆機姿態(tài)，保證其底座完全與地面貼合，頂部利用攬風繩拉緊，確保鉆進期間設備可維持穩(wěn)定的狀態(tài)，鉆機支撐點需與樁位保持合適的安全距離。

鉆架位置的調(diào)整較為關鍵，重點考慮鉆架吊點中心，該處需與孔位中心共處相同垂線上，否則易出現(xiàn)孔位偏差。卷揚機試運行，分析導向滑輪等各子系統(tǒng)是否可維持正常運行狀態(tài)。鉆進期間應加強對基座的檢測，每間隔4h組織1次，以保證鉆機不發(fā)生沉陷、偏位等異常現(xiàn)象。

2.4 鉆進作業(yè)

本工程所選擇的鉆機為沖擊式鉆機，利用卷揚系統(tǒng)提升沖擊錘的上下反復作用，劈裂鉆孔中的土石，使得破碎的土石擠入孔壁內(nèi)部，并利用泥漿懸浮鉆渣，實現(xiàn)對新土層（巖層）的沖擊；通過正循環(huán)的原理排出鉆渣，發(fā)揮護壁作用；此外，帶有鉆渣的泥漿凈化后可再使用。其中，需注意如下施工要點。

1）鉆孔工作量較大，宜分班有序完成。每鉆進2m后，均要及時在施工現(xiàn)場撈取渣樣，分析具體情況并完整記錄數(shù)據(jù)，將所得結果與地質(zhì)剖面圖對比分析，以此為依據(jù)合理調(diào)整鉆孔作業(yè)參數(shù)。

2）鋼護筒水位下降時，需啟用泥漿泵，以便快速抽出泥漿，同時向鋼護筒內(nèi)注入適量新鮮泥漿。對于鋼護筒水位升高的情況，需抽出泥漿，并向主泥漿池補充。為確保施工質(zhì)量和現(xiàn)場的安全性，要求孔內(nèi)水位應穩(wěn)定在地下水位上方1.5～2.0m的位置，但還需要參照鋼護筒頂面，低于該處0.3m，否則容易串漿。

3）護壁泥漿制備時應加強對相對比重、含砂率等指標的控制，每3h組織1次泥漿性能檢測工作，及時判斷其濃度、黏度的具體情況。遇石質(zhì)地層時，需要重點檢查孔口浮出的石子鉆渣粒徑，若實測值為5～8mm，說明施工所用泥漿的濃度合理；反之，若鉆渣粒徑偏小，表明施工所用的泥漿存在濃度偏低的情況，需補充適量質(zhì)量達標的泥漿。

4）根據(jù)實際土層情況將沖程控制在合理范圍。在鉆孔作業(yè)時，要根據(jù)不同的土層情況來控制沖程，通常情況下，堅硬密實的卵石層和漂石類的巖層的最佳沖程為4～5m，最大沖程必須小于6m，從而避免出現(xiàn)卡鉆、沖壞孔壁等問題。如果鉆孔內(nèi)的巖層表面有一定起伏，可先加入黏土和小片石，平整表面后再進行鉆進作業(yè)，以避免出現(xiàn)斜孔和坍孔情況。

在正式進行沖擊鉆進作業(yè)時，要先往鉆孔內(nèi)灌注泥漿，保證護筒刃腳以下2m都覆蓋了黏土，接著再選擇中沖程模式，上下反復沖擊造漿，嚴格控制沖程，將沖程控制在1～2m，科學配比，保證泥漿相對密度達到1.3。

當沖擊錐進尺達到一定深度后，即深度大于鋼護筒刃腳2m，可結合地質(zhì)勘察報告來決定進入淤泥層的相關參數(shù)，沖擊錘繼續(xù)選擇中沖程模式，嚴格控制沖程和泥漿配合比，保證沖程小于2m，泥漿相對密度達到1.2。

2.5 檢孔

隨鉆孔作業(yè)的逐步推進，達到設計高程后，需全面檢查施工質(zhì)量，涉及鉆孔規(guī)格（孔徑、深度、孔形）、傾斜度及沉渣厚度，需保證投入使用的檢孔器等裝置具有較高的精度，且需在施工前檢驗，檢孔器外徑需與設計孔徑等值。

通過鉆桿測斜的方式檢測垂直度；通過標準錘完成孔底沉渣和孔深兩項指標的檢測工作。裝置方面，測錘以錐形錘較為合適，錘底直徑為13～15cm、高為20～22cm，測繩在使用前必須校核，確保測量精度。

2.6 清孔

結束終孔質(zhì)量檢查，并且檢查結果合格后，即可進行清孔作業(yè)。清孔是為了置換原鉆孔內(nèi)的泥漿，從而減小泥漿的相對密度、黏度等參數(shù)。及時清除孔內(nèi)鉆渣，還能夠避免鉆孔孔底沉淀過厚而影響樁的承載力。此外，清孔作業(yè)還能夠提高測深的準確性，為灌注水下混凝土奠定良好基礎，防止發(fā)生斷樁等質(zhì)量事故，提高施工的安全性。

清孔分2個階段依次完成，可采用換漿法。待鉆進深度達到設計要求后，鉆頭暫不提出，需在距孔底1.5m高度范圍內(nèi)上下移動，期間摻入適量清水，以降低泥漿比重，此環(huán)節(jié)持續(xù)時間約2h。檢測泥漿，待各項指標均滿足要求后，方可將鉆頭提出，將經(jīng)過校核的檢孔器置入其中，若檢測結果滿足要求，可有序?qū)摻罨\和導管（用于灌注混凝土）埋入其中，進入到第2次清孔環(huán)節(jié)。

第2次清孔時，應確保導管與孔底緊密接觸，蓋上悶頭，緊密連接泥漿管，在確保無誤后啟用泥漿泵，經(jīng)過持續(xù)性的泥漿循環(huán)后，使沉渣厚度減小至許可范圍內(nèi)。

3 鋼筋籠制安

鋼筋籠分為2～4個9m長的節(jié)段，根據(jù)施工要求依次編號，以便運抵現(xiàn)場后可快速接長。

首節(jié)鋼筋籠穩(wěn)定置于孔內(nèi)，將工字鋼穿過加勁箍，以便掛住鋼筋籠。再吊放第2個鋼筋籠節(jié)段，通過機械連接的方式將其與首段穩(wěn)定接合，按照此方式重復操作。需注意的是，鋼筋籠下放應遵循緩慢的基本原則，且不可發(fā)生偏位現(xiàn)象。

按照上述方法將鋼筋籠吊裝到位后，需利用預先設置的護樁恢復樁中心，根據(jù)檢測結果調(diào)整鋼筋籠，消除偏差后采取焊接固定措施。經(jīng)檢測后，若泥漿性能指標和沉渣厚度均可滿足要求，即可進入后續(xù)施工環(huán)節(jié)，否則需再次清孔，直至各方面均達標為止。鋼筋籠吊裝如圖1所示。

圖1 鋼筋籠吊裝

4 水下混凝土澆筑

料斗安裝到位后，應在底口處涂抹適量黃油并設置薄膜，隨后再通過塞子封堵出料口，保證其具有嚴密性。由罐車將混凝土運抵現(xiàn)場，待料斗混凝土裝滿后，取出預先設置的料斗塞子。隨著料斗混凝土的持續(xù)下落，罐車視實際情況及時投放料，在灌注施工期間需避免料斗漏空現(xiàn)象。

按上述方法連續(xù)灌注施工，原則上中途不可停頓，同時應嚴格控制導管埋置深度，使其穩(wěn)定在2～6m。施工期間應密切關注樁孔混凝土的實際情況，并以此為依據(jù)合理調(diào)整導管的埋深。若因特殊情況導致灌注施工中斷時，需每隔15min串動1次導管，以達到翻漿的效果。拆管前做全面的檢查，根據(jù)導管長度展開計算，確定合適的導管埋深控制標準，再進一步確定拆除導管的長度，避免施工期間發(fā)生導管懸空現(xiàn)象。隨著灌注施工的逐步推進，到達樁頂處時需要反復起落導管，通過此舉提高混凝土的密實度。

5 結語

鉆孔灌注樁在橋梁等工程項目中得到廣泛應用，其具有奠定性作用，該處的施工質(zhì)量將直接影響橋梁的整體通行服務能力。因此，必須采取科學的施工技術，落實各項工作，保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，提高其在工程項目中的應用水平。