路橋工程中鉆孔灌注樁技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)研究

摘要：準(zhǔn)確掌握鉆孔灌注樁技術(shù)的要點(diǎn)，對于提高路橋工程質(zhì)量、確保施工安全具有重要意義?；诖?，詳細(xì)介紹路橋工程中鉆孔灌注樁技術(shù)流程、操作方法以及注意事項(xiàng)。通過分析制備泥漿、開孔作業(yè)與沖孔作業(yè)、抽渣與清孔處理、鋼筋籠制作與下放、水下混凝土灌注施工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，闡述在施工過程中應(yīng)關(guān)注的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：路橋工程；鉆孔；灌注樁；要點(diǎn)

0 引言

在路橋工程中，鉆孔灌注樁技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用極為廣泛的基礎(chǔ)工程技術(shù)。該技術(shù)利用機(jī)械鉆孔的方式，在土層中形成樁孔，并在其中放置鋼筋籠并澆筑混凝土，從而形成具有高承載能力的樁基。準(zhǔn)確掌握鉆孔灌注樁技術(shù)的要點(diǎn)，對于提高路橋工程質(zhì)量、確保施工安全具有重要意義。基于此，本文重點(diǎn)探討鉆孔灌注樁技術(shù)在路橋工程中的施工要點(diǎn)。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

某高速公路橋梁是一座裝配式局部預(yù)應(yīng)力箱梁橋，其上部結(jié)構(gòu)采用薄壁空心墩和雙柱式橋臺，而其基礎(chǔ)則采用現(xiàn)澆注漿式樁基[1]。全橋共計(jì)有190個樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)全長4260m。該橋的樁基分為3級，第一級樁徑為1.5m，樁全長700m；第二級樁徑也為1.5m，標(biāo)高為1.8m，樁全長2880m；第三級樁徑同樣為1.5m，標(biāo)高為2m，樁全長680m。

1.2 地質(zhì)狀況

通過對該橋的詳細(xì)勘測和設(shè)計(jì)資料的分析，發(fā)現(xiàn)該橋樁基所跨越的土層結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。其主要由粉質(zhì)黏土、亞黏土、粉細(xì)砂和粗砂層等多種土質(zhì)構(gòu)成，這些土層不僅物理性質(zhì)差異較大，而且還會出現(xiàn)不均勻的粘性土分布[2]。這種多種土質(zhì)的組合導(dǎo)致該區(qū)域的地質(zhì)情況相對較差。此外，該區(qū)域的地表呈現(xiàn)出軟塑性構(gòu)造，這意味著其地表層的土壤容易受到壓縮和變形。更嚴(yán)重的是，中層土壤還具有易液化的特性，這意味著在一定外力作用下，這部分土壤可能會失去承載能力，導(dǎo)致樁基下沉或位移。底部則呈現(xiàn)中密的特性，說明其具有一定的承載能力，但仍然屬于偏斜地質(zhì)地段，需要特別注意。

1.3 工程難點(diǎn)

在施工過程中，為了保證施工質(zhì)量，需對樁位中心偏差進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其在-100～100mm之間。同時要求樁的傾斜度不得超過1%，且樁徑應(yīng)比設(shè)計(jì)樁徑大，樁長也不得小于設(shè)計(jì)樁長。

該高速公路橋梁的樁基施工是一個復(fù)雜的工程，需要考慮地質(zhì)條件、施工工藝等多個方面。施工單位在施工前必須進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘測BF9c7U27isRaono/VPvrfQ==和設(shè)計(jì)工作，并嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作，以確保施工質(zhì)量。

2 鉆孔灌注樁施工流程及要點(diǎn)

路橋工程鉆孔灌注樁施工流程如圖1所示。本文通過分析泥漿制備、鉆孔作業(yè)、抽渣與清孔處理、鋼筋籠制作與下放、水下混凝土灌注施工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，闡述在施工過程中應(yīng)關(guān)注的要點(diǎn)。

2.1 泥漿制備

2.1.1 泥漿的作用

在鉆孔灌注樁施工過程中，泥漿質(zhì)量對成孔質(zhì)量和可靠性起著至關(guān)重要的作用。優(yōu)質(zhì)的泥漿能夠在孔壁上形成高密度、低滲透和高黏度的保護(hù)層，有效防止塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。同時，泥漿能夠提高靜水壓力，進(jìn)一步穩(wěn)定孔壁結(jié)構(gòu)。

2.1.2 泥漿關(guān)鍵參數(shù)及其計(jì)算

泥漿在鉆孔灌注樁施工中扮演著重要的角色。通過合理配置和管理泥漿，可以有效地提高成孔質(zhì)量和施工安全性，為工程建設(shè)提供有力保障。泥漿的密度是衡量其質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。如果泥漿密度過小，可能導(dǎo)致孔壁塌陷、穿孔和埋鉆等施工事故[3]。相反，如果泥漿密度過大，可能會導(dǎo)致混凝土無法順利頂升，影響施工效果。

在配制泥漿時，必須根據(jù)工程實(shí)際情況和地質(zhì)條件，選擇合適的材料和配比，確保泥漿的密度、黏度和穩(wěn)定性等指標(biāo)符合施工要求。同時，在施工過程中，還需要對泥漿的性能進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整，以保證成孔質(zhì)量和施工安全[4]。

泥漿的密度是衡量其質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。在制備泥漿時，使用以下數(shù)學(xué)公式來計(jì)算泥漿的密度：

rn=mn/Vn （1）

式中：rn代表泥漿的密度，mn代表泥漿中固體顆粒的質(zhì)量，Vn代表泥漿的總體積。

為了確保泥漿的穩(wěn)定性，還需要控制泥漿中的黏土含量。通常使用以下數(shù)學(xué)公式來計(jì)算黏土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

W=（m1-m0）/mn （2）

式中：W代表黏土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，m1代表黏土的質(zhì)量，m0代表清水的質(zhì)量。

通過以上數(shù)學(xué)公式的計(jì)算和控制，制備出符合施工要求的優(yōu)質(zhì)泥漿，從而確保鉆孔灌注樁技術(shù)的順利實(shí)施[5]。

2.2 鉆孔作業(yè)

若孔口的地質(zhì)情況為人工充填，則應(yīng)在鉆孔開始之前，先在鉆孔中填充一定數(shù)量的黏土，然后摻入不超過15cm的碎石。接著把這些原料磨平，以保證孔的平面度。

可先采用小行程沖打，根據(jù)現(xiàn)場條件，進(jìn)行幾次沖孔作業(yè)，以使孔內(nèi)填充物更加致密，提高孔的穩(wěn)定性[6]。待沖錘至鉆頭頂端距護(hù)筒下方1m處，采用高行程常規(guī)鉆進(jìn)，直到鉆完為止，以確?？妆诘姆€(wěn)定性和完整性。這樣可以有效地避免開孔過程中因沖擊振動而造成鄰近孔洞坍塌，提高施工安全性。

在沖孔作業(yè)實(shí)施過程中，鉆孔進(jìn)程受到地質(zhì)條件的顯著影響。對于那些容易發(fā)生塌孔的現(xiàn)場土質(zhì)，為保證孔壁穩(wěn)定，推薦采用0.5m行程沖孔?？稍阢@孔中摻入黏土，以增加泥漿的濃稠度及較高的密實(shí)度。另外，可在孔壁中摻入卵石、碎石、碎石塊，以保證泥漿對孔壁的穩(wěn)定。針對黏土地層，為保證鉆孔穩(wěn)定，防止出現(xiàn)埋鉆、卡鉆等現(xiàn)象，推薦采用中行程打孔（通常推薦使用0.75m行程），用低濃度的泥漿優(yōu)化鉆孔效果。

當(dāng)沖孔過程中遇到巖石或密度較高的卵石層時，為了確保該區(qū)段內(nèi)的沖孔質(zhì)量，將沖程提升至1.0m左右。通過采用高沖程施工的方法，能夠有效地處理此類地層問題，確保沖孔作業(yè)的順利進(jìn)行。

2.3 排渣與清孔

2.3.1 排渣

在鉆孔工作到護(hù)筒下面4～5m時，即可進(jìn)行排渣處理。利用排渣器，對井中殘留物進(jìn)行有效地清理。為保證排渣質(zhì)量，還應(yīng)按水泥漿比重適時調(diào)整水、泥的配比，這對提高排渣工作的穩(wěn)定性和保證鉆孔清潔有重要意義。通過持續(xù)關(guān)注泥漿比重，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以確保抽渣作業(yè)順利進(jìn)行，并為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)。

2.3.2 清孔

在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高要求后，為了確保孔底的清潔度，需要立即開展清孔作業(yè)。采用空氣吸泥機(jī)進(jìn)行清孔操作，其基本原理如圖2所示。清孔工作應(yīng)當(dāng)迅速進(jìn)行，以避免因孔內(nèi)沉渣和沉積物增多而增加清孔的難度和工作量。為了確保清孔效果，鉆孔結(jié)束與清孔工作之間的間隔時間不宜太長。在清孔環(huán)節(jié)，還需要特別注意保持孔內(nèi)水頭的穩(wěn)定。

水頭的穩(wěn)定性是非常重要的[7]，在保證水位穩(wěn)定的前提下，增加泥漿的比重或提高孔內(nèi)液體的循環(huán)，有利于預(yù)防坍塌。通過及時清孔并保持孔內(nèi)水頭的穩(wěn)定，可以有效地減少清孔工作量，提高工作效率，并確保施工過程中的安全性和穩(wěn)定性。

2.4 鋼筋籠施工

2.4.1 鋼筋籠制作與運(yùn)輸

在制作鋼筋籠過程中，質(zhì)量控制至關(guān)重要。為了確保質(zhì)量可靠，鋼筋籠必須經(jīng)過質(zhì)量驗(yàn)收部門的嚴(yán)格檢查和驗(yàn)收。在鋼筋籠運(yùn)輸過程中，需要采取有效的保護(hù)措施，防止其在輸送過程中受到損壞[8]。鋼筋籠生產(chǎn)現(xiàn)場與現(xiàn)場可能有較大的偏差，導(dǎo)致其在運(yùn)輸中出現(xiàn)質(zhì)量變形和彎曲等問題。為保證鋼筋籠的平穩(wěn)運(yùn)送，應(yīng)采用穩(wěn)固裝置、加固支架等有效措施，防止施工中出現(xiàn)事故。

2.4.2 鋼筋籠吊裝

在吊裝過程中，需采用兩條等長的吊索作吊點(diǎn)，一條鋼絲繩用來固定鋼筋籠，另外一條鋼絲繩對鋼絲籠進(jìn)行加固，以有效地減少鋼筋籠與孔壁之間的碰撞，確保鋼筋籠的完整性和穩(wěn)定性。多數(shù)鋼筋籠都需要進(jìn)行接頭安裝，在進(jìn)行接頭安裝時，必須嚴(yán)格控制接頭的質(zhì)量，確保其牢固可靠。同時，在主筋與箍筋上需要安裝混凝土墊塊，以保證鋼筋籠的結(jié)構(gòu)不受損壞。

2.4.3 鋼筋籠下放

在進(jìn)行鋼筋籠的下放過程中，要注意控制下放速率，防止由于下降過快而引起鋼筋籠與孔壁的過分撞擊。過快的下放速度不僅可能損壞鋼筋籠的結(jié)構(gòu)，還可能影響鉆孔的質(zhì)量。在下放過程中，需要實(shí)時監(jiān)測鉆孔中的水位變化，確保施工過程的順利進(jìn)行。如果發(fā)現(xiàn)任何問題或存在難以預(yù)測的事故隱患時，需要及時采取相應(yīng)的解決措施，確保施工安全和質(zhì)量。

2.5 水下混凝土灌注施工

在混凝土澆筑施工中，拌和料的質(zhì)量是影響混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵因素。要保證混凝土的澆筑效果，就需要對混凝土進(jìn)行科學(xué)拌和，并對混凝土質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制?；炷凉嘧⑷鐖D3所示。

2.5.1 施工前準(zhǔn)備

在正式灌注前，必須認(rèn)真地檢查灌注的混凝土高度和鉆孔樁的實(shí)際位置，以防止出現(xiàn)樁徑過長或過短、樁位偏移等問題。

2.5.2 施工要點(diǎn)

在灌注施工時，要注意回水情況，對鉆孔的具體條件進(jìn)行仔細(xì)地分析。在此基礎(chǔ)上，對鉆孔灌注樁進(jìn)行科學(xué)地分析與評判，以進(jìn)一步提升其穩(wěn)定與安全。在水下混凝土灌注施工中，混凝土需求量可以通過下述公式計(jì)算得出：

V=pD2/4（H1-H2）+pd2/4h1 （3）

式中：V代表第一次澆注混凝土的用量；D代表樁孔直徑；H1代表樁孔底部到導(dǎo)管底部的距離，通常為0.4m。H2代表導(dǎo)管初次埋置深度；d代表導(dǎo)管內(nèi)徑；h1代表樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度。

在管道中，水泥樁需要使管道外部壓力（或泥漿）保持平衡，通常將下述公式作為泥漿配置的依據(jù)：

q=VP1=[（P2-P3）/（P1-P3）]h1 （4）

式中：q代表泥漿配置比例，P1代表黏土密度，P2代表要求的泥漿密度，P3代表水的密度。

2.5.2 施工后檢驗(yàn)

施工完成后，還要檢驗(yàn)鉆孔灌注樁的成型情況和固化效果。通過這些檢驗(yàn)，可以進(jìn)一步確定混凝土灌注的質(zhì)量，確保其滿足施工要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 安全管控措施

在鉆孔灌注樁施工過程中，安全問題不容忽視。首先，要對工程機(jī)械進(jìn)行定期檢修，以保證其使用的安全性、可靠性。其次，在施工過程中，應(yīng)設(shè)置安全警示標(biāo)志和安全防護(hù)設(shè)施，防止意外事故的發(fā)生。此外，應(yīng)對施工人員進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)，提高他們的安全意識和自我保護(hù)能力。同時，應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全監(jiān)管工作，確保各項(xiàng)安全措施得到有效執(zhí)行。

3 結(jié)束語

本文詳細(xì)介紹路橋工程中鉆孔灌注樁技術(shù)流程、操作方法以及注意事項(xiàng)。通過分析制備泥漿、開孔作業(yè)與沖孔作業(yè)、抽渣與清孔處理、鋼筋籠制作與下放、水下混凝土灌注施工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，闡述在施工過程中應(yīng)關(guān)注的要點(diǎn)，相關(guān)研究成果可為類似工程提供借鑒和參考。

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