橋梁沖擊式鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

余勇強(qiáng)

（江西省現(xiàn)代路橋工程集團(tuán)有限公司，江西上饒 334000）

0 引言

沖擊式鉆孔灌注樁是當(dāng)前公路橋梁建設(shè)施工非常重要的技術(shù)之一，對(duì)于提高施工技術(shù)水平發(fā)揮了積極作用。該技術(shù)在公路橋梁施工中有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅可以保證工程的質(zhì)量，還能夠延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命，對(duì)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展有著極為重要的意義。

但是從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，鉆孔灌注樁施工有著一定的隱蔽性，很多細(xì)節(jié)容易被忽略，造成安全和質(zhì)量隱患，給整個(gè)橋梁的運(yùn)行帶來(lái)不利影響。因此，施工單位要加強(qiáng)沖擊式鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用和研究，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝方案和標(biāo)準(zhǔn)，確定施工工藝參數(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量管控，切實(shí)提高公路橋梁施工總體水平[1]。

1 沖擊式鉆孔灌注樁施工要求

沖擊式鉆孔灌注樁施工之前，需要由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工方案的設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件進(jìn)行全方位的勘查，掌握現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，確保橋梁施工順利進(jìn)行。

在公路橋梁設(shè)計(jì)階段，首先，要明確鉆孔樁的長(zhǎng)度；其次，要對(duì)樁體結(jié)構(gòu)的承載性能進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算；最后，要確定具體的施工尺寸參數(shù)，以此保證公路橋梁可以達(dá)到安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

2 工程基本情況分析

某公路橋梁項(xiàng)目長(zhǎng)度為6850m，寬度為42m，整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有1612 根鉆孔灌注樁，直徑分別為1.2m、1.3m、1.8m。本文通過(guò)靜載試驗(yàn)的方式檢測(cè)鉆孔灌注樁的質(zhì)量是否達(dá)到工程要求，確保樁基結(jié)構(gòu)承載性能合格。

3 選擇合適的施工工藝方案

3.1 明確工藝流程

沖擊式鉆孔灌注樁施工中，施工工藝流程相對(duì)比較復(fù)雜，主要包括成孔—清孔—鋼筋籠下放—導(dǎo)管下放—二次清孔—澆筑等工序，形成整體的樁體結(jié)構(gòu)。

3.2 做好現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

橋梁工程現(xiàn)場(chǎng)施工開(kāi)始之前，施工單位應(yīng)組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，并確定施工工藝流程，保證各項(xiàng)工作可以順利實(shí)施。施工準(zhǔn)備為后續(xù)工作的順利開(kāi)展提供基礎(chǔ)，如果準(zhǔn)備階段存在嚴(yán)重失誤，將會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工受到較大影響，不僅影響工程的質(zhì)量和安全，還會(huì)延誤工期，給企業(yè)帶來(lái)較大的損失。實(shí)施前需要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行全面審查，確保設(shè)計(jì)方案符合工程的施工建設(shè)要求，消除影響施工質(zhì)量和安全的因素。在現(xiàn)場(chǎng)施工的過(guò)程中，有很多因素都會(huì)造成安全事故的發(fā)生，所以施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，制訂完善的應(yīng)急預(yù)案，并且對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)，提高應(yīng)急處理水平，將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的事故影響降到最低。在施工前還需對(duì)周邊的水源進(jìn)行全面調(diào)查，確保鉆孔灌注樁施工技術(shù)可以順利應(yīng)用。在水源接口的位置上設(shè)置沉淀池和泥漿池，確保水泥漿的性能合格，達(dá)到循環(huán)利用的目的。鉆孔灌注樁施工開(kāi)始之前，每天都要使用導(dǎo)管進(jìn)行水位的檢測(cè)，掌握水質(zhì)條件，并且進(jìn)行試驗(yàn)分析，確保水質(zhì)合格。施工單位應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目施工的實(shí)際情況，建設(shè)混凝土站點(diǎn)，保證充足的混凝土材料供應(yīng)，確保現(xiàn)場(chǎng)施工的連續(xù)性[2]。技術(shù)人員應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的檢測(cè)分析，如果發(fā)現(xiàn)存在任何的問(wèn)題，則需要及時(shí)組織相關(guān)技術(shù)人員處理。

3.3 加強(qiáng)泥漿質(zhì)量控制

此次工程項(xiàng)目選用的是高黏度黏土或者膨潤(rùn)土進(jìn)行泥漿材料的配置，利用自然造漿的方法進(jìn)行護(hù)壁處理，并通過(guò)試驗(yàn)確定具體的指標(biāo)和配比方案，具體技術(shù)參數(shù)如表1 所示[3]。

表1 泥漿參考指標(biāo)（部分）

4 沖擊式鉆孔灌注樁施工

4.1 落實(shí)護(hù)筒埋設(shè)施工質(zhì)量管理

沖擊式鉆孔灌注樁施工包含的工序非常多，需要各個(gè)環(huán)節(jié)相互配合，才能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，提高施工技術(shù)水平，保證橋梁工程的性能合格。

在施工之前，第一，要進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)，確?？妆诮Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性合格，同時(shí)還能預(yù)防坍塌，保證孔口的穩(wěn)定性。第二，技術(shù)人員應(yīng)用專(zhuān)業(yè)性的測(cè)繪儀器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，確定合適的施工位置，避免因?yàn)槭┕の恢貌划?dāng)而影響結(jié)構(gòu)的性能。第三，結(jié)合測(cè)量后的數(shù)據(jù)信息以及設(shè)計(jì)圖紙對(duì)護(hù)筒安裝的位置進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在偏差，則應(yīng)該及時(shí)做出改進(jìn)和調(diào)整。第四，結(jié)合具體的安裝位置進(jìn)行護(hù)筒相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)，比如長(zhǎng)度、寬度等，確保護(hù)筒和灌注樁平行設(shè)置，并且和地面保持垂直。第五，加強(qiáng)護(hù)筒穩(wěn)定性的控制。在護(hù)筒安裝工作結(jié)束之后，現(xiàn)場(chǎng)工作人員利用水泥等材料穩(wěn)定護(hù)筒底部，確保護(hù)筒設(shè)置符合工程的要求。沖擊式鉆孔灌注樁施工對(duì)于護(hù)筒制作的要求非常高，當(dāng)前主要是應(yīng)用厚度為8mm 的鋼板制作，內(nèi)徑通常要大于樁體直徑20cm 左右。在制作過(guò)程中，應(yīng)該保證整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能合格，不會(huì)在施工中發(fā)生結(jié)構(gòu)變形或者損壞的情況。此外，在護(hù)筒埋設(shè)的過(guò)程中，要將傾斜度控制在1%以?xún)?nèi)，平整度偏差不宜超過(guò)50mm，并對(duì)其進(jìn)行加固處理，確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[4]。

4.2 加強(qiáng)鉆孔階段管控

沖擊式鉆孔灌注樁施工中，鉆進(jìn)成孔是重要的施工工序，對(duì)于整個(gè)樁體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量有著非常重要的影響。為了能保證工程的質(zhì)量合格，在鉆孔施工中要加強(qiáng)管控，嚴(yán)格做好各個(gè)技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)和分析，保證結(jié)構(gòu)的性能合格。同時(shí)，需要綜合考慮工程的設(shè)計(jì)方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇合適的鉆孔施工方式，確保鉆孔施工滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在鉆孔實(shí)施階段，要加強(qiáng)沖擊力度的控制。如果遇到地質(zhì)條件比較堅(jiān)硬的情況，比如有硬度較高的巖石，則可以采用爆破的方式進(jìn)行處理；對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較松軟的情況，則采取小沖程的方式進(jìn)行處理。沖擊成孔鉆進(jìn)過(guò)程中，護(hù)筒和樁架應(yīng)始終保持垂直布置，鉆孔的偏差必須控制在合理的范圍之內(nèi)。如果在鉆孔操作的過(guò)程中存在傾斜度超出誤差極限的情況，則應(yīng)該立即停止施工，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。在鉆進(jìn)到規(guī)定深度之后，不要立即提升鉆頭，而應(yīng)該在該位置上保持空轉(zhuǎn)幾分鐘，然后再提升。鉆孔工作結(jié)束之后，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生比較多的殘?jiān)?，要及時(shí)進(jìn)行清孔處理。鉆孔工作中應(yīng)加強(qiáng)鉆進(jìn)速度的控制，配合使用水泥砂漿穩(wěn)定孔壁，及時(shí)排出殘?jiān)?，并且?duì)孔洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，做好孔洞的保護(hù)[5]。

4.3 清孔作業(yè)

為了確?；炷凉嘧⑹┕ぶ翱椎椎某猎穸仍谝?guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，灌注前需要進(jìn)行二次清孔作業(yè)。目前，二次清孔施工以氣舉排渣法為主要方式。該方法通過(guò)使用氣舉排渣器實(shí)現(xiàn)氣液的混合，利用密度差將底部的沉渣排出。二次清孔作業(yè)結(jié)束之后，要保證底部500mm 范圍之內(nèi)的泥漿比重在1.25 以?xún)?nèi)，黏度不超過(guò)28s，沉渣厚度在50mm 以下。清孔工作全部結(jié)束之后，應(yīng)該有足夠高的水頭，并且需要在30min 之內(nèi)完成灌注作業(yè)。如果無(wú)法在30min 之內(nèi)完成，則需要再次進(jìn)行清孔作業(yè)，并檢測(cè)泥漿指標(biāo)。

4.4 安裝鋼筋籠與聲測(cè)管。

此次工程項(xiàng)目選擇使用整體鋼筋籠下放的施工方式，現(xiàn)場(chǎng)安裝鋼筋籠臺(tái)座，以確保下放過(guò)程的安全性。具體工作流程如下：

首先，對(duì)鋼筋籠進(jìn)行質(zhì)量檢查，保證各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和性能都符合要求，細(xì)節(jié)部分不存在任何質(zhì)量問(wèn)題。

其次，在合適的位置上設(shè)置剪刀支撐，以防止在吊裝過(guò)程中發(fā)生變形。

再次，對(duì)于長(zhǎng)度在38m 以上的鋼筋籠，采取分兩段的方式進(jìn)行吊裝作業(yè)，兩段的長(zhǎng)度比例按照2∶1 設(shè)置，鋼筋籠的連接要達(dá)到穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，以提高結(jié)構(gòu)的性能。

最后，在吊裝鋼筋籠的環(huán)節(jié)，合理地調(diào)整保持架的位置，確保鋼筋籠不會(huì)和孔壁直接接觸，以免引發(fā)孔壁坍塌?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員如果發(fā)現(xiàn)存在任何問(wèn)題，則應(yīng)該立即停止施工，避免造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。

鋼筋籠安裝的環(huán)節(jié)同時(shí)進(jìn)行聲測(cè)管的設(shè)置，主要是按照等邊三角形或者四邊形的方式進(jìn)行安裝作業(yè)。將一根聲測(cè)管對(duì)正路線(xiàn)前進(jìn)方向，兩根管道保持平行設(shè)置，并確保定位精度合格。聲測(cè)管連接的部位保證穩(wěn)定性，還要進(jìn)行密封處理，預(yù)防在施工過(guò)程中被砂漿、雜質(zhì)堵住而無(wú)法使用。聲測(cè)管埋設(shè)的過(guò)程中，需要使用清水對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行沖洗，確保通暢。

4.5 灌注水下混凝土

上述各項(xiàng)工作結(jié)束之后，需要進(jìn)行全面的檢查，設(shè)置漏斗和隔水膠球，并且將導(dǎo)管提升到距離鉆孔底部0.5m 的位置上?；炷凉嘧⒘繎?yīng)該控制在導(dǎo)管埋設(shè)深度的0.8～1.3m 之間，每一次灌注施工都要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的要求，保證坍落度達(dá)到工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且標(biāo)注好施工編號(hào)。同時(shí)，需要制作現(xiàn)場(chǎng)混凝土試件，為后續(xù)的養(yǎng)生和質(zhì)量管理提供依據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)灌注過(guò)程中，按照施工工藝的要求，將導(dǎo)管埋入3～8m 深度的位置上。隨著灌注作業(yè)持續(xù)進(jìn)行，逐步向上提升導(dǎo)管，每次提升高度在6m 以?xún)?nèi)，不得直接將導(dǎo)管全部提出?；炷凉嘧h(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)材料質(zhì)量的管控和分析，如果發(fā)現(xiàn)存在離析、結(jié)塊等情況，則禁止投入工程中使用。在現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土?xí)r，容易發(fā)生鋼筋籠上浮的問(wèn)題，所以需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的監(jiān)督管控。

5 沖擊式鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制

5.1 加強(qiáng)施工前管控

沖擊式鉆孔灌注樁施工之前，需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的審核，確保其符合行業(yè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格執(zhí)行工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不得與現(xiàn)場(chǎng)施工存在過(guò)大的偏差。施工之前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況制訂合適的應(yīng)急預(yù)案，確保在發(fā)生突發(fā)性事件時(shí)能夠采取有效的處理措施。工程實(shí)施之前，準(zhǔn)備好所有的施工材料和機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行全面的監(jiān)督檢查，確保各個(gè)部件的性能和質(zhì)量合格，不存在影響施工效果的因素。

5.2 施工環(huán)節(jié)質(zhì)量管控

沖擊式鉆孔灌注樁施工的階段要加強(qiáng)各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)督與管控，主要是從垂直度、深度、泥漿質(zhì)量、清孔等環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督管理。在成孔的環(huán)節(jié)，要對(duì)垂直度加強(qiáng)檢測(cè)和控制，確保鋼筋籠吊放和導(dǎo)管安裝不會(huì)受到任何影響。如果經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)垂直度不合格，則要及時(shí)采取修正處理措施，禁止直接下放鋼筋籠。要確保鉆機(jī)定位精度合格，底部基礎(chǔ)要達(dá)到穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，這是影響垂直度的關(guān)鍵。鋼套筒埋設(shè)工作結(jié)束之后，使用現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)行安裝位置和垂直度方面的檢測(cè)，確保達(dá)到工程的施工標(biāo)準(zhǔn)。泥漿對(duì)于成孔的質(zhì)量有著直接的影響，所以現(xiàn)場(chǎng)配置泥漿時(shí)，需要加強(qiáng)各項(xiàng)參數(shù)的控制。鉆孔環(huán)節(jié)要加強(qiáng)鉆進(jìn)速度的控制，鉆頭的提升速度要嚴(yán)格管控，避免引發(fā)坍塌、縮頸等問(wèn)題。

5.3 加強(qiáng)鋼筋籠施工的質(zhì)量管控

在現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土?xí)r，鋼筋籠上浮的情況比較常見(jiàn)，多數(shù)是因?yàn)榛炷凉嘧⑺俣冗^(guò)快，產(chǎn)生較大的反沖力而造成鋼筋籠上浮。因此，在現(xiàn)場(chǎng)澆筑環(huán)節(jié)，如果發(fā)生鋼筋上浮的問(wèn)題，則應(yīng)該立即停止灌注施工，并且對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行反復(fù)振動(dòng)處理。鋼筋籠的吊裝非常重要，要選擇合適的吊裝點(diǎn)位，達(dá)到穩(wěn)固性的要求，保證不會(huì)在吊裝過(guò)程中出現(xiàn)鋼筋籠結(jié)構(gòu)變形的問(wèn)題。如果在現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土的環(huán)節(jié)出現(xiàn)鋼筋籠下沉的情況，多數(shù)是因?yàn)榈跹b結(jié)構(gòu)的焊接穩(wěn)定性不足所引起的，需要及時(shí)采取加固處理措施，確?，F(xiàn)場(chǎng)吊裝工作順利完成。

6 結(jié)語(yǔ)

公路橋梁是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮著極為重要的作用，所以必須加強(qiáng)公路橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用和管理，以保證橋梁工程的質(zhì)量合格。目前的橋梁工程建設(shè)中，沖擊式鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，該技術(shù)可以提高現(xiàn)場(chǎng)的施工效率和質(zhì)量，確保橋梁性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。沖擊式鉆孔灌注樁現(xiàn)場(chǎng)施工有著較高的復(fù)雜性，多方面因素會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)的分析和控制，發(fā)揮出先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，切實(shí)提升橋梁工程建設(shè)水平，促進(jìn)我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。