淺析橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)

相漢雨

摘 要 本文闡述了橋梁鉆孔灌注樁的具體施工工藝、方法，及各工序之間緊密銜接，如何快速使保質(zhì)保量完成。

關(guān)鍵詞 橋梁;鉆孔灌注樁;技術(shù)

前言

灌注樁系是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。

1工程概況

本工程以杭州市大江東產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施工程六工段中橋?yàn)橐罁?jù)，橋梁中心樁號(hào)K6+595.395，右偏角90度，全長(zhǎng)66.12m，橋梁全寬44m。全橋共1聯(lián)：3*20m，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為先簡(jiǎn)支后連續(xù)的預(yù)應(yīng)力砼空心板，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，柱式臺(tái)，墩臺(tái)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，鉆孔灌注樁布置4排，每排8根樁，共計(jì)32根，其中橋臺(tái)基樁直徑為1.5m，橋墩基樁直徑為1.2m。

沿線橋梁地基土下部為第四系上更新統(tǒng)上組沖湖積沉積的黏性土及海陸交替沉積的圓礫、砂層等粗顆粒，圓礫層深度達(dá)5m;中部為全新統(tǒng)上組沖海形成的粉性土層;淺部主要為一套全新統(tǒng)海積、沖海積地層，土層厚度、分布及性質(zhì)均較穩(wěn)定。

2施工程序

樁基施工方案報(bào)監(jiān)理工程師審批→平整施工場(chǎng)地→埋置護(hù)筒→樁位放樣→鉆孔、清孔→檢查孔深、孔徑、沉渣厚度→下鋼筋籠、導(dǎo)管→灌注前沉渣厚度測(cè)定→灌注水下混凝土→進(jìn)入下道工序

3施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工前由測(cè)量人員進(jìn)行放樣，根據(jù)橋梁施工范圍查勘是否有障礙影響橋梁施工，若有障礙物，需聯(lián)系相關(guān)部門進(jìn)行清理;

（2）進(jìn)場(chǎng)后首先對(duì)施工場(chǎng)地統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布置機(jī)具設(shè)備、材料及附屬設(shè)施等，保證場(chǎng)地利用緊湊高效;

（3）樁位放樣后，采用挖機(jī)下挖覆蓋層，將表層可能存在的塊石和影響作業(yè)安全的障礙物清除，保證樁基作業(yè)順利實(shí)施。

3.2 泥漿池設(shè)置及泥漿制備

樁基作業(yè)采取循環(huán)鉆機(jī)施工，需設(shè)置泥漿池存放泥漿，擬在施工場(chǎng)地內(nèi)布置循環(huán)池和廢漿池，分別設(shè)置2m×2m×1.5m制漿池、4m×4m×1.5m沉淀池及20m×20m×1.5m廢漿池，為防止漏漿，池內(nèi)側(cè)和底部鋪設(shè)土工布，廢漿采用泥漿車進(jìn)行泥漿外運(yùn)至泥漿處理池。泥漿池采取磚砌圍護(hù)，并設(shè)置三道防護(hù)欄桿，安全警示標(biāo)識(shí)齊整。

3.3 鋼板樁防護(hù)施工

為滿足六工段中橋灌注樁基礎(chǔ)及下部結(jié)構(gòu)工程施工需要，考慮河流水情、地質(zhì)條件及保護(hù)水環(huán)境，對(duì)1#、2#橋墩處設(shè)置鋼板樁圍堰擋水加固。

考慮1#及2#橋墩距離岸邊較近，將鋼板樁圍堰打設(shè)成“∪型”，以方便從岸邊作業(yè)（詳見附圖：鋼板樁圍堰平面布置圖）。1#、2#橋墩分別鋼板樁圍堰，西側(cè)圍堰內(nèi)徑尺寸為49m*16m，東側(cè)圍堰尺寸為60m*15m。圍堰采用單排鋼板樁，樁長(zhǎng)12m。樁頂高程+5.5m，底部高程-6.5m，圍堰四周設(shè)置角支撐。

3.4 埋設(shè)護(hù)筒

為防止孔口塌落，保證孔內(nèi)水位，需埋設(shè)鋼護(hù)筒。護(hù)筒用5mm厚的鋼板，長(zhǎng)3.0m，直徑φ120cm的樁，其與配套護(hù)筒直徑1.5m;φ150cm的樁，其與配套護(hù)筒直徑1.8m;為增加剛度防止變形，在護(hù)筒上、下和中部的外側(cè)各焊一道豎向加勁肋，保證護(hù)筒堅(jiān)固、耐用、不易變形和裝卸方便。護(hù)筒接頭采用焊接連接并打磨平整，保證不漏水。護(hù)筒入土深度為2.8m，護(hù)筒頂端高出平臺(tái)面0.2m。其內(nèi)徑比樁的設(shè)計(jì)直徑大30cm。循環(huán)鉆機(jī)在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，應(yīng)由人工進(jìn)行輔助配合，護(hù)筒埋設(shè)根據(jù)挖機(jī)的料斗擠壓作用做相應(yīng)的調(diào)整，護(hù)筒就位后，保證護(hù)筒位置豎直、穩(wěn)固、準(zhǔn)確和不變位。

3.5 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)安裝及移位采取將鉆機(jī)部件運(yùn)至墩位處，使用35t汽車吊現(xiàn)場(chǎng)拼裝就位;移位時(shí)使用依靠鉆機(jī)自帶滾輪移動(dòng);鉆機(jī)就位時(shí)，測(cè)量檢查其平面位置、轉(zhuǎn)盤中心位置以及平整度;各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求后將鉆機(jī)限位固定，保證鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中不產(chǎn)生位移;同時(shí)在鉆進(jìn)的過程中對(duì)底盤四角點(diǎn)不間斷進(jìn)行水準(zhǔn)校核，如發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)底盤四角相對(duì)高差超出要求值時(shí)，進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整保證鉆機(jī)頂部的中心、轉(zhuǎn)盤中心、樁孔中心基本在同一鉛垂線上

3.6 清孔施工

當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定深度時(shí)可將鉆頭提升30～50cm，采用泥漿泵泵入符合要求的優(yōu)質(zhì)泥漿把孔內(nèi)含有鉆渣的泥漿通過循環(huán)置換出來，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥質(zhì)、泥漿含砂量小于2%為止，以上檢測(cè)本工程配合一臺(tái)泥漿比重計(jì)，一套含砂測(cè)定儀、泥漿黏度計(jì)。

根據(jù)六工段中橋基礎(chǔ)地勘報(bào)告，樁孔因有較厚的松散易坍土層，清孔后不能立即終孔，而是在孔內(nèi)下入鋼筋籠，安裝好灌漿導(dǎo)管后施行二次清孔作業(yè)，注入合格泥漿置換大比重含鉆渣泥漿，用泵利用導(dǎo)管吸出。以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保證砼成柱質(zhì)量。

拆鉆后主要檢查樁徑（不小于設(shè)計(jì)值），垂直度（不大于1%）及沉淀厚度，垂直度及孔徑用探籠檢測(cè)，探籠用鋼筋加工制成，外徑比設(shè)計(jì)樁徑小2cm，長(zhǎng)度為樁徑的4～6倍;孔底沉淀厚度用測(cè)繩吊錘測(cè)量比較，清孔后的孔深與砼灌注前孔深之差即為沉淀厚度，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，清孔后摩擦樁樁底沉淀層厚度不得超過20cm。

3.7 鋼筋籠制作及吊放

鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)內(nèi)統(tǒng)一制作，加工完后用拖板車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，用35噸吊車吊裝入孔。第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二吊點(diǎn)設(shè)在骨架長(zhǎng)度的中點(diǎn)到上三分之一點(diǎn)之間。起吊時(shí)，先將兩吊點(diǎn)同時(shí)抬離地面1m左右，然后第一吊點(diǎn)保持不動(dòng)，將第二吊點(diǎn)緩緩升高，直至鋼筋籠豎直。吊放鋼筋籠入孔時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔口，保持豎直，輕放、慢放入孔，不宜左右旋轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。

鋼筋骨架放到最后一節(jié)加強(qiáng)箍筋位置時(shí)，在加強(qiáng)筋下面平行穿2根鋼管，將鋼筋骨架臨時(shí)支撐在孔口鋼管上，然后將吊點(diǎn)全部轉(zhuǎn)到吊環(huán)上，然后下放骨架至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

骨架最上端的定位，由測(cè)定的護(hù)筒頂標(biāo)高、鋼筋搭接長(zhǎng)度來計(jì)算吊環(huán)筋長(zhǎng)度。吊環(huán)筋采用Ф25鋼筋，頂端完成內(nèi)徑20cm左右的圓環(huán)，圓環(huán)與直筋采用雙面搭接焊連接，焊縫長(zhǎng)度大于5cm。吊環(huán)筋設(shè)置兩根，對(duì)稱與鋼筋籠主筋采用雙面搭接焊連接，焊縫長(zhǎng)度大于5cm。鋼筋籠中心與樁的設(shè)計(jì)中心位置對(duì)正，復(fù)核無誤后再每根吊環(huán)內(nèi)插入由足夠強(qiáng)度的鋼管，鋼管用枕木搭設(shè)平臺(tái)，將鋼管固定在枕木上。撤下吊繩，在鋼筋籠頂端焊接2根Ф25鋼筋，一端與鋼筋籠焊接，一端焊與鉆機(jī)機(jī)座上，以抵住鋼筋籠上浮，同時(shí)控制鋼筋籠底標(biāo)高。

3.8 灌注混凝土

（1）下導(dǎo)管。導(dǎo)管直徑25cm，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)每節(jié)長(zhǎng)2.7m，導(dǎo)管事先拼裝，并經(jīng)過密封、壓力試驗(yàn)后，方可使用，導(dǎo)管上依次標(biāo)有刻度，便于計(jì)算導(dǎo)管在砼內(nèi)的埋深。導(dǎo)管埋深以鉆機(jī)平臺(tái)為基準(zhǔn)，導(dǎo)管深度與砼深度之差即為導(dǎo)管在砼內(nèi)埋深。導(dǎo)管安裝前先進(jìn)行水密承壓試驗(yàn)，灌注前導(dǎo)管下口距孔底約30cm左右。

（2）砼澆筑施工。①砼灌注前再次測(cè)量孔底沉淀厚度，如超出允許厚度（20cm），再進(jìn)行二次清孔，直到符合要求為止。二次清孔用高壓水槍進(jìn)入孔底沖擊孔底沉淀層，用符合要求的泥漿置換出沉淀物。②灌注前砼儲(chǔ)料斗容量5m3以上，備足砼的首灌量，以保證首批砼注入后，導(dǎo)管在砼內(nèi)至少有1m的埋置深度，任何情況下導(dǎo)管提升后的埋深不少于最小埋深度（2m）。③灌注過程中，必須經(jīng)常測(cè)量砼面的深度，以保證導(dǎo)管在砼面的合理埋入深度，一般控制在2～6m，嚴(yán)禁憑經(jīng)驗(yàn)灌注而將導(dǎo)管提離砼面等。④砼統(tǒng)一在有電腦自動(dòng)計(jì)量的商品砼攪拌站生產(chǎn)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比攪拌砼然后運(yùn)送至導(dǎo)管上的漏斗內(nèi)進(jìn)行灌注。砼泵車的出料口應(yīng)緊接導(dǎo)管上口中，灌注時(shí)須進(jìn)行測(cè)量砼面上升高度，填寫好灌注記錄，并繪制灌注曲線，指導(dǎo)導(dǎo)管的提升和拆卸。⑤保證導(dǎo)管埋入砼內(nèi)有適當(dāng)?shù)纳疃?，一般?～6m，防止導(dǎo)管提升過猛而使管底提離砼面或埋入過淺而使導(dǎo)管內(nèi)斷樁夾泥，也要防止埋入過深，而導(dǎo)致管內(nèi)砼壓不出或?qū)Ч鼙豁怕褡〔荒芴嵘瑢?dǎo)致中止?jié)补喽鴶鄻丁?/p>

4合理化建議

（1）橋梁施工時(shí)因地質(zhì)條件影響，局部出現(xiàn)塌孔，項(xiàng)目部采取投放黏土待孔壁穩(wěn)定后再施鉆，效果良好。

（2）樁基底部5m處于圓礫層，普通鉆頭無法直接鉆進(jìn)，鉆頭容易破損，通過研究采取小直徑合金鉆頭，能施工成孔，但需頻繁更換鉆頭，進(jìn)度較為緩慢;為加快施工進(jìn)度，決定將小直徑合金鉆頭與普通鉆頭焊接成一體，即子母鉆進(jìn)行鉆孔，遇到軟弱地層或圓礫層均可鉆進(jìn)成孔。

（3）卡鉆后不宜強(qiáng)提，只宜輕提，經(jīng)提不動(dòng)時(shí)，可用小沖擊鉆錐沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動(dòng)后在提出。

（4）鋼筋籠發(fā)生上浮時(shí)盡量減少導(dǎo)管底口的埋深，減少混凝土的頂托力，同時(shí)固定鋼筋籠。

（5）擴(kuò)孔及縮孔時(shí)應(yīng)注意采取防止坍孔及防止鉆頭擺動(dòng)過大造成孔壁失穩(wěn)，鉆頭磨損時(shí)，需及時(shí)焊補(bǔ)鉆頭，并在軟塑地層采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁;已發(fā)生縮孔時(shí)，宜在該處用鉆頭上下反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑。

5結(jié)束語

六工段中橋樁基嚴(yán)格按照審批的施工方案組織施工，過程中不斷優(yōu)化施工工藝及施工方法，嚴(yán)控各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量，確保各工序緊密銜接，尤其圓礫層采取子母鉆施工技術(shù)，保證樁基施工順利完成。