淺談橋梁工程的鉆孔樁施工技術(shù)

胡小明，李鴻歆

（中鼎國(guó)際工程有限責(zé)任公司 市政工程分公司，江西 南昌330096）

鉆孔樁是在泥漿護(hù)壁的前提下，利用機(jī)械鉆進(jìn)形成樁孔，然后采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土的灌注。目前，鉆孔樁技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于各類橋梁的建設(shè)中。鉆孔樁技術(shù)中鉆孔、灌注混凝土等工作對(duì)作業(yè)人員的業(yè)務(wù)熟練程度有較高的要求，所以要對(duì)整個(gè)施工過(guò)程有清晰和全面的了解，并能對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)妥善解決。

1 鉆孔樁施工前的準(zhǔn)備工作

1）施工前要認(rèn)真分析相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙和地質(zhì)報(bào)告，對(duì)應(yīng)研究現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察、測(cè)量和整平。首先，使用推土機(jī)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，然后組織工作人員進(jìn)行雜物清理等，清表結(jié)束并自檢合格后，上報(bào)監(jiān)理單位對(duì)清表高程、斷面進(jìn)行復(fù)核。另外，還要審查施工方案具體細(xì)節(jié)和施工各工藝流程、技術(shù)、安全措施等是否達(dá)到施工要求。同時(shí)還要對(duì)方案中可能出現(xiàn)的突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行審查，確認(rèn)其符合施工要求。

2）根據(jù)施工方案具體要求檢查施工過(guò)程所使用的水源、沉淀池、泥漿池等，對(duì)使用的導(dǎo)管要檢查其出廠合格證，并進(jìn)行水密性承壓試驗(yàn)。要檢查灌注混凝土的料斗尺寸是否與方案中的具體要求相符合。對(duì)施工中使用的各種原材料要嚴(yán)格控制其質(zhì)量，堅(jiān)決杜絕不合格材料用于施工過(guò)程。當(dāng)工作鉆機(jī)就位后，要檢查其水平度及固定情況，在具體成孔時(shí)應(yīng)檢查泥漿指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)情況要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

3）認(rèn)真勘查施工地點(diǎn)的工程地質(zhì)條件，選擇合適的鉆機(jī)類型。橋梁鉆孔樁施工中所用到的鉆機(jī)主要有旋挖鉆、螺旋鉆、沖擊鉆等，其中最常見(jiàn)者為沖擊鉆成孔。沖擊鉆成孔適用于多種地質(zhì)條件，被廣泛地應(yīng)用于卵石、堅(jiān)硬漂石、巖層及各種復(fù)雜地質(zhì)的橋梁樁基施工中。而在具體的施工過(guò)程中，要依據(jù)具體地質(zhì)情況調(diào)整鉆孔方法。例如，在淤泥層、粘土層、全風(fēng)化層進(jìn)行鉆孔時(shí)，可以選擇使用刮刀鉆頭。當(dāng)進(jìn)入較硬的巖層后，則使用牙輪鉆頭，充分發(fā)揮兩種鉆頭各自的優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高鉆進(jìn)速度，保證樁孔的質(zhì)量和成孔的安全性。

2 鉆孔樁施工的具體流程

1）護(hù)筒的埋設(shè)

（1）在施工過(guò)程中，大多采用鋼制護(hù)筒，旱地施工所需護(hù)筒的筒壁一般用5mm厚的鋼板制作而成，長(zhǎng)度控制在2～5m。如果是用于深水中，則要采用厚度均勻的鋼筋混凝土作為護(hù)筒，壁厚控制在為8～10cm之間，每節(jié)的長(zhǎng)度為2m左右，每節(jié)護(hù)筒內(nèi)主鋼筋的上下端還要各焊一個(gè)8 mm×80mm的扁鋼圈，作為連接上下兩節(jié)護(hù)筒所用。

（2）在進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)時(shí)，地下水位在地面以下超過(guò)1m時(shí)，采用挖埋法。當(dāng)?shù)叵滤惠^高使用填筑法，使護(hù)筒頂端比其地下水位或者施工水位高1.5m以上，邊坡為1∶1.5。

2）鉆進(jìn)

鉆進(jìn)前要調(diào)好工作平臺(tái)，保證平臺(tái)水平且牢固，并檢測(cè)泥漿比重在1.05以上后開(kāi)始鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中，要隨時(shí)檢查平臺(tái)的水平度，一旦發(fā)生傾斜要及時(shí)調(diào)整。另外每鉆進(jìn)3～5m，就要檢查一次泥漿性能指標(biāo)和成孔質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。鉆孔作業(yè)要分班進(jìn)行，采用輕壓慢鉆，且保證連續(xù)不中斷。升降鉆具時(shí)要平穩(wěn)操作，防止發(fā)生碰撞等現(xiàn)象。因故停鉆時(shí)一定要確保有規(guī)定水位及泥漿，防止塌孔發(fā)生，并要將鉆頭上提2m左右。鉆孔過(guò)程還需要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)狀況調(diào)整不同指標(biāo)的泥漿，如果通過(guò)漂石層時(shí)表面不平整，應(yīng)先投放粘土或小片石將表面墊平，再?zèng)_擊鉆進(jìn)，防止發(fā)生斜孔和塌孔現(xiàn)象。

3）清孔

達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求的深度后，可以開(kāi)始清孔工作，一般采用換漿清孔法。當(dāng)泥漿比重達(dá)到1.15～1.18時(shí)，再放置鋼筋籠。

4）下放鋼筋籠

鋼筋籠要在施工現(xiàn)場(chǎng)分節(jié)進(jìn)行制作，根據(jù)定尺鋼筋長(zhǎng)度及鋼筋籠長(zhǎng)度確定所要制作的長(zhǎng)度。做好后要經(jīng)監(jiān)理方驗(yàn)收合格方可使用。鋼筋籠的連接方式采用單面搭接焊，焊接長(zhǎng)度為10倍鋼筋直徑并保持上下兩段的順直和焊縫的飽滿。在吊放鋼筋籠時(shí)要確保骨架垂直且緩慢下放，嚴(yán)格控制鋼筋籠高度，用2根鋼筋將其固定在正確的標(biāo)高位置上。

5）放置導(dǎo)管

根據(jù)孔深配制好相應(yīng)的導(dǎo)管節(jié)數(shù)，并一次性安裝到位。放導(dǎo)管時(shí)保證位置正確，卡口旋緊，導(dǎo)管底要與孔底保持30cm左右的空隙，防止導(dǎo)管進(jìn)入沉淀中。

6）二次清孔

放好導(dǎo)管后，要通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，測(cè)定好泥漿比重且孔徑、孔深等均符合設(shè)計(jì)要求，然后上報(bào)監(jiān)理，經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后開(kāi)始澆注混凝土。

7）灌注混凝土

在進(jìn)行混凝土灌注時(shí)，要保證導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1m，灌注過(guò)程中導(dǎo)管埋深一般為2～6m為適。灌注混凝土的整個(gè)過(guò)程速度要快，并隨時(shí)測(cè)量混凝土標(biāo)高，混凝土樁頂標(biāo)高要高出設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm左右。

8）清理樁頭

當(dāng)樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后即可清除樁頭的混凝土，開(kāi)挖基坑，整個(gè)施工即結(jié)束。

3 鉆孔樁施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及處理

1）鉆孔樁施工過(guò)程可能出現(xiàn)的問(wèn)題

（1）坍孔。鉆孔內(nèi)水位下降、鉆具長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)尺、鉆頭無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)、鉆機(jī)發(fā)出異響，則表明孔內(nèi)出現(xiàn)坍塌。

（2）鉆孔偏斜。當(dāng)鉆孔偏斜較大時(shí)會(huì)造成施工困難，改變樁的受力狀態(tài)，影響使用。

（3）鉆孔漏水。護(hù)筒埋設(shè)不合理或者在透水性強(qiáng)的砂礫中施工時(shí)，會(huì)出現(xiàn)漏水。

（4）鉆桿折斷。鉆頭或鉆桿在孔底留置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)有可能會(huì)發(fā)生埋鉆或埋桿，加上鉆具使用不當(dāng)，極易引起鉆桿折斷。

2）鉆孔過(guò)程中事故的預(yù)防及處理

（1）坍孔。鉆孔時(shí)要選用適合的泥漿，并保持足夠的水頭高度，按要求埋設(shè)護(hù)筒。一旦發(fā)生孔口坍塌，應(yīng)立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔，并重新埋設(shè)護(hù)筒后再進(jìn)行鉆進(jìn)工作。如坍孔現(xiàn)象較為嚴(yán)重，則將鉆孔全部回填，并暫停一段時(shí)間后再鉆進(jìn)。

（2）鉆孔偏斜。鉆孔前要認(rèn)真檢查鉆桿，在安裝鉆機(jī)時(shí)，應(yīng)保持轉(zhuǎn)盤頂面的水平，如果發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜，應(yīng)該及時(shí)糾正。

（3）鉆孔漏水。發(fā)現(xiàn)漏水時(shí)，首先要判定漏水原因，然后采取相應(yīng)措施。砂礫中施工時(shí)漏水處理方法一般采用孔中加粘土攪合泥漿，使之形成有效的泥漿護(hù)壁防漏，粘土加入量根據(jù)地質(zhì)和漏水情況而定。

（4）鉆桿折斷。在鉆孔時(shí)要避免使用有磨損的鉆桿，施工過(guò)程也要經(jīng)常檢查鉆具的磨損情況，對(duì)于不合要求的鉆桿要及時(shí)進(jìn)行更換。

4 應(yīng)用實(shí)例

沈陽(yáng)至丹東客運(yùn)專線TJ－3標(biāo)跨丹通高速公路特大橋，橋址區(qū)地下水類型為第四系潛水及基巖裂隙水，地層由上往下依次為粉質(zhì)粘土、細(xì)圓礫土及粗角礫土，風(fēng)化等級(jí)W4的花崗巖，風(fēng)化等級(jí)W3的花崗巖，風(fēng)化等級(jí)W2的花崗巖。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)23～32m。根據(jù)施工圖紙與現(xiàn)場(chǎng)踏勘，橋樁基為柱樁、摩擦樁，樁基成孔方法采用沖擊鉆成孔。前期鉆孔過(guò)程中，連續(xù)多根孔樁出現(xiàn)孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細(xì)密的水泡，出渣量顯著增加而不見(jiàn)進(jìn)尺等現(xiàn)象。經(jīng)分析原因是，作業(yè)人員未根據(jù)進(jìn)尺深度及時(shí)撈取渣樣判明土層變化，在通過(guò)砂礫層時(shí)孔內(nèi)水嚴(yán)重流失造成孔內(nèi)水頭高度不夠，另外泥漿相對(duì)密度不夠使孔壁未形成堅(jiān)實(shí)泥皮，最終導(dǎo)致孔內(nèi)坍塌。經(jīng)研究處理措施為：輕微坍孔采用加稠泥漿或回填粘土摻片石、卵石反復(fù)沖擊增強(qiáng)護(hù)壁；坍孔嚴(yán)重要先判明坍塌位置，回填粘質(zhì)土到坍孔處以上2～3m或全部回填，待回填物沉積密實(shí)后再行鉆進(jìn)；再次鉆孔要及時(shí)補(bǔ)充泥漿，選用較大相對(duì)密度、粘度、膠體率的泥漿或高質(zhì)量泥漿，保證孔內(nèi)必要的水頭高度。本工程順利通過(guò)了甲方驗(yàn)收，工程質(zhì)量全優(yōu)。

5 結(jié)語(yǔ)

公路橋梁鉆孔樁的具體施工流程較多，并受到多種因素的影響。因此，公路橋梁鉆孔樁在具體施工前，要充分做好施工前的各項(xiàng)審查和準(zhǔn)備工作，合理安排工程的施工進(jìn)度。在具體施工過(guò)程中，要嚴(yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行施工，做好各項(xiàng)技術(shù)的跟蹤管理。要密切關(guān)注整個(gè)施工過(guò)程，對(duì)于施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)采取措施進(jìn)行解決，確保最終成樁的整體質(zhì)量。