淺談公路橋梁施工中的鉆孔灌注樁技術(shù)

莫橋清

【摘 要】鉆孔灌注樁是公路橋梁中常用的基礎(chǔ)形式之一，因?qū)匐[蔽工程，施工工藝較為敏感，任何一個(gè)疏忽都有可能給樁基帶來施工事故或質(zhì)量事故，本文結(jié)合施工實(shí)踐對(duì)該技術(shù)進(jìn)行相關(guān)探討，以更好地指導(dǎo)施工，保證質(zhì)量安全，提高社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；鉆孔灌注樁；施工

鉆孔灌注樁于上世紀(jì)40年代初在美國問世，我國于上世紀(jì)60年代初引進(jìn)該技術(shù)，所謂鉆孔灌注樁，是指在工程現(xiàn)場在泥漿護(hù)壁條件下，通過機(jī)械鉆孔在地基士中形成樁孔，并在孔內(nèi)放置鋼筋籠、采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土而做成的樁，由于其對(duì)不同的地質(zhì)條件均有廣泛適應(yīng)性，且具有操作方便、施工安全、抗震性能佳、對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)影響小等優(yōu)點(diǎn)，因而在各種工程特別是公路橋梁中得到廣泛應(yīng)用，成為公路橋梁常用的基礎(chǔ)形式之一。然另一方面，因鉆孔灌注樁是一個(gè)需要在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成的地下（或水下）隱蔽工程，且施工程序繁瑣，施工難度較大，技術(shù)要求也較高，任何一個(gè)疏忽都有可能給樁基帶來施工事故或質(zhì)量事故。基于此，本文擬結(jié)合自身實(shí)踐就該技術(shù)進(jìn)行粗淺探討，以供參考。

1.鉆孔灌注樁施工前準(zhǔn)備工作

完備的施工準(zhǔn)備是保質(zhì)、保量、按期完成施工工程的基礎(chǔ)，具體如下：（1）嚴(yán)審施工計(jì)劃方案，查看各項(xiàng)目工程是否合理，面對(duì)預(yù)想存在的問題是否有所預(yù)防。同時(shí)，要善于從施工計(jì)劃中前瞻性地發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時(shí)提出相應(yīng)對(duì)策，確保施工工程的順利完成。（2）復(fù)測(cè)檢查鉆孔灌注樁施工中所用的測(cè)量儀器，調(diào)整好機(jī)器，在使用鉆機(jī)設(shè)備前要檢測(cè)護(hù)筒位置是否準(zhǔn)確，護(hù)筒高度是否適當(dāng)，以及鉆機(jī)的水平情況及穩(wěn)定情況，等。（3）確保排水系統(tǒng)的完善，保持順暢的排水狀態(tài)，保證各樁位的混凝土能夠順利到達(dá)排水口，灌注時(shí)所產(chǎn)生的混凝土泥漿可順利排出。（4）對(duì)細(xì)骨料、水泥等原材料的質(zhì)量問題進(jìn)行檢查，確保所用材料均符合施工規(guī)范要求，嚴(yán)禁使用不合格材料。

2.鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)

鉆孔灌注樁工作量大，工序繁多，一般含場地平整、測(cè)量放樁位、埋設(shè)鋼筋混凝土井圈護(hù)筒、鉆孔、一次清孔、鋼筋籠制作安裝、復(fù)測(cè)樁位、二次清孔、混凝土澆筑、樁身質(zhì)量檢測(cè)等，但另一方面，因各施工現(xiàn)場情況不同，因此施工工藝流程也不盡相同，本文主要探討如下四大階段的施工要點(diǎn)：

2.1鉆孔

在完成所有準(zhǔn)備工作后，鉆機(jī)即可就位進(jìn)行鉆孔，具體如下：（1）安裝鉆孔機(jī)械，并將其移至事先進(jìn)行放樣的鉆孔位置；（2）試運(yùn)行鉆機(jī)并確認(rèn)其運(yùn)行狀況，以確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）開始鉆孔。為確保孔內(nèi)泥漿儲(chǔ)備達(dá)到一定深度，應(yīng)啟動(dòng)泥漿泵及轉(zhuǎn)盤啟動(dòng)，鉆進(jìn)速度要均勻，直到成孔為止。鉆進(jìn)時(shí)合理利用鉆頭的往返運(yùn)動(dòng)沖擊孔底及周圍土層，從而最大限度地將孔內(nèi)的粘土及砂石排除干凈，同時(shí)要注意掌握規(guī)范的動(dòng)作，切實(shí)避免坍孔、鉆偏、卡鉆等施工事故的發(fā)生。

2.2一次清孔

清孔是為了徹底清除樁孔孔底的沙礫、巖石顆粒等沉渣，它是灌注樁施工的關(guān)鍵技術(shù)階段。一般在沖孔達(dá)到圖紙規(guī)定深度且成孔質(zhì)量符合圖紙要求后即可實(shí)施清孔，清孔時(shí)應(yīng)保持孔內(nèi)水位高出河流水位或地下水位1.5～2.0m，以預(yù)防沖孔的任何塌陷。此外，護(hù)筒壁外往往附著較多的泥漿，清孔時(shí)要將這些泥漿都清洗除干凈，并清除干凈孔底沉渣及泥砂等沉淀物，同時(shí)要確定清孔后孔底沉淀厚度在圖紙規(guī)定值及規(guī)范要求之內(nèi)。

2.3鋼筋籠制作與安裝

清孔達(dá)到要求后即可制作并下放鋼筋籠，要點(diǎn)如下：（1）選擇適合的鋼筋籠材料。從工程設(shè)計(jì)圖的相關(guān)要求出發(fā)，選用符合種類、型號(hào)直徑要求的鋼筋制作鋼筋籠。（2）強(qiáng)化鋼筋籠的制作。在進(jìn)行鋼筋籠的制作時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙與技術(shù)規(guī)范對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)直、除銹、截?cái)?、彎折與焊接等操作。盡量保證鋼筋籠主筋為整根，若需對(duì)接則需用搭接焊接頭。（3）鋼筋籠的安裝。先將四個(gè)鋼筋“耳環(huán)”設(shè)置在鋼筋籠中間及兩端適當(dāng)位置，以保證鋼筋籠外混凝土保護(hù)層厚度符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求。同時(shí)在吊裝鋼筋籠前，要用與鉆孔直徑相符的探孔器檢測(cè)鉆孔，檢查其內(nèi)是否有樹根、尖石等可能影響鋼筋籠安裝的障礙物，或是否可能出現(xiàn)鉆孔坍塌。鋼筋籠吊裝時(shí)須對(duì)準(zhǔn)孔位，以預(yù)防因觸碰孔壁引起坍塌，下落過程切忌強(qiáng)行下放、高起猛落，應(yīng)盡量豎直慢放、輕放。若有障礙物可采用正反旋轉(zhuǎn)或慢起慢落的方式下落鋼筋籠，若以上措施無效則立即停工待原因查明后方能安裝。此外，鋼筋籠入孔后須牢固定位，并使其保持懸吊狀態(tài)。鋼筋籠的安裝后偏差也應(yīng)保證不大于5cm。

2.4二次清孔及水下混凝土灌注

由于在鋼筋籠吊放及沉放導(dǎo)管過程中，泥漿內(nèi)的沙粒及巖石顆粒始終處于懸浮的狀態(tài)，很難被混凝土沖擊、帶到孔口而是永久地沉落在孔底，如此將對(duì)樁基礎(chǔ)的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，因此在對(duì)樁進(jìn)行混凝土灌注前須進(jìn)行二次清孔，確?？卓谀酀{達(dá)到規(guī)范規(guī)定的比重要求后再行灌注，水下混凝土灌注要點(diǎn)如下：（1）所用導(dǎo)管應(yīng)首選無縫鋼管，直徑以25～30cm為宜，漏斗、儲(chǔ)料槽宜用8mm的A3鋼板及型鋼制成，容積需滿足首批混凝土灌注量。為保證樁頭混凝土質(zhì)量，導(dǎo)管埋深應(yīng)保持在2～6m之間，混凝土頂面高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高80cm以上，首批混凝土初凝時(shí)間大于樁的灌注時(shí)間。（2）為滿足灌注后導(dǎo)管埋入混凝土面1.0m以上要求，應(yīng)確保首批混凝土數(shù)量足夠。為確定首批混凝土埋管深度，灌注后及時(shí)對(duì)混凝土面高度進(jìn)行測(cè)量，若不合要求則立即用空壓機(jī)通過導(dǎo)管吸去已灌注混凝土，準(zhǔn)備好后重新灌注。（3）為確?；炷凉嘧⑦^程中不漏水、不破裂，要保證混凝土導(dǎo)管的水密性、承壓及抗拉性均符合要求，在使用導(dǎo)管前對(duì)其進(jìn)行水密性試驗(yàn)，并檢查止水膠墊是否完好及是否有老化現(xiàn)象。（4）為將導(dǎo)管埋深控制在2.0～6.0m間，灌注過程中應(yīng)要專人測(cè)量孔深，以準(zhǔn)確掌握混凝土面上升高度，以防止埋管過深，避免上層部分混凝土初凝，導(dǎo)管提不起來的事件。同時(shí)，做好混凝土灌注記錄備查。（5）為確保混凝土拌和按監(jiān)理工程師認(rèn)可的配合比拌制，應(yīng)由試驗(yàn)人員值班，經(jīng)常抽查混凝土工作性指標(biāo)，嚴(yán)禁將不合格的混凝土灌注入孔。提升降落導(dǎo)管時(shí)為免鉤掛鋼筋籠或提空導(dǎo)管，動(dòng)作宜輕、慢。（6）混凝土開始灌注后須連續(xù)灌注，切忌中途停頓，以7～9小時(shí)內(nèi)完成為宜。

3.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制措施

3.1加強(qiáng)原材料的配置

混凝土的配制情況對(duì)混凝土樁質(zhì)量有著直接影響，因此要保證鉆孔灌注樁質(zhì)量，加強(qiáng)原材料的配置尤為重要：（1）保證混凝土的強(qiáng)度、等級(jí)及材料等符合設(shè)計(jì)要求及《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）的規(guī)定。（2）水泥可選用硅酸鹽水泥、普通水泥、火山灰水泥或礦渣水泥。水泥初凝時(shí)間應(yīng)大于2.5h。每立方米的水泥用量應(yīng)大于350Kg，若摻有粉煤灰或減水劑時(shí)最小用量也應(yīng)大于300Kg。（3）為保證混凝土強(qiáng)度，應(yīng)優(yōu)選卵石為粗集料，不宜采用單級(jí)配碎石，若選用碎石則應(yīng)適當(dāng)加大其含砂率。

3.2嚴(yán)格打樁順序

鉆孔灌注樁的打樁順序是影響打樁速度及樁基質(zhì)量的直接因素，一般說來，施工中的打樁順序主要是從一側(cè)向單一方面進(jìn)行，從中間向兩個(gè)方面進(jìn)行對(duì)稱打樁，或是從中間向周圍進(jìn)行打樁，在選擇何種打樁順序時(shí)，要綜合多方面重要因素進(jìn)行綜合考慮后再確定，如工程特點(diǎn)、工期要求、施工地基中土壤的受擠壓情況、樁據(jù)的大小及樁機(jī)的主要性能等，從而在最大程度上保證樁基質(zhì)量。打樁過程中打樁機(jī)械的移動(dòng)及轉(zhuǎn)向要盡量減少，以加快打樁速度，如從一側(cè)向單一的方面進(jìn)行打樁的過程中，打樁機(jī)系進(jìn)行單向移動(dòng)，則較方便樁的就位及起吊，使得打樁效率大大提高。

3.3采取特殊的質(zhì)量保證措施

在冬季及水下這種特殊環(huán)境中施工，需采取一定的質(zhì)量保證措施。如冬季氣候寒冷，則在此季節(jié)進(jìn)行施工時(shí)要采取相應(yīng)的保溫措施。在水下施工時(shí)，在實(shí)施澆注施工前應(yīng)對(duì)混凝土導(dǎo)管進(jìn)行接頭抗拉、承壓以及水密性等的具體試驗(yàn)，并將這些導(dǎo)管實(shí)施逐節(jié)拼接，其中，為方便高度調(diào)節(jié)，導(dǎo)管長度應(yīng)該控制在2～4m范圍內(nèi)，導(dǎo)管直徑應(yīng)大于25cm。在進(jìn)行鋼筋骨架與導(dǎo)管的實(shí)際安放后進(jìn)行混凝土澆灌，要嚴(yán)格保證整個(gè)澆灌過程連續(xù)實(shí)施，在完成實(shí)際澆筑后還要進(jìn)行樁的相應(yīng)質(zhì)量檢測(cè)，如樁頂沉降監(jiān)測(cè)及傾斜監(jiān)測(cè)等。

總之，鉆孔灌注樁施工是公路橋梁工程中一個(gè)重要的關(guān)鍵分項(xiàng)工程，任何一個(gè)疏忽都有可能給樁基帶來施工事故或質(zhì)量事故，因此施工過程中每一道工序、每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須認(rèn)真嚴(yán)格地進(jìn)行，以預(yù)防為主，并精細(xì)施工過程管理，從而確保整個(gè)公路橋梁工程保質(zhì)、保量、按期完成，提高社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

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