橋涵施工中的鉆孔樁施工技術(shù)控制對(duì)策分析
——以念喀大橋橋涵施工為例

楊茂召

（招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶212000）

1 引言

交通運(yùn)輸工程作為連接各區(qū)域人文、旅游、經(jīng)濟(jì)的主要手段，對(duì)整個(gè)社會(huì)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)于西藏S5線拉薩至澤當(dāng)快速通道而言，該項(xiàng)目的實(shí)施是區(qū)域重要的中心節(jié)點(diǎn)，項(xiàng)目實(shí)施后將有效拉近與航空、鐵路、公路“三位一體”空港經(jīng)濟(jì)圈間的空間距離，對(duì)加快區(qū)域綜合交通體系建設(shè)，將山南市拉入4 h經(jīng)濟(jì)圈、3 h綜合交通圈具有十分重要的意義。鉆孔施工技術(shù)作為該快速通道念喀大橋橋涵施工的重要內(nèi)容，施工單位需要做好準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格把控施工技術(shù)，保障該施工活動(dòng)順利開展，為西藏拉薩至澤當(dāng)快速通道后期的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

2 工程案例

念喀大橋作為西藏S5線拉薩至澤當(dāng)快速通道的重要組成部分，橋位區(qū)地貌主要為堆積型寬谷河谷地貌區(qū)，橋位區(qū)從洪積、沖洪積、泥石流堆積等疊加區(qū)域穿過(guò)，總的特點(diǎn)是西高東低，以寬谷為侵蝕基準(zhǔn)面逐漸傾斜。橋位區(qū)地貌單位相對(duì)簡(jiǎn)單，由構(gòu)造剝蝕中山地貌組成，剝蝕中山溝谷相間分布，峰叢底座相連，山頂渾圓，高程約3 780～4 700 m。因?yàn)槭艿教厥獾刭|(zhì)影響，該工程主要為跨越泥石流溝設(shè)置，橋跨采用3×40 m，正交，橋長(zhǎng)126 m，橋面寬度23 m，橋梁為整體式路基整幅設(shè)計(jì)。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)橋墩采用圓柱墩，橋臺(tái)采用肋板式，基礎(chǔ)采用摩擦樁基礎(chǔ)。本橋平面位于半徑R=1 200 m右偏圓曲線上，墩臺(tái)徑向布置。上部構(gòu)造預(yù)制小箱梁為先預(yù)制吊裝梁，后現(xiàn)澆濕接縫、后澆段和整體化層，下部構(gòu)造均采用現(xiàn)澆施工，樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁施工工藝。單墩臺(tái)樁位布置如圖1所示。

圖1 單墩臺(tái)樁位布置

3 橋涵施工中的鉆孔樁施工準(zhǔn)備工作

針對(duì)西藏S5線拉薩至澤當(dāng)快速通道，因地區(qū)氣候、地理環(huán)境等因素的影響，使得橋涵施工面臨著土體結(jié)構(gòu)力學(xué)平衡、凍土地質(zhì)以及施工機(jī)械等問(wèn)題，最終影響快速通道工程施工質(zhì)量及進(jìn)度。基于此，相關(guān)施工單位在正式施工前一定要做好準(zhǔn)備工作，具體內(nèi)容如下。

3.1 做好施工設(shè)備管理

由于高原地區(qū)屬于高寒氣候，施工單位還需要對(duì)橋涵施工中的大型設(shè)備加以重視，尤其是金屬類器具的安裝與控制，在保證其安穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí)，還要進(jìn)行調(diào)試與定期維護(hù)工作，使其能夠保持良好運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 做好混凝土材料管理

在該工程項(xiàng)目中，施工單位需做好以下混凝土材料管理工作：

1）要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)況，對(duì)低溫早強(qiáng)混凝土的材料配合比、攪拌混合要求進(jìn)行明確，確保外界因素對(duì)材料的物理力學(xué)性能無(wú)任何影響，對(duì)鋼筋無(wú)任何銹蝕作用，后期強(qiáng)度損失小于50%[1]。

2）充分考慮混凝土材料的運(yùn)輸條件，受氣候環(huán)境等因素影響，需要高度重視混凝土材料運(yùn)輸過(guò)程中的保溫、保濕、攪拌工作，以便能夠滿足該高原地區(qū)橋涵施工混凝土澆筑需求。在混凝土進(jìn)場(chǎng)之后，施工單位需要對(duì)其含水量以及粗細(xì)骨科粒徑進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其滿足項(xiàng)目需求。

3）需要對(duì)混凝土攪拌過(guò)程中的沁水率、坍落度進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，保證其符合攪拌混合質(zhì)量要求[2]。

3.3 做好技術(shù)規(guī)范

相關(guān)單位需要對(duì)該工程項(xiàng)目中的地質(zhì)報(bào)告、技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)及審核，確保施工方案具有較強(qiáng)的可行性。針對(duì)高原地區(qū)特有的情況，要全面考慮并及時(shí)提出針對(duì)性的解決對(duì)策。例如，在橋涵工程中如果涉及焊接工作，需要考慮施工天氣，避免大風(fēng)、雨雪天氣施工，以免焊縫冷卻過(guò)快影響焊接質(zhì)量[3]。此外，因?yàn)楦咴貐^(qū)凍土層的影響，在橋涵施工過(guò)程中，還需要重點(diǎn)考慮涵洞沉降縫、防水層的施工管理。對(duì)各施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控，確保施工人員按照技術(shù)規(guī)范有序施工，為橋涵施工順利開展奠定基礎(chǔ)。

4 橋涵施工中的鉆孔樁施工技術(shù)控制對(duì)策

圖2為橋涵施工中的鉆孔樁施工技術(shù)應(yīng)用流程圖。要做好該技術(shù)控制工作，施工單位需要嚴(yán)格把控各施工環(huán)節(jié)，組織不同施工單位有序開展交叉施工活動(dòng)，每個(gè)環(huán)節(jié)的施工內(nèi)容驗(yàn)收完成后才能進(jìn)入下一階段，以此保障鉆孔樁的施工質(zhì)量。具體控制對(duì)策如下。

圖2 橋涵施工中的鉆孔樁施工流程圖

4.1 鋼護(hù)筒的制作

在該工程中，鋼護(hù)筒主要由1.5 mm鋼板卷焊而成，其內(nèi)徑需要比設(shè)計(jì)樁徑大50 cm。埋設(shè)鋼護(hù)筒時(shí)，首先，要從測(cè)量放樣工作入手，準(zhǔn)確定出埋設(shè)樁位，埋設(shè)深度需要根據(jù)項(xiàng)目需求來(lái)定，確保鋼護(hù)筒無(wú)任何滲漏問(wèn)題。護(hù)筒內(nèi)部水頭要高于地下水面1 m以上，并測(cè)量護(hù)筒頂高程[4]。

4.2 準(zhǔn)備鉆機(jī)

完成鋼護(hù)筒埋設(shè)工作后，施工單位需要用吊車或者滾筒將鉆機(jī)移到施工區(qū)域。隨后鉆機(jī)操作手需配合測(cè)量人員，將鉆機(jī)對(duì)中就位。在此過(guò)程中，需要將鉆機(jī)嚴(yán)格操平，確保鉆架能夠直接垂直于鉆孔平臺(tái)或地面。

4.3 泥漿制作與循環(huán)

作為鉆孔工作的重點(diǎn)，泥漿是否能夠正常循環(huán)直接關(guān)系到鉆孔施工質(zhì)量。無(wú)論是正循環(huán)還是反循環(huán)，施工單位都需要配置性能較好的泥漿護(hù)壁。在本項(xiàng)目中，泥漿循環(huán)工作主要采用自流回灌式泥漿循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由循環(huán)槽、沉淀池、泥漿池以及泥漿攪拌站構(gòu)成。需要注意的是，泥漿池容積應(yīng)為樁孔容積的2倍以上，保障泥漿性能符合項(xiàng)目規(guī)范要求。

4.4 鉆孔成孔

4.4.1 鉆孔成孔的控制

根據(jù)西藏S5線拉薩至澤當(dāng)快速通道地質(zhì)勘察情況，念喀大橋橋涵施工需要采取回旋式鉆機(jī)鉆孔成孔。工作人員在鉆進(jìn)過(guò)程中需要隨時(shí)注意孔內(nèi)情況，調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，對(duì)鉆速、壓力以及泵量進(jìn)行有效組合，以獲得良好效果。此外，還需要重視以下工作：（1）提鉆過(guò)程中需要對(duì)鉆頭磨損情況進(jìn)行觀察，一旦出現(xiàn)磨損現(xiàn)象需要及時(shí)更換，保障鉆進(jìn)速度[5]。（2）在開鉆或沖孔過(guò)程中要始終遵循輕壓慢速原則，等到鉆孔速度恢復(fù)正常后再加速。（3）在開展清孔工作前，施工人員需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的孔底標(biāo)高，對(duì)孔底至護(hù)筒頂標(biāo)高的孔深進(jìn)行計(jì)算，采用測(cè)繩下掛重錘的方式，對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)量。若最終測(cè)量結(jié)果滿足項(xiàng)目要求，則將結(jié)果上報(bào)監(jiān)理，隨后開展清孔工作。（4）本案例中，主要采用換漿法清孔，將比重小、黏性好以及含砂率低的泥漿替換，保障鉆孔中泥漿密度在1.03～1.09 g/cm3，含砂率要小于2%。

若在鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)水位逐漸下降，施工人員需補(bǔ)水，投黏土。如果因?yàn)槟酀{過(guò)稠導(dǎo)致進(jìn)尺緩慢時(shí)，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)況采取抽渣換漿這一手段。在開孔時(shí)通常不抽渣，但是當(dāng)鉆孔頂位于護(hù)筒以下超過(guò)1 m時(shí)，施工人員需要加高沖程正常沖進(jìn)。達(dá)到4 m時(shí)，要開展抽渣工作。需注意的是，在鉆進(jìn)過(guò)程中要隨時(shí)保證孔位正確。

4.4.2 其他注意事項(xiàng)

1）彎孔。在鉆孔過(guò)程中若因方向偏斜出現(xiàn)彎孔現(xiàn)象，極易導(dǎo)致鋼筋吊籠的安裝與矯正工作無(wú)法開展?；诖耍阢@孔過(guò)程中，施工單位需要采取下述手段進(jìn)行預(yù)防：首先，在安裝鉆機(jī)過(guò)程中需要保障鉆機(jī)底座、轉(zhuǎn)盤平正。其次，護(hù)筒中心、固定鉆桿的卡孔以及起重滑車緣保持在一條豎直線，并且要時(shí)常進(jìn)行校正。因?yàn)殂@桿較長(zhǎng)的關(guān)系，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中若上部結(jié)構(gòu)擺動(dòng)過(guò)大，需要在鉆桿部位添加導(dǎo)向架。最后，要對(duì)鉆桿接頭部位及時(shí)調(diào)整，若鉆桿出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，要應(yīng)用千斤頂進(jìn)行調(diào)直。

2）縮孔。在該項(xiàng)目中，部分區(qū)域可能存在塑性土壤，遇水會(huì)導(dǎo)致孔徑縮小，若在鉆孔過(guò)程中，因鉆頭磨損過(guò)于嚴(yán)重，鉆出小于設(shè)計(jì)校徑的孔。施工單位需要采用上下反復(fù)掃孔的手段擴(kuò)大鉆孔，或者回填砂黏土，等到其密實(shí)后重新開展鉆孔工作。

3）坍孔。對(duì)于坍孔現(xiàn)象而言，孔口坍塌現(xiàn)象極易發(fā)現(xiàn)，但是孔內(nèi)坍塌需要詳細(xì)觀測(cè)。施工單位一旦在鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)出土量明顯增加、孔口水面出現(xiàn)細(xì)密水泡或鉆頭突然達(dá)不到原先孔深，則說(shuō)明孔內(nèi)可能已經(jīng)存在坍塌現(xiàn)象?；诖?，施工單位需要采取針對(duì)性措施進(jìn)行處理。在此過(guò)程中，要有效控制進(jìn)尺，采取質(zhì)量較高的泥漿護(hù)壁，減少地下水對(duì)樁基混凝土工程造成的影響。若入孔口坍塌，施工單位可以直接進(jìn)行回填，埋設(shè)護(hù)筒后再次開展鉆孔工作。

4.5 鋼筋籠的制作與吊放

鋼筋籠的制作與鉆孔作業(yè)同時(shí)開展時(shí)，首先，需要按照施工圖紙?jiān)诩庸?chǎng)配料加工；然后，將其運(yùn)輸?shù)绞褂矛F(xiàn)場(chǎng)，綁扎成型后將其順直。在此過(guò)程中需要注意，無(wú)論是主筋還是加筋，都要滿足焊接長(zhǎng)度及質(zhì)量要求。同一斷面的接頭數(shù)量不能超過(guò)50%。成孔合格后施工人員需要將鋼筋籠吊放入孔中，對(duì)準(zhǔn)后將其緩緩下放，嚴(yán)禁出現(xiàn)猛起猛落以及強(qiáng)行下放現(xiàn)象。在鋼筋吊籠與孔口對(duì)接過(guò)程中，要保障鋼筋籠整體上下成一線，完成下放工作后牢牢固定，防止在后期澆筑過(guò)程中出現(xiàn)上竄現(xiàn)象。

4.6 混凝土灌

4.6.1 下灌注導(dǎo)管

對(duì)混凝土灌注導(dǎo)管進(jìn)行試驗(yàn)，探究其水壓與氣壓情況，合格后才能投入使用。在應(yīng)用之前，要對(duì)導(dǎo)管接頭進(jìn)行檢查，確保其清洗干凈。墊好密封圈后涂上黃油。導(dǎo)管的連接一定要保證順直不漏水，保障混凝土質(zhì)量以及灌注工作順利開展。完成導(dǎo)管吊裝工作后，工作人員要對(duì)孔底沉淀層進(jìn)行測(cè)量，合格后才能開展灌注混凝土工作，否則需要再次開展清孔工作。

4.6.2 混凝土拌合與灌注混凝土

有關(guān)混凝土用料配合比需要相關(guān)單位事先實(shí)驗(yàn)，拌和時(shí)間要嚴(yán)格按照項(xiàng)目需求確定，嚴(yán)格把控加料順序，并且將混凝土的坍落度控制在18～20 cm。

灌注混凝土?xí)r需要采用機(jī)動(dòng)翻斗車或泵送手段。在該工程項(xiàng)目中，集料斗容積要滿足首批混凝土下料后導(dǎo)管埋深大于1 m要求。只要開展灌注工作，必須一氣呵成，以免出現(xiàn)質(zhì)量事故。當(dāng)混凝土灌注高度高于設(shè)計(jì)樁頂2 m時(shí)，要嚴(yán)格把控灌入量，確保樁頭破除后混凝土仍舊完好。

4.6.3 做好檢測(cè)記錄工作

混凝土灌注工作要配備專業(yè)人員做好記錄，應(yīng)用測(cè)繩對(duì)混凝土面深度進(jìn)行有效測(cè)量，結(jié)合實(shí)況及時(shí)提升拆除導(dǎo)管，做好混凝土試件，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有序開展養(yǎng)護(hù)工作，同時(shí)也為工程項(xiàng)目后期施工養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在西藏S5線拉薩至澤當(dāng)快速通道工程中，念喀大橋橋涵施工是重要組成內(nèi)容，要做好鉆孔樁施工技術(shù)控制工作，需要從各施工環(huán)節(jié)入手，嚴(yán)格把控各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量，對(duì)于施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要提前思考，采取針對(duì)性手段預(yù)防，保障鉆孔樁施工得以高質(zhì)量、高效率地開展。