高速公路橋梁樁基施工關鍵技術分析

摘要 文章旨在探討高速公路橋梁樁基施工關鍵技術，介紹了樁基施工在高速公路橋梁建設中的重要性，并概述了樁基施工的基本流程和主要技術環(huán)節(jié)，詳細分析了灌注樁施工中的關鍵技術，包括樁位測量與放樣、護筒埋設、鋼筋籠制作與吊裝、混凝土灌注等工序，并強調了各環(huán)節(jié)的質量控制要點，結合工程實例，對高速公路橋梁樁基施工的關鍵技術進行了實際應用分析。

關鍵詞 高速公路；橋梁樁基；施工技術

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）14-0126-04

0 引言

在高速公路建設中，橋梁樁基施工是確保橋梁穩(wěn)定性和安全性的關鍵環(huán)節(jié)。樁基作為橋梁的基礎，其施工質量直接關系到橋梁的整體質量和使用壽命，該文旨在結合工程實例，對關鍵技術進行實際應用分析，探討高速公路橋梁樁基施工流程、主要技術環(huán)節(jié)、質量控制等要點，為類似工程提供參考。

1 工程概況

該項目段位于鹽邊縣新九鄉(xiāng)及紅格鎮(zhèn)境內，起點為新九鄉(xiāng)棉花地，途經紅格鎮(zhèn)花樹村、大龍村、三家村，全長約9.661 km，起止樁號為K406+754～K416+415，設互通1處，服務區(qū)1處。按雙向四車道高速公路標準建設，設計時速80 km/h。

標段內橋梁主要工程量有主線橋29座。樁基分別為Φ1.5 m、Φ1.8 m、Φ2.0 m、Φ2.2 m四種不同直徑，樁基共計658根，鋼筋總量7 923 t，C30水下混凝土18 606.56 m3，聲測管29 457.86 m。合同段項目橋梁主要為跨越山溝而設，最短樁基15 m，最長樁基46 m。為保證施工安全，橋梁樁基成孔施工均采用機械成孔（旋挖鉆鉆孔灌注樁施工方案）。

3 施工方法

3.1 施工方案概述

樁基成孔過程采用旋挖鉆技術，該技術利用底部配備活門的桶式回轉倉，通過旋轉和破碎動作，有效地處理巖土。旋挖過程中，破碎的巖土被直接裝入鉆斗內，隨后，鉆機提升裝置和伸縮鉆桿協(xié)同工作，將鉆頭及鉆斗提出孔外，實現巖土的卸載。這一過程循環(huán)往復，持續(xù)進行取渣和卸渣操作，直至達到設計孔底標高。樁基鋼筋籠采用鋼筋房分段集中加工，利用平板拖車運輸至施工現場安裝。安裝方式采用汽車起重機吊放鋼筋籠。

3.2 測量放樣

鉆孔前先放出樁位點，放樣后四周設十字護樁并埋置護筒。護筒埋置后進行樁位復測，誤差控制在5 cm以內。待監(jiān)理工程師驗收合格后方可進行鉆孔施工。

3.3 埋設護筒

整平施工場地后，進行放線工作，隨后埋設護筒。護筒采用20 mm厚的鋼板精心制作，確保其結構堅固耐用。護筒的內徑設計比樁徑大200 mm，以確保足夠的空間。在旱地條件下，護筒的頂端高出地面30 cm，以防止地面水流和雜物進入。護筒的埋設深度為2.0 m，護筒底部需嵌入較密實的地層中至少0.5 m，以增強其穩(wěn)定性和承載能力。在埋設護筒時，采用旋挖機械進行輔助，先按照樁基設計直徑擴大30 cm進行鉆進，確保護筒能夠順利埋入。護筒埋設完成后，人工進行回填工作，仔細填充護筒周圍的空隙。回填材料選用黏土，并通過夯填方式確保密實，防止孔洞和沉降。在整個過程中，嚴格控制護筒中心線與樁中心線的重合度，確保施工精度和質量。

3.4 鉆孔作業(yè)流程

鉆機進場前，確保地表植被、雜物、積水等被清除，并更換淤泥，之后進行夯填密實處理。在預定的樁位位置鋪設一張鋼板，確保鉆機停位水平且穩(wěn)定，防止產生不均勻沉陷。對鉆桿進行調垂操作，確保其在作業(yè)前處于垂直狀態(tài)。這可通過手動或自動調垂方式實現，確保鉆桿在相對零位±5°范圍內。

將鉆斗接觸地面，并通過顯示器上的清零按鈕記錄鉆頭的原始位置。鉆孔作業(yè)期間，操作人員通過顯示器監(jiān)測鉆孔的實際位置、進尺深度及總孔深。利用三個虛擬儀表（動力頭壓力、加壓壓力、主卷壓力），實時監(jiān)控液壓系統(tǒng)的狀態(tài)。根據地質條件調整進尺速度。例如，在強風化轉為中風化地層時減速，在易縮徑地層中增加掃孔次數，對硬塑層使用高轉速鉆進。當鉆斗裝滿鉆渣后，提出地表，并將其轉運至土方車進行清理，確保施工現場整潔，防止環(huán)境污染。

鉆孔完成后，通過自動或手動方式使鉆機回到初始作業(yè)位置，并通過顯示器監(jiān)控其回位狀態(tài)。利用鉆機自身的三向垂直控制系統(tǒng)，持續(xù)檢查并確保成孔的垂直度。鉆孔過程中，根據地質情況靈活調整鉆進策略，確保成孔質量。及時清理并運走鉆渣，將其運至指定的棄土場或用于施工便道的填筑與維護。在整個鉆孔作業(yè)過程中，安全和質量始終是首要考慮的因素。操作人員需保持高度警惕，確保各項操作準確無誤，從而確保成孔的質量和安全。

3.5 終孔檢查

除鉆孔過程中密切觀察監(jiān)督外，在鉆孔達到設計深度后，將孔深、孔位、孔徑、地質等與設計進行對比，對地質不符合設計的及時上報。檢查結果要符合技術規(guī)范及設計圖紙的有關要求。標準見表1所示：

3.6 清孔

鉆到預定孔深后，必須空轉清空（10 r/min），然后停止轉動，提起鉆桿。二次清孔采用專用平底清空鉆頭進行二次清孔。在清孔過程中需注意鉆桿不得進行加深鉆進和提桿時不得回轉。二次清孔后孔深應比設計孔底高程超深5 cm，端承樁沉渣厚度不大于50 mm，摩擦樁沉渣厚度小于15 cm，施工現場力求做到無沉渣?？咨罴俺猎穸葯z測：清孔前，使用測繩測量鉆孔深度，清孔后，再次利用測繩測量孔深，兩次測量數據進行對比。檢驗標準見表2所示：

3.7 檢孔

清完孔后，利用鉆機放檢孔器，檢孔器順利下到孔底后，認為孔徑合格。檢孔器用鋼筋焊成，外徑為設計樁基直徑，長度為外徑的4倍長度?？讖胶细窈?，用測繩測孔深及沉渣，合格后下鋼筋籠。

3.8 鋼筋籠骨架的制作安裝

鋼筋籠采用在鋼筋加工廠集中加工，現場吊裝連接。根據鋼筋原材料及樁基長度確定鋼筋籠分節(jié)長度。

鋼筋籠主筋采用套筒連接，每一截面上接頭數量不超過50%，接頭應錯開150 cm以上。加強箍筋與主筋連接全部為焊接連接。鋼筋籠的材料、加工、接頭和安裝，應符合設計及規(guī)范要求。鋼筋骨架采用定位箍筋確保保護層厚度，設置數量按豎向每一截面內設置4根，均勻設于加勁筋側面兩根抗扭鋼筋四周，為方便鋼筋籠下料，鋼筋籠底部主筋向內彎曲。

鋼筋籠制作完成后，為確保骨架在起吊過程中保持形狀穩(wěn)定、不變形，對于較長的骨架，需在內部加強骨架結構上焊接三角支撐，此舉能有效增強其剛度。在吊裝過程中，采用兩點吊裝法。第一吊點的小鉤設置在骨架的下部，而第二吊點的大鉤則位于骨架長度的中點到上三分點之間。當骨架離開地面后，第一吊點暫停起吊，繼續(xù)提升第二吊點[1]。隨著第二吊點的上升，逐步放松第一吊點，直至骨架與地面垂直，此時停止起吊。解除第一吊點的連接，檢查骨架是否保持順直，如有彎曲，需及時調整至直線狀態(tài)。當骨架進入孔口時，應小心扶正并緩緩下降，確保不與孔壁發(fā)生碰撞。按照鋼筋籠的吊裝順序，逐個解除之前焊接的三角支撐。當骨架下降到第二吊點附近的加強箍接近孔口時，使用國標10#槽鋼穿過加強箍筋的下方，將骨架臨時支撐在孔口。這一臨時支撐需滿足強度要求，確保吊裝過程的安全。將吊鉤移到骨架上端，移除臨時支撐，再次起吊骨架，直至第一個加強箍降至孔口高度。此時，將骨架臨時支撐于護筒口，準備起吊下一節(jié)骨架。

在連接上下兩節(jié)骨架時，需確保它們位于同一直線上。所有接頭連接完成后，方可下沉整個骨架入孔。安裝完所有骨架后，需在孔口進行牢固的定位，以防止在灌注混凝土過程中發(fā)生浮籠或位置偏移。安裝基本要求見表3所示：

3.9 導管安裝與測試

3.9.1 導管制作與檢查

導管采用直徑為300 mm的鋼管制作，通過管端粗絲扣和粗絲螺母進行連接。為確保接頭的密封性，接頭處采用橡膠圈進行密封。在使用導管之前，必須進行試拼和試壓測試，確保導管無漏水、漏氣現象。同時，為便于操作與監(jiān)控，導管應自下而上標示清晰的尺度和編號。

3.9.2 導管水密試驗步驟

仔細檢查每節(jié)導管，確保無明顯的孔洞存在。同時，檢查每節(jié)導管的密封圈是否完好無損。導管制作過程中，應確保結構堅固，內壁光滑、順直，無局部凹凸等缺陷。所有現場使用的導管內徑應保持一致，規(guī)定為260 mm，且內徑的偏差不得超過±2 mm。若現場發(fā)現導管有缺失或損壞，必須及時更換或補充，并在鋼索槽中涂抹適量的黃油以確保順暢。選擇合適的場地，將導管整齊地碼放在地面上，并按順序進行編號。使用密封扣件將導管的首尾相連。為了方便吊裝，導管可以在鉆孔旁預先進行分段拼裝，并在吊放時逐段連接。在分段拼裝過程中，務必進行仔細檢查。

3.9.3 安裝與維護

導管安裝時，應確保其與鉆孔孔壁保持適當的距離，避免在灌注過程中與孔壁發(fā)生碰撞。定期檢查導管的密封性和穩(wěn)定性，確保其在使用過程中始終保持良好的工作狀態(tài)。在灌注過程中，應隨時觀察導管的工作狀態(tài)，如發(fā)現異常情況，應立即停止灌注，并進行檢查和維修。

3.10 混凝土澆筑

在完成導管安裝后，立即進行混凝土的灌注，確保混凝土的坍落度維持在16～20 cm的范圍內。在灌注的起始階段，導管底部與孔底之間保留了25～40 cm的空間，導管在混凝土中的埋設深度至少達到5.0 m。在整個灌注過程中，嚴格控制混凝土的水灰比、坍落度以及拌和質量，保證導管出口伸入先前灌注的混凝土內2～3 m[2]。

為確?；炷凉嘧⒌臏蚀_性，持續(xù)監(jiān)測孔內混凝土頂面的高程，并實時調整導管出料口與混凝土表面的相對位置。高程的測量使用測線吊錘進行。灌注完成后，混凝土的標高略高于設計樁頂，但超出部分控制在0～10 cm以內。

在距離樁頂高程6 m的范圍內，采用插入式振搗棒進行振搗。插入式振動器的位移間距被限制在振搗棒作用半徑的1.5倍以內。這些措施確保了混凝土的均勻性和密實性，從而提高了整體結構的穩(wěn)定性和耐久性。

施工時要做好混凝土灌注記錄和試件制作。具體方法見圖2所示。

3.11 破樁頭

在灌注樁混凝土強度至少達到設計強度的70%之后，方可進行樁頭的破除工作。嚴禁采用非標準的破除方法，如淘代破、軟破或爆破等方式。樁頭的破除應遵循一套精確且標準化的工序，具體包括：進行基坑開挖，進行高程測量以確保施工精度；使用無齒鋸在樁頂上方2 cm處進行環(huán)切，確保切口平整且準確；剝除鋼筋，避免對結構造成損傷；進行斷樁頭操作，此步驟應確保斷口整齊、無裂縫；利用吊車將樁頭吊出，確保施工現場整潔；對樁頭進行徹底清理，確保無殘留混凝土和雜質。遵循這一標準化流程，可確保樁頭破除工作的質量和安全，同時保障整體工程結構的穩(wěn)定性和耐久性。

4 結論

在施工過程中，必須嚴格控制各個環(huán)節(jié)的技術要點和質量標準，確保施工過程的規(guī)范性和科學性。灌注樁施工中的樁位測量與放樣、護筒埋設、鋼筋籠制作與吊裝、混凝土灌注等關鍵技術環(huán)節(jié)，對樁基的質量和穩(wěn)定性具有重要影響。在實際施工中，需要加強對這些關鍵環(huán)節(jié)的技術把控和質量監(jiān)控，采取有效的防治措施，預防常見質量問題的發(fā)生，如孔底沉渣、樁身縮頸、斷樁等。結合工程實例的實際應用分析表明，樁基施工的關鍵技術在實際工程中得到了有效驗證和應用，為類似工程提供了有益的參考和借鑒。

參考文獻

[1]李向陽，許騰飛.淺析湘中丘陵地區(qū)高速公路橋梁樁基施工方法[J].城市建設理論研究（電子版），2024（4）：153-155.

[2]伍京湘.橋梁樁基施工中注漿加固技術與優(yōu)化控制方法[J].上海公路，2023（4）：87-91+128+210.

收稿日期：2024-03-29

作者簡介：曹歡歡（1994—），女，大專，助理工程師，主要從事合同管理、成本核算、工程計量等相關工作。