橋梁工程中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的探討

文/新疆維吾爾自治區(qū)路橋橋梁工程建設(shè)有限責(zé)任公司 謝晨光

樁基礎(chǔ)是橋梁工程的重要組成部分，其選用是否合理、施工質(zhì)量的高低與橋梁工程整體施工效果息息相關(guān)。因此，要根據(jù)工程實(shí)際情況，嚴(yán)格管理其施工過(guò)程。鉆孔灌注樁屬于樁基礎(chǔ)種類中一種，其適用范圍較廣。本文探討了橋梁工程中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，以期對(duì)具體施工方案的制定及實(shí)際施工過(guò)程有所幫助。

工程概況

某公路工程項(xiàng)目總長(zhǎng)度為44.65km，路基挖方量為4.21萬(wàn)立方米，填方量為32.87萬(wàn)立方米，共設(shè)有2座大橋、1座小橋，長(zhǎng)隧道、中隧道以及短隧道各1座，涵洞3道，其中，橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，下部結(jié)構(gòu)為單柱式墩、雙柱式墩以及鉆孔灌注樁（134根）等，橋臺(tái)結(jié)構(gòu)為U形擴(kuò)大基礎(chǔ)和肋式臺(tái)樁基礎(chǔ)。該工程在2012年5月開(kāi)始施工，在2014年1月正式完工。

施工技術(shù)

施工前準(zhǔn)備

充分的準(zhǔn)備工作可為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工過(guò)程提供較多便利，施工單位需要做好以下準(zhǔn)備工作：勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，包括地勢(shì)、水文氣候情況和周圍環(huán)境等，根據(jù)勘察結(jié)果判斷施工方案和圖紙有無(wú)缺陷，在方便后期施工的同時(shí)，檢驗(yàn)施工圖紙和方案的合理性；嚴(yán)格按照要求清理施工現(xiàn)場(chǎng)的雜草及垃圾等，如果存在軟土路基，需加固處理，可使用強(qiáng)夯技術(shù)完成軟土路基加固工作；檢查施工過(guò)程中使用的設(shè)備和材料，確保兩者均符合施工要求，減少后期施工中因設(shè)備或材料出現(xiàn)停工或者質(zhì)量降低的可能；依據(jù)施工圖紙和方案明確各樁位的具體位置，做好檢查工作，避免放樣錯(cuò)誤；其五，使用全站儀定位鉆機(jī)，定位后需要使用水平尺和定位測(cè)錘檢查其水平度，進(jìn)而保證后期施工開(kāi)展順利（見(jiàn)圖1）。

圖1鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工流程圖

護(hù)筒制作和埋設(shè)

護(hù)筒具有導(dǎo)向和定位的作用。通常情況下，樁徑需小于護(hù)筒內(nèi)徑，兩者差值在20cm左右，將護(hù)筒高度控制在3m左右，如果樁基所在位置的地質(zhì)相對(duì)較差，可酌情增大護(hù)筒高度；為了方便泥漿循環(huán)，需在護(hù)筒頂部位置設(shè)置寬18cm、高35cm的出漿口。使用挖孔埋設(shè)法埋設(shè)護(hù)筒，在孔深達(dá)到規(guī)定要求后置入護(hù)筒，講護(hù)筒頂部位置和地下水位的間距控制在1.6m左右，使用黏土填充護(hù)筒壁和基坑之間的縫隙，之后檢查樁位，將樁位偏差控制在小于4cm范圍內(nèi)，傾斜度小于1.2%；當(dāng)護(hù)筒位于水中時(shí)，需用機(jī)械設(shè)備將其壓入河床中，減少后期鉆孔過(guò)程發(fā)生漏漿或者塌陷的可能。

圖2 循環(huán)排渣示意圖（注：a圖為正循環(huán)排渣，b圖為泵舉反循環(huán)排渣；1—鉆桿，2—送水管，3—主機(jī)，4—鉆頭，5—沉淀池，6—潛水泥漿泵，7—泥漿池，8—砂石泵，9—抽渣管，10—排渣膠管）

圖3 水下澆筑混凝土（注：1—上料斗，2—貯料斗，3—滑道，4—卷?yè)P(yáng)機(jī)，5—漏斗，6—導(dǎo)管，7—護(hù)筒，8—隔水栓）

鉆孔施工

施工前，需檢查鉆機(jī)是否平穩(wěn)、各部位是否完好、運(yùn)轉(zhuǎn)位置是否靈活以及潤(rùn)滑油是否充足等，確保其不存在沉陷與移動(dòng)的情況。檢查無(wú)誤后才能鉆孔。在實(shí)際鉆孔過(guò)程中，需做好以下幾方面工作：將沖擊錘鋼絲繩和護(hù)筒中線位置的偏差控制在小于4.5cm范圍內(nèi)；沖進(jìn)時(shí)，每隔2m檢查一次鉆機(jī)的垂直度，避免出現(xiàn)過(guò)大的偏差；連續(xù)鉆孔，在鉆進(jìn)過(guò)程中需做好記錄，與此同時(shí)，需要定時(shí)檢測(cè)鉆孔泥漿的性能，當(dāng)其與規(guī)定要求不符時(shí)需立即更換；保證護(hù)筒底口位置低于水頭，兩者之間的距離應(yīng)在50cm左右；其五，如果發(fā)生斜孔或者護(hù)筒周圍冒漿的情況，需立即停止施工，查明原因后應(yīng)盡快制定有效處理對(duì)策，進(jìn)而提升鉆孔質(zhì)量。

成孔和清孔

在孔洞深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后便可停止鉆孔施工，之后需使用相應(yīng)工具詳細(xì)測(cè)量和比對(duì)鉆孔直徑、樁位位置和深度等參數(shù)，及時(shí)調(diào)整有問(wèn)題的位置，在所有孔洞的參數(shù)符合規(guī)定要求后，才能開(kāi)展下一步施工。

成孔后，便可開(kāi)展清孔工作，使用34cm至45cm之間的小沖程攪拌孔洞底部的沉渣。沉渣攪起后進(jìn)行第一次清孔，完成后需提升鉆機(jī)錘的高度，將其和孔底的間距控制在8cm至16cm之間。在此過(guò)程中，需保證泥漿始終處于正循環(huán)的狀態(tài)，之后壓入純度較高的泥漿，置換孔洞內(nèi)的泥漿；澆筑混凝土前還需二次清孔，使孔洞內(nèi)泥漿比重介于1.00至1.18之間，含砂率小于1.72%（見(jiàn)圖2）。

鋼筋籠放置

放置鋼筋籠前，需嚴(yán)格檢查鋼筋籠質(zhì)量和性能等，在檢查無(wú)任何問(wèn)題后使用吊機(jī)吊裝至指定位置。定位后立即將鋼筋籠置入孔洞中，需檢查其置入位置、水平度和垂直度等，保證鋼筋骨架底面高程的偏差值小于±50mm。符合規(guī)定要求后，加固處理鋼筋籠，使用2m左右的一道加強(qiáng)箍加固；除此之外，需合理設(shè)置防浮鋼管，減少后期灌注施工中鋼筋籠出現(xiàn)上浮的幾率。

混凝土灌注

灌注混凝土前，需按照要求合理安裝導(dǎo)管。導(dǎo)管厚度大于2.8mm，直徑在25cm左右，每節(jié)長(zhǎng)度在2.45m左右，使用法蘭盤連接導(dǎo)管接頭位置。連接完成后需試壓，試壓過(guò)程中需保證試壓壓力是孔底靜水壓力的1.5倍，確保導(dǎo)管安裝質(zhì)量，為后期灌注提供便利條件。拌和混凝土物料，使用高級(jí)配的中粗砂、325號(hào)水泥以及其他材料完成拌和，混合物水灰比為1∶2，塌落度介于17cm至21cm之間。以上工作完成后，可開(kāi)展?jié)仓┕?。澆筑要保證連續(xù)性，要嚴(yán)格測(cè)量孔洞中混凝土的標(biāo)高，根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管的埋設(shè)深度，避免出現(xiàn)澆筑不均勻的情況。澆筑時(shí)間超過(guò)5小時(shí)且未灌滿時(shí)，需降低灌注速度，避免出現(xiàn)縮孔和塌孔的情況。澆筑過(guò)程中，需要保證孔內(nèi)水頭高度滿足規(guī)定要求；一般情況下，水下混凝土的高度需要大于樁頂設(shè)計(jì)高度，兩者偏差在0.4m至0.9m之間，上部結(jié)構(gòu)和鉆孔灌注樁樁基的連接效果較好。灌注完成后要測(cè)量混凝土的塌落度（見(jiàn)圖3）。澆筑質(zhì)量和各方面性能均達(dá)標(biāo)后拔出導(dǎo)管，拔出過(guò)程中要控制好力度，禁止出現(xiàn)力度過(guò)大的情況，之后便可開(kāi)展下一環(huán)節(jié)的施工。