橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

王浩煉 錢海鋼

摘要：鉆孔灌注樁作為隱蔽工程，是橋梁的基礎(chǔ)工程，在橋梁工程中占據(jù)十分重要的地位，對(duì)確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量具有重要的意義。文章結(jié)合具體工程實(shí)例，從施工順序、護(hù)筒施工、鉆孔灌注樁施工等方面分析了橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；水下混凝土灌注；護(hù)筒設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU753文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）15-0064-03

對(duì)于橋梁工程，鉆孔灌注樁作為隱蔽工程，是橋梁的基礎(chǔ)工程，其重要性不言而喻。所以，其施工技術(shù)在很大程度上決定了施工的效果。在施工過程中，要根據(jù)橋梁的特點(diǎn)，選擇合適的鉆機(jī)，制定合理的施工工藝，做好施工組織工作及技術(shù)交底工作，充分做好施工的準(zhǔn)備工作，明確工程人員的職責(zé)?；炷潦┕ひ龅竭B貫、迅速，降低發(fā)生事故的幾率。

1工程概況

某一橋梁的主橋一共有96根鉆孔灌注樁，其中16根Φ1.5m，80根Φ2.5m。一共長(zhǎng)6400m。其中，有8根應(yīng)用在26號(hào)墩上，每根樁長(zhǎng)60m，有40根應(yīng)用在27號(hào)墩上，每根樁長(zhǎng)65m，有40根應(yīng)用在28號(hào)墩上，每根樁長(zhǎng)70m，有8根應(yīng)用在29號(hào)墩上，每根樁長(zhǎng)65m。地質(zhì)狀況以粘土、亞粘土為主，且含有少量的砂土夾層。

2鉆孔灌注樁施工流程

施工流程的合理布置，對(duì)于施工質(zhì)量及進(jìn)度有很大的積極作用。根據(jù)該工程的具體情況，工程人員確定鉆孔灌注樁的施工流程如下：

10#墩基樁施工→施工便橋施工、9#墩鉆孔工作平臺(tái)施工、8#、7#墩基樁施工→進(jìn)行9#墩基樁施工（調(diào)配6～8臺(tái)鉆機(jī)）。

3鉆孔樁護(hù)筒施工

3.1護(hù)筒設(shè)計(jì)

鉆孔樁設(shè)計(jì)樁徑為Φ1.5m，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，工程人員決定將護(hù)筒直徑設(shè)定為1.8m。7#～8#、10#～11#墩為陸上樁，護(hù)筒長(zhǎng)度設(shè)定為3m，采用8mm鋼板卷制。9#墩鉆孔樁為水中墩，護(hù)筒長(zhǎng)度設(shè)定為6m，用10mm鋼板卷制而成。

3.2護(hù)筒施工

第一，鋼護(hù)筒在車間內(nèi)分節(jié)加工，每節(jié)長(zhǎng)6米。所有鋼護(hù)筒采用60型振動(dòng)錘進(jìn)行振動(dòng)下沉。為防止護(hù)筒變形，護(hù)筒內(nèi)設(shè)置多道臨時(shí)米字型剪刀撐，隨著護(hù)筒的下沉，及時(shí)把剪刀撐取出。

第二，護(hù)筒施工。9#墩鋼護(hù)筒在鉆孔平臺(tái)上利用振動(dòng)錘及導(dǎo)向設(shè)施來完成。依據(jù)橋位控制點(diǎn)，用全站儀放出鋼護(hù)筒（即樁基位置）的準(zhǔn)確位置，并在平臺(tái)上設(shè)樁位臨時(shí)控制點(diǎn)。在沉設(shè)護(hù)筒時(shí)，隨時(shí)檢查其平面位置，發(fā)現(xiàn)偏移立即進(jìn)行校正。為了控制鋼護(hù)筒下沉垂直度，導(dǎo)向架擬定5ｍ高。鋼護(hù)筒在導(dǎo)向架內(nèi)振動(dòng)下沉，并在下沉過程中隨時(shí)對(duì)護(hù)筒垂直度進(jìn)行檢查校正。7#、8#、10#、11#墩處于陸地上，鋼護(hù)筒長(zhǎng)度較短，用振動(dòng)錘直接下沉鋼護(hù)筒，不需要導(dǎo)向裝置。下沉過程中，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行護(hù)筒垂直度觀測(cè)。

4鉆孔灌注樁施工

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程的特點(diǎn)，工程人員認(rèn)為該工程必須利用大型鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，施工方法為正循環(huán)鉆孔。在鉆進(jìn)的同時(shí)還要采用鉆頭配重減壓、保證泥漿性能及提高水頭壓力等措施，以確保鉆孔的質(zhì)量。

4.1鉆孔

第一，先安裝好大型鉆機(jī)，保證鉆機(jī)穩(wěn)固，頂端應(yīng)保持水平，以免在鉆孔過程中出現(xiàn)重力不均而向一邊傾斜移動(dòng)。確保鉆孔中心和鉆機(jī)頂部的起吊滑輪中心處于同一垂線上，一邊鉆孔，一邊檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)分析解決。

第二，運(yùn)用增重減壓的方法進(jìn)行鉆孔，確?？椎椎某惺芰刂圃阢@具重量之和的80%以內(nèi)（忽略浮力），防止出現(xiàn)斜孔、擴(kuò)孔及彎孔等不良現(xiàn)象。

第三，一般情況下，在成孔時(shí)，泥漿的維護(hù)管理具有重要的意義。本工程每隔30min就進(jìn)行泥漿稠度及相對(duì)密度檢測(cè)一次。結(jié)合泥漿成分的變化推測(cè)出孔內(nèi)、護(hù)筒腳等部位可能發(fā)生的改變，從而有針對(duì)性地采取對(duì)治措施。在樁基施工過程中，還要嚴(yán)密關(guān)注運(yùn)河流量及水位狀況，以便及時(shí)對(duì)泥漿面位置進(jìn)行調(diào)整。

第四，鉆孔過程中采用減壓鉆進(jìn)的方法，保證沉孔的垂直度，盡量保證孔內(nèi)泥漿面高出江水面1.5m以上，以確?？妆诜€(wěn)定。當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)觀測(cè)出渣情況，確定鉆頭處地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)要求相符后，將鉆頭提高孔底30cm，鉆頭空轉(zhuǎn)，維護(hù)泥漿循環(huán)。

4.2清孔

在鉆孔、成孔后，成孔質(zhì)量經(jīng)過監(jiān)理人員檢測(cè)合格后，要及時(shí)進(jìn)行清孔工作。本工程清孔工作分為兩步進(jìn)行。待終孔時(shí)開始進(jìn)行一次清孔，然后等到鋼筋籠和導(dǎo)管安裝完畢后，在進(jìn)行一次清孔。在清孔過程中，孔底500mm范圍內(nèi)的泥漿比重控制在1.25之內(nèi)，含砂率控制在8%以內(nèi)，黏度控制在28s以內(nèi)?？椎壮猎鼫y(cè)定常用的方法是垂球法，靠手感判定。端承型樁控制在50mm以內(nèi)，摩擦型樁控制在100mm以內(nèi)，抗拔、抗水平力樁控制在200mm以內(nèi)。

4.3制作、安裝鋼筋籠

灌注樁的鋼筋籠制作前，應(yīng)將鋼筋除銹、整直，主筋不得有局部彎曲，鋼筋骨架宜分段制作，每段長(zhǎng)8～12m，分段后的主筋接頭應(yīng)互相錯(cuò)開，保證同一截面內(nèi)的接頭數(shù)目不多于主筋總根數(shù)的50%，兩個(gè)接頭的間距應(yīng)錯(cuò)開距離不小于40d且大于50厘米。利用汽車將分節(jié)鋼筋籠運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，利用吊機(jī)現(xiàn)場(chǎng)吊裝。首先下放第一節(jié)鋼筋籠，然后在檢測(cè)管內(nèi)注滿清水，隨即下放第二節(jié)鋼筋籠，并組織專業(yè)鋼筋工進(jìn)行上下兩節(jié)鋼筋籠的擠壓套管連接，時(shí)間控制在30min內(nèi)，連接完成后，繼續(xù)下放鋼筋籠，并用型鋼臨時(shí)固定，然后再次在檢測(cè)管注入清水。以后鋼筋籠的安裝重復(fù)以上程序。

為了在埋設(shè)鋼筋籠及灌注樁混凝土?xí)r，確保保護(hù)層厚度，鋼筋骨架上事先安設(shè)控制鋼筋骨架與孔壁凈距混凝土墊塊，這些墊塊能可靠地以等距離綁扎鋼筋骨架周徑設(shè)，其沿樁長(zhǎng)的間距不超過2m，或者采用其他有效方法以保證圖紙要求的保護(hù)層得到滿足，橫向圓周不得少于4處。鋼筋籠搬運(yùn)時(shí)應(yīng)防止扭曲，兩段鋼筋籠的連接采用焊接。鋼筋籠安裝由60t浮吊進(jìn)行安裝。樁的鋼筋籠骨架，在混凝土灌注前放入孔內(nèi)。如果混凝土不能緊接在鋼筋骨架放入之后灌注，則鋼筋骨架應(yīng)從孔內(nèi)移去。支承系統(tǒng)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)中線防止鋼筋骨架傾斜和移動(dòng)。鋼筋籠尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

4.4導(dǎo)管

灌注導(dǎo)管采用300mm導(dǎo)管2套，每套長(zhǎng)150m。于吊裝前需要進(jìn)行導(dǎo)管試拼，并要求做好試壓試驗(yàn)（壓力1.7MPa），確保導(dǎo)管的密封性良好?，F(xiàn)場(chǎng)拼接時(shí)要保持密封圈無破損，接頭要嚴(yán)密，管軸要順直。

4.5水下混凝土灌注

本工程鉆孔樁混凝土灌注時(shí)，采用HZS-60 50型型混凝土拌合站拌合，并配有200kW發(fā)電機(jī)1臺(tái)，以便施工不受意外停電的影響。北岸采用3輛混凝土罐車運(yùn)輸，南岸配備2輛混凝土罐車，罐車為6m3。

提高混凝土抗裂性能的一個(gè)重要的手段就是采取措施將混凝土初凝時(shí)間推遲，可以考慮添加適量的緩凝減水劑，本工程由于采取這一措施，延遲混凝土初凝時(shí)間7～8h，效果良好，在6h內(nèi)灌注完畢115m的灌注樁。

對(duì)導(dǎo)管要嚴(yán)格做好水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。在第一批混凝土灌注時(shí)，要保證導(dǎo)管下端離孔底的距離保持在20～25cm范圍內(nèi)，混凝土中導(dǎo)管插入深度控制在1m以上。

灌注混凝土過程中，混凝土頂面高程要密切觀測(cè)，導(dǎo)管保持在約3m的埋深，混凝土灌注要連續(xù)進(jìn)行，一次性灌注完畢，避免管內(nèi)有氣囊產(chǎn)生。當(dāng)混凝土面接近鋼筋籠時(shí)，適當(dāng)加大導(dǎo)管埋深，減緩灌注速率，主要為了控制混凝土對(duì)鋼筋的沖擊力，導(dǎo)致鋼筋籠出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋籠一定深度后，應(yīng)將導(dǎo)管適當(dāng)往上提，使鋼筋籠在導(dǎo)管下口有一定的埋深。

在灌注后期，要對(duì)灌注量進(jìn)行核查，提高灌注速度，適當(dāng)加大混凝土沖擊力，主要是為了提高混凝土的壓力，從而提高其密實(shí)性。為了保證樁頭混凝土質(zhì)量，最后灌注時(shí)導(dǎo)管在1～2m范圍內(nèi)上下移動(dòng)，樁頂超灌1m左右的混凝土。為了便于后期樁頭破除工作，灌注完畢之后，及時(shí)利用特制吸漿泵系統(tǒng)排除超灌混凝土水泥漿，但要確保不會(huì)撓動(dòng)樁頂以上50cm內(nèi)的混凝土。

5結(jié)語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)大型橋梁的不斷涌現(xiàn)，對(duì)施工技術(shù)提出了越來越高的要求，而施工質(zhì)量的影響因素也大大增多。鉆孔灌注樁由于其自身的技術(shù)有點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，并且成為決定橋梁工程質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)之一。近年來，我國(guó)孔灌注樁施工技術(shù)不斷提高和逐漸成熟。但仍存在一些如施工難度大、檢測(cè)方面的問題，需要進(jìn)一步探索，積累經(jīng)驗(yàn)，提高施工質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：王浩煉（1974-），男，浙江紹興人，供職于浙江金橋建設(shè)集團(tuán)有限公司；錢海鋼（1975-），男，浙江紹興人，供職于浙江金橋建設(shè)集團(tuán)有限公司。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）