市政橋梁工程樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點

曹磊

（中鐵十七局集團第四工程有限公司，重慶 401147）

1 工程概況

某項目標(biāo)段起止里程K165+495～K172+880，全長7.385 km，位于某縣境內(nèi)。其中，主線路基長5.16 km，立交路基長7.464 km，主線橋長2.38 km，立交橋長2.06 km，設(shè)分離式立體交叉4 處、互通式立體交叉2 處。

2 橋梁樁基礎(chǔ)施工的準(zhǔn)備工作

2.1 現(xiàn)場勘察

準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場施工條件是合理設(shè)計、規(guī)范施工的重要前提，需由專業(yè)人員利用專業(yè)的儀器深入施工現(xiàn)場做全方位的勘察，準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場的地形、地質(zhì)、水文等自然條件，而后再開展設(shè)計等后續(xù)工作。若現(xiàn)場為沙土地，則應(yīng)以可行的方法處理沙化問題；若有軟土地基，則考慮采用清淤換填或其他方法予以處理。

2.2 樁位測量放樣

經(jīng)勘察后，以橋梁工程設(shè)計圖為依據(jù)，測放打樁的具體位置，形成準(zhǔn)確且醒目的標(biāo)記，將其作為打樁施工時的參照基準(zhǔn)。

2.3 鋼護筒的選材及制作

鋼護筒是橋梁樁基礎(chǔ)施工中較為常見的裝置。在鋼護筒的選材方面，要求材質(zhì)良好，厚度具有合理性。鋼護筒的制作環(huán)節(jié)，著重考慮直徑和長度兩項參數(shù)，通常直徑大于樁徑20～40 cm，長度以超過施工地面50 cm 為宜。

2.4 鉆孔的準(zhǔn)備

為給鉆孔施工提供良好的條件，需要提前準(zhǔn)備鉆孔機，設(shè)備進場后加強檢驗，判斷是否可正常運行，針對不足之處采取處理措施，直至鉆孔機可正常運行為止。以膨潤土為原材料，制備滿足鉆孔施工要求的漿液。

2.5 混凝土灌注的準(zhǔn)備

全面檢查至關(guān)重要，其內(nèi)容包括樁基的樁位、孔徑、垂直度、孔深、孔底沉渣，要求各項指標(biāo)均滿足要求。對于孔底沉渣量過多的情況，需加強清孔，期間有必要向孔內(nèi)注入適量的新鮮泥漿或清水，確保在清孔過程中孔內(nèi)水位穩(wěn)定，以免因水位的不合理而坍孔。

3 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

3.1 鉆孔施工技術(shù)

鉆孔分階段完成，逐層把控，保證施工質(zhì)量：

1）注重對周邊環(huán)境以及土層類型的勘測，以此為參考，確定具體的準(zhǔn)備工作，并將其落實到位；

2）準(zhǔn)確測定打樁的中心，作為打樁作業(yè)的基準(zhǔn)，為了保證打樁的準(zhǔn)確性，采用十字交叉的方法，后續(xù)鉆孔時定期復(fù)測樁的中心，最終精準(zhǔn)完成鉆孔作業(yè)；

3）鉆孔后隨即安排清孔，直至孔底沉渣量在許可范圍內(nèi)為止。

3.2 鋼筋籠制作技術(shù)

鋼筋籠制作技術(shù)的要點包括：（1）根據(jù)工程要求選擇合適規(guī)格的原材料，并控制好用量，進場時加強檢驗，從源頭上規(guī)避質(zhì)量問題；（2）在制作鋼筋籠時，以設(shè)計圖紙為準(zhǔn)，控制鋼筋籠的尺寸，采取焊接措施，增強鋼筋籠的穩(wěn)定性。

3.3 灌注施工技術(shù)

混凝土是灌注施工階段的關(guān)鍵材料，由具有資質(zhì)的拌和站拌制，若混凝土通過質(zhì)量檢驗，則由特定的運輸車將混凝土轉(zhuǎn)運至施工現(xiàn)場，用于灌注施工。為了保證橋梁樁基的施工質(zhì)量，宜采用水下混凝土，且盡可能做到隨拌隨用，以免因中途間歇時間過長而導(dǎo)致混凝土的性能下降乃至初凝。

4 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的具體應(yīng)用

在本合同段，多數(shù)橋梁樁基為摩擦樁，采用沖擊鉆鉆進成孔；還有部分樁基的成孔作業(yè)采用回旋鉆機完成。

4.1 施工準(zhǔn)備

準(zhǔn)確確定施工現(xiàn)場的具體范圍，對該區(qū)域做清理、整平、壓實處理，保證現(xiàn)場的平整性與密實性；測放樁位，作為鉆孔施工的基準(zhǔn)；回旋鉆時，護筒內(nèi)徑略大于樁徑20 cm，若采用沖擊鉆的鉆進方法，此時所用護筒的內(nèi)徑大于樁徑40 cm；根據(jù)現(xiàn)場情況靈活控制護筒長度，護筒頂面高出地下水位或施工水位2.0 m。

按照如下要求埋設(shè)護筒：嚴(yán)格控制護筒的埋置深度，其在不同土層中的埋置深度要求有所差異，其中，砂類土＞2 m，黏性土＞1 m，若表層為松軟土層，考慮到護筒的穩(wěn)定性要求，將其埋置在堅硬、密實的土層中（在此部分的深度需達到0.5 m 或更多）；護筒的傾斜度＜1%；檢測并控制護筒頂面中心，盡可能減小與設(shè)計樁位的偏差（≤5 cm）。

4.2 泥漿護壁

以膨潤土、純堿等為原材料，制備高性能的泥漿，充分發(fā)揮出護壁的作用，以免孔壁坍塌。不同地層條件對泥漿性能的要求有所不同，因此，視實際情況做靈活的調(diào)整。適配泥漿分離器，借助該裝置達到鉆渣分離的效果。

4.3 回旋鉆成孔

鉆機到場后，根據(jù)施工要求安排鉆機就位，而后調(diào)整鉆桿的姿態(tài)，使鉆桿中心對準(zhǔn)孔位中心，以免影響鉆孔效果。鉆孔前，先由質(zhì)檢工程師對現(xiàn)場情況做詳細的檢查，具備開鉆的條件后，正式鉆進。鉆進初期，以正循環(huán)的方式在護筒內(nèi)造漿，啟用泥漿泵，開啟泥漿循環(huán)系統(tǒng)，此時密切關(guān)注泥漿的狀態(tài)，待其具有足夠的均勻性后，方可正式鉆進。對于鉆進過程中泥漿質(zhì)量不達標(biāo)的情況，可加入適量的膨潤土或優(yōu)質(zhì)黏土，保證鉆進后的漿液滿足質(zhì)量要求。

鉆具下入孔內(nèi)，鉆頭與孔底鉆渣面的距離穩(wěn)定在20～50 cm，啟用砂石泵，使沖洗液循環(huán)2～3 min，在此前提下方可啟動鉆機。反循環(huán)鉆進，以緩慢的速度下放鉆頭，經(jīng)過數(shù)分鐘的輕壓慢轉(zhuǎn)后，若現(xiàn)場鉆進施工無異常狀況，則適當(dāng)加大鉆速和鉆壓，在不影響鉆進質(zhì)量的前提下，高效推進鉆進施工進程；鉆孔深度達到護筒埋置位置以下后，適當(dāng)放慢鉆速，以免塌孔。司鉆人員規(guī)范操作，及時判斷升降機鋼絲繩的松緊度，予以調(diào)控，盡可能避免鉆桿水龍頭晃動。不同地質(zhì)條件下的鉆進難度存在差異，在砂礫層鉆進時，容易出現(xiàn)鉆具跳動、鉆孔偏斜等問題，因此，應(yīng)加大泵量、降低鉆速。必要時對鉆桿做接長處理，此時先將鉆具向上提起，沖洗液循環(huán)3～5 min 后，加接鉆桿，而后繼續(xù)鉆進。鉆進施工全流程中，由專員采集信息并記錄，交接班時注重對各項細節(jié)的說明，以免由于下一班組對現(xiàn)場鉆進情況掌握不全而誤操作。

鉆進時，水頭高度的控制屬于重點內(nèi)容，應(yīng)著重考慮的是泥漿性能的檢測與控制，如相對密度、黏度、含砂率均要滿足要求，某項指標(biāo)或多項指標(biāo)存在異常時，予以補漿或安排更換，以免影響水頭高度。根據(jù)施工要求，泥漿相對密度通常＜1.2，若沉淀池內(nèi)有較多的沉渣，需及時清理并外運，否則會對泥漿性能以及泥漿循環(huán)系統(tǒng)的暢通性造成不同程度的影響。

4.4 沖擊鉆成孔

根據(jù)施工要求，安排鉆機進場并精準(zhǔn)就位，對鉆機做適當(dāng)?shù)墓潭ㄌ幚恚悦忏@進時失穩(wěn)。與此同時，若泥漿稠度滿足護壁要求，即可正式鉆進。鉆進初期采用小沖程的方法，速度較慢，待鉆頭通過護筒底口后，若無異常狀況即可恢復(fù)正常鉆進。鉆進時加強對地質(zhì)條件的檢測，視鉆頭所在部位的地質(zhì)特點靈活調(diào)整鉆進施工參數(shù)，包含泥漿稠度、沖程等。

例如，對于流沙地段，鉆進時易塌孔，此時以小沖程為宜；對于松散砂、礫類土，以中沖程為宜；對于堅硬密實卵石層，則保持大沖程鉆進。遇漂石或巖層時，若表面缺乏平整性，則投入適量的小片石、黏土，待其具有平整性后，再用十字形鉆錐沖擊鉆進。鉆進時詳細記錄鉆進速度、鉆渣類型等相關(guān)信息，作為質(zhì)量分析的依據(jù)。

4.5 清孔

鉆孔后，用灌注樁孔徑檢測系統(tǒng)對鉆孔做詳細的檢查，若樁徑等相關(guān)參數(shù)均滿足要求，隨即清孔。對于旋轉(zhuǎn)鉆機施工的部分，用泥漿置換法清孔，沖擊鉆進時則借助掏渣筒完成。滿足如下要求后，可結(jié)束清孔：用手觸摸孔內(nèi)排出或抽出的泥漿，無2～3 mm 的顆粒；泥漿的含砂率在2%以內(nèi)，相對密度＜1.1，黏度為17～20 Pa·s；柱狀樁、摩擦樁的沉渣厚度分別＜5 cm、＜20 cm。清孔排渣時，檢測并嚴(yán)格控制孔內(nèi)水頭高度，保證穩(wěn)定性，否則易坍塌。為了滿足水下混凝土的澆筑施工要求，有必要安排二次清孔，此環(huán)節(jié)可以用高壓風(fēng)沖射孔底，清理殘留在孔內(nèi)的沉渣物，經(jīng)過二次清孔后，隨即灌注水下混凝土[1]。

4.6 驗孔

由專員利用高精度的驗孔設(shè)備操作，著重考慮的是孔徑、孔深、傾斜度及沉渣厚度，各方面均無誤后，由監(jiān)理工程師簽證，再根據(jù)施工進度規(guī)劃進入后續(xù)環(huán)節(jié)。

4.7 鋼筋籠的制作、安裝

主筋接頭用直螺紋套筒連接，加強箍筋與主筋經(jīng)過焊接后穩(wěn)定連接于一體，各截面接頭數(shù)量小于鋼筋數(shù)量的50%。鋼筋籠制作前，先檢驗原材料，而后按照規(guī)范完成加工、安裝等各項工作。為有效防護鋼筋籠，設(shè)置C30 水泥砂漿墊塊，豎向每2 m 設(shè)置1 處。鉆孔樁鋼筋骨架的允許偏差見表1。

4.8 導(dǎo)管施工

為順利灌注水下混凝土，選擇嚴(yán)密性較好的導(dǎo)管，將其下放入孔。

4.9 灌注水下混凝土

灌注前，先清理孔內(nèi)的沉渣，具體用射風(fēng)槍持續(xù)沖射孔底3～5 min，在壓力水的作用下，使孔底沉淀物向上翻動。為了保證清孔效果，射風(fēng)壓力大于孔底壓力0.05 MPa，但不宜過大，否則會損傷孔壁。經(jīng)過計算后，確定混凝土的用量，由拌和站拌制并及時投入使用，灌注全程控制好灌注速度和混凝土用量，同時加強對現(xiàn)場施工情況的觀察，判斷是否有異常，若有則及時處理。

表1 鉆孔樁鋼筋骨架的允許偏差

4.10 泥漿清理

鉆孔樁施工期間會產(chǎn)生一定量的廢棄泥漿，需及時將廢棄泥漿清理干凈，以免污染環(huán)境。對此，先用泥漿分離器處理，而后運送至指定的廢棄泥漿堆放區(qū)域，做到文明施工。

4.11 質(zhì)量檢測

為準(zhǔn)確判斷橋梁樁基的施工質(zhì)量，須進行質(zhì)量檢測?？紤]到操作的便捷性要求，鋼筋籠安裝時預(yù)埋聲測管，樁基成型后，按照規(guī)范開展超聲波檢測工作。若實測結(jié)果揭示某處存在問題，應(yīng)進一步鉆芯取樣，準(zhǔn)確判斷樁基的質(zhì)量情況，采取相應(yīng)的處理措施，而后再次檢測，直至實測結(jié)果滿足要求為止。

5 結(jié)語

綜上所述，樁基礎(chǔ)是橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)代城市建設(shè)進程中，橋梁占據(jù)重要的地位，而樁基礎(chǔ)的質(zhì)量會直接影響橋梁的整體施工質(zhì)量，因此，合理施工樁基礎(chǔ)至關(guān)重要。本文提出橋梁樁基施工技術(shù)的具體應(yīng)用要點，涉及前期準(zhǔn)備以及正式施工的鉆孔、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注等多個環(huán)節(jié)，供類似工程參考。