探討公路橋梁項(xiàng)目鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的控制

劉倫祥

（貴州省畢節(jié)公路管理局,貴州 畢節(jié) 551700）

0 引言

交通壓力的不斷增大，使得我國(guó)公路橋梁工程建設(shè)規(guī)模越來越大，數(shù)量越來越多，橋梁施工技術(shù)逐漸趨于成熟[1]。而鉆孔灌注樁作為橋梁工程基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)便、設(shè)備投入少、干擾性小等優(yōu)勢(shì)，得到了業(yè)界人士的關(guān)注和認(rèn)可。但樁基施工具有較強(qiáng)的隱蔽性，施工時(shí)質(zhì)量不易把控，極易造成質(zhì)量問題。該文根據(jù)具體施工案例，對(duì)公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)展開全面探究，能有效提升鉆孔灌注樁施工質(zhì)量和技術(shù)水平[2]。

1 工程概況

某公路地處貴州省境內(nèi)，位于高速交通網(wǎng)“5橫6聯(lián)”范圍內(nèi)。隸屬黔中山原和華南低山丘陵地帶，地層分布為泥盆系（D）、石炭系（C）、二疊系（T）；屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫13.7~20.1 ℃，降水量為869.5~1208.1 mm。

該工程設(shè)計(jì)長(zhǎng)度12.8 km，設(shè)計(jì)車速100 km/h，縱向坡比3.9%，路基包括整體式、分離式兩種形式，整體式路基寬度為33.5 m，分離式單幅路基寬度為16.75 m，采用雙向六車道布置，單車道寬度為3.75 m，橋涵設(shè)計(jì)等級(jí)為公路I級(jí)。全線共有橋梁8座，總長(zhǎng)3 641.58 m；包括特大橋1座，大橋5座，中橋2座，長(zhǎng)度分別為1 851.5 m、1 646 m和144.08 m。橋梁樁基形式為鉆孔樁，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為甲級(jí)，其持力層為粉質(zhì)黏土，樁端進(jìn)入持力層不小于2d（d為樁徑），樁身設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

2 鉆孔灌注樁成孔方式及施工特點(diǎn)

2.1 成孔方式

根據(jù)鉆孔施工技術(shù)的差異，鉆孔灌注樁包括正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆兩種形式。正循環(huán)主要應(yīng)用于黏性土、細(xì)中粗砂、卵石及礫石比重不超過20%的土、軟巖，鉆孔直徑為800~2 500 mm，孔深30~100 m，泥漿具有懸浮鉆渣及護(hù)壁效用。而反循環(huán)則主要適用于黏性土、砂類土、礫石含量不超過20%的土，孔徑為800~3 000 mm，根據(jù)泥漿設(shè)備種類的不同，其鉆孔深度可達(dá)35~120 m，其泥漿具有保護(hù)和加固孔壁的作用。

2.2 施工特點(diǎn)

鉆孔樁的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）強(qiáng)度高，適用于深基坑施工，能有效提升建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

（2）操作簡(jiǎn)便，機(jī)械投入少，施工技術(shù)容易掌控。（3）可穿透各種土層，使樁基進(jìn)入基巖，確保工程質(zhì)量。（4）機(jī)械噪聲低、振動(dòng)小，對(duì)周圍設(shè)施干擾小，符合安全文明施工的要求[3]。

其缺點(diǎn)主要有：

（1）水下混凝土灌注質(zhì)量不易把控。

（2）成孔效率低，施工易對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。

3 橋梁工程鉆孔樁施工技術(shù)

該工程根據(jù)實(shí)際地質(zhì)狀況及施工規(guī)范要求，橋梁工程基礎(chǔ)形式為鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)，工藝流程見圖1。

圖1 鉆孔灌注樁工藝流程

3.1 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒采用厚度為4 mm的鋼板加工而成。鉆孔時(shí)，為避免護(hù)筒發(fā)生變形，應(yīng)對(duì)護(hù)筒實(shí)時(shí)補(bǔ)強(qiáng)加固，以有效增強(qiáng)護(hù)筒剛度和抗壓性能。此外，護(hù)筒安裝時(shí)，應(yīng)確保軸線與樁位中心對(duì)稱，并嚴(yán)格控制護(hù)筒埋置深度，確保處于100~120 cm范圍內(nèi)。護(hù)筒頂部應(yīng)高出地面40 cm，并嚴(yán)格控制垂直度，確保軸向傾角不得超過1°。

3.2 鉆機(jī)就位

護(hù)筒安裝完畢，應(yīng)按照樁基設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行鉆機(jī)安放，并嚴(yán)格控制鉆機(jī)垂直度。鉆孔過程中，通過吊墜實(shí)時(shí)檢測(cè)傾斜度，保證鉆桿、鉆孔位置準(zhǔn)確，且位于同一垂線上。此外，還應(yīng)在鉆機(jī)底部設(shè)置墊木，避免鉆機(jī)發(fā)生傾倒、塌孔現(xiàn)象。工作中實(shí)時(shí)掌控鉆孔頻率及強(qiáng)度，確保鉆機(jī)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定。

3.3 鉆孔

鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提升鉆頭高度，距離鉆孔底部20~30 cm位置，在真空泵中注入清水，并啟動(dòng)真空泵，將管道內(nèi)空氣完全排除，形成負(fù)壓。當(dāng)出漿口位置壓力超過0.2 MPa時(shí)，開啟泄水閥，將管道內(nèi)漿體排至沉淀池，進(jìn)行反循環(huán)作業(yè)。

鉆孔時(shí)，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地質(zhì)狀況，根據(jù)土質(zhì)狀況，選擇合適的鉆孔方式。采用減壓鉆進(jìn)，能有效保證鉆桿垂直度，最大限度避免斜孔、擴(kuò)孔質(zhì)量缺陷。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泥漿情況，及時(shí)實(shí)施清孔作業(yè)。當(dāng)孔深滿足設(shè)計(jì)要求后，及時(shí)檢查鉆孔直徑、深度、垂直度、中心偏差，確保符合規(guī)范規(guī)定。

3.4 清孔

鉆孔鉆至設(shè)計(jì)位置時(shí)應(yīng)立即暫停鉆孔作業(yè)，緩慢提起鉆頭，確保距鉆孔底部50~70 cm。再次啟動(dòng)鉆機(jī)運(yùn)行3 min，通過換漿清孔技術(shù)對(duì)鉆孔實(shí)施清洗，并嚴(yán)格控制沉渣厚度，確保滿足規(guī)范要求，具體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。清孔完成后，下放安裝鋼筋籠，并固定到位，混凝土澆筑前應(yīng)再次對(duì)孔底沉渣實(shí)施檢查，超出標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)實(shí)施二次清孔，直至滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[4]。

表1 鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.5 鋼筋籠制作安設(shè)

鋼筋籠制作時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求，在每個(gè)鋼筋籠內(nèi)設(shè)置3根超聲波檢測(cè)管?？v向間隔2 m布設(shè)鋼筋支架保護(hù)層，同一圓周位置對(duì)稱設(shè)置4塊墊塊。鋼筋支架放置在通風(fēng)、干燥、吊裝方便的位置，底部墊設(shè)墊木，避免受潮銹蝕，并編號(hào)懸掛標(biāo)識(shí)牌。

鋼筋籠安裝時(shí)，通過25 t汽車吊吊運(yùn)至鉆孔內(nèi)，吊裝時(shí)應(yīng)用兩點(diǎn)吊裝法。鋼筋籠通過焊接接長(zhǎng)，嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求布置接頭位置，接頭錯(cuò)開位置不小于1 m。鋼筋籠安設(shè)完成后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)安裝聲測(cè)管，并將其牢固固定在加強(qiáng)筋上，樁底焊接厚度為10 mm的鋼板進(jìn)行封堵。

3.6 水下混凝土灌注

待上述所有施工工序全部完成且驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行水下混凝土灌注。該工程通過導(dǎo)管法灌注，其工藝流程見圖2，混凝土灌注現(xiàn)場(chǎng)施工示意圖如圖3所示。

圖2 水下混凝土灌注導(dǎo)管法工藝流程

圖3 灌注混凝土現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)示意圖

混凝土灌注施工控制要點(diǎn)如下：

（1）全面檢查鋼筋籠、導(dǎo)管、預(yù)埋件安設(shè)情況，并實(shí)施密閉試驗(yàn)，確?；炷凉嘧㈨樌M(jìn)行。

（2）設(shè)置料斗、隔水栓等設(shè)施，確?；炷翝仓B續(xù)性。

（3）嚴(yán)格控制混凝土施工配合比，保證其和易性、流動(dòng)性滿足要求。

（4）混凝土澆筑過程中，應(yīng)確保澆筑連續(xù)性，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度，保證其處于混凝土內(nèi)部2~6 m范圍內(nèi)，并嚴(yán)格控制導(dǎo)管提升高度。

（5）混凝土澆筑至設(shè)計(jì)位置時(shí)，通常超灌30 mm，確保樁頂漿體鑿除后標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。

（6）混凝土澆筑完成后，應(yīng)安排專人進(jìn)行樁身養(yǎng)護(hù)，確保樁基在短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 橋梁工程鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制措施

4.1 常見質(zhì)量缺陷及防治措施

4.1.1 成孔問題

（1）塌孔：根據(jù)規(guī)范要求科學(xué)制備泥漿，在雜填土、軟基層等地質(zhì)條件較差區(qū)域，應(yīng)科學(xué)調(diào)整鉆孔速度；地下水位較高時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大水頭。

（2）縮徑：根據(jù)鉆孔直徑及地質(zhì)條件科學(xué)選擇鉆頭，確保鉆孔質(zhì)量滿足要求；實(shí)時(shí)檢查鉆頭情況，發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)更換；在容易發(fā)生縮孔位置，應(yīng)合理調(diào)整泥漿黏稠度。

（3）樁孔偏斜：鉆機(jī)準(zhǔn)確就位，并保證其垂直度、穩(wěn)定性滿足要求，鉆進(jìn)時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)并進(jìn)行校正；嚴(yán)格檢查鉆頭、鉆桿性能，嚴(yán)禁使用缺陷鉆具；土質(zhì)硬度較大部位，應(yīng)合理控制鉆進(jìn)速率，避免強(qiáng)行鉆進(jìn)；針對(duì)出現(xiàn)傾斜的鉆孔，應(yīng)通過勻速、緩慢、上下重復(fù)掃孔，實(shí)施糾偏處理。

4.1.2 鋼筋籠安裝問題

標(biāo)高不一致：鋼筋籠安設(shè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制垂直度，確保滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求；科學(xué)設(shè)置保護(hù)層墊塊，嚴(yán)格控制墊塊間距；準(zhǔn)確確定吊筋長(zhǎng)度，鋼筋籠安裝時(shí)仔細(xì)核對(duì)。

鋼筋籠上浮：嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行混凝土拌置，坍落度控制在（200±20）mm，確保具有良好的和易性；嚴(yán)格控制混凝土澆筑速率，保證導(dǎo)管埋置深度處于2~6 m之間。

4.1.3 混凝土灌注問題

（1）堵管：嚴(yán)格控制混凝土坍落度、水灰比、和易性、初凝時(shí)間等各項(xiàng)指標(biāo)，保證達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；灌注導(dǎo)管應(yīng)順直，管壁平滑、密閉性良好。

（2）樁頂混凝土密實(shí)度不足：超灌3~5 cm；高程確認(rèn)時(shí)，為防止泥漿干擾，采用現(xiàn)場(chǎng)取樣方式進(jìn)行檢查，當(dāng)頂部試樣全是混凝土?xí)r，證明標(biāo)高滿足要求。

（3）斷樁：清孔應(yīng)徹底，確保底部沉渣、泥漿完全清除；灌注時(shí)嚴(yán)格控制導(dǎo)管提升速度，確保導(dǎo)管埋深滿足要求，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。

4.2 質(zhì)量管理制度

該橋梁工程施工時(shí)，建立了科學(xué)有效的質(zhì)量控制體系，主要有圖審制度、施工圖審核制度、技術(shù)方案及技術(shù)交底制度等?，F(xiàn)以技術(shù)交底制度分析：

（1）施工前編寫施工手冊(cè)，對(duì)項(xiàng)目管理人員實(shí)施工作任務(wù)交底。

（2）實(shí)際作業(yè)時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的施工工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交底，并針對(duì)關(guān)鍵工序、關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指導(dǎo)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員對(duì)班組長(zhǎng)實(shí)施技術(shù)交底，并形成書面文件。

（4）技術(shù)交底以書面形式為主，具體包含文字說明、結(jié)構(gòu)圖表等內(nèi)容，按標(biāo)準(zhǔn)形式準(zhǔn)備齊全并歸檔備查。

4.3 質(zhì)量保證措施

4.3.1 質(zhì)量保證

科學(xué)選擇施工隊(duì)伍，確保具有較強(qiáng)的專業(yè)性、實(shí)踐性，對(duì)施工人員及相關(guān)施工內(nèi)容實(shí)施全面監(jiān)督管控，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況實(shí)施巡查，結(jié)合巡查情況采取合理的獎(jiǎng)懲措施。嚴(yán)格落實(shí)制度化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化施工，采取樣板先行的施工理念。施工中全面采取信息化管控，對(duì)施工中存在的技術(shù)難點(diǎn)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)施重點(diǎn)控制，制定科學(xué)詳細(xì)的施工技術(shù)方案，保證工程施工質(zhì)量。

4.3.2 思想保障

強(qiáng)化工作人員質(zhì)量意識(shí)，使其全面意識(shí)到質(zhì)量管控的重要作用。積極吸收和借鑒類似工程管理經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)處理施工管理中存在的問題。評(píng)優(yōu)、評(píng)模、技能比賽中，實(shí)行質(zhì)量控制意識(shí)優(yōu)先的原則，采取一票否決制。

4.3.3 技術(shù)保證

（1）設(shè)計(jì)圖紙采取逐級(jí)會(huì)審制，技術(shù)方案實(shí)施逐級(jí)交底，并形成書面記錄，以備核查。

（2）強(qiáng)化日常質(zhì)量管控，不斷完善質(zhì)量檢查制度，確保實(shí)施全過程質(zhì)量控制，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

（3）如實(shí)編寫施工技術(shù)資料，確保真實(shí)性、準(zhǔn)確性，能全面體現(xiàn)實(shí)際施工情況，符合工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

（4）科學(xué)編寫施工組織設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格按計(jì)劃執(zhí)行，對(duì)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序應(yīng)留取必要的影像資料。

（5）根據(jù)規(guī)范要求辦理工程變更，資料、證據(jù)齊全。

（6）加強(qiáng)原材料控制，所有原材料進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)對(duì)其性能指標(biāo)、型號(hào)、生產(chǎn)廠家進(jìn)行嚴(yán)格檢查，滿足要求后方可入場(chǎng)使用。

5 結(jié)論

綜上所述，該文公路橋梁工程施工案例，對(duì)橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)實(shí)施全面探究。闡述了其成孔方法及施工特點(diǎn)，并從鋼護(hù)筒安裝、鉆機(jī)架設(shè)、鉆孔、清孔、鋼筋籠安設(shè)、水下混凝土灌注等方面全方位分析了其施工技術(shù)要點(diǎn)；指出了施工中常見的質(zhì)量問題，并提出了針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，建立了科學(xué)完備的質(zhì)量管控體系。實(shí)踐證明，該路橋工程施工過程中未產(chǎn)生嚴(yán)重質(zhì)量缺陷，達(dá)到了預(yù)期管理目標(biāo)。