公路橋梁建設(shè)過程大直徑鉆孔樁施工實踐探討

耿 曉 棟

(山西高速公路工程檢測有限公司,山西 太原 030000)

0 引言

公路橋梁領(lǐng)域中，大直徑鉆孔樁施工技術(shù)是近年來研發(fā)并且投入使用的，其可以全面的提升工程的質(zhì)量水平和施工效率，有效的延長橋梁工程的使用壽命，最終可以促進企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。

1 工程項目

1.1 工程情況

某工程施工項目的總里程長度為42 km，整個沿河路段部分長度為1 300 m，其中包含了預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱南引橋(×30 m)、裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁北引橋6×(4×30) m、雙塔雙跨結(jié)合梁懸索橋98 m+270 m。

1.2 沿線地形特征

1)地形、地貌。

該橋梁工程中的北錨碇所處的地形條件為沖積平原，為積水塘，根據(jù)橋梁設(shè)計方案，該工程中的樁徑長度尺寸為5 m，設(shè)計長度為26 m，同時在整個基礎(chǔ)底部的3 m位置上以及頂部6 m的位置上設(shè)置實心段。

2)地質(zhì)情況。

根據(jù)前期的地質(zhì)勘察中可以確定，本次工程中的北錨碇根式空心樁安裝在淤泥性質(zhì)的粉質(zhì)土、粉質(zhì)粘土以及種植土的位置上。該地區(qū)中的氣候條件為亞熱帶季風(fēng)性氣候，全年的平均溫度為17 ℃，每年在7月份達到了環(huán)境溫度最高，即為29 ℃。夏季是全年降水量最多的季節(jié)，該地區(qū)的地下水豐富。

2 大直徑鉆孔樁施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

1)施工前期的準(zhǔn)備工作具備非常重要的作用，在開始進行大直徑鉆孔樁施工開始前，要深入的了解施工現(xiàn)場的具體情況，進行全面的地質(zhì)勘察設(shè)計，根據(jù)實際情況確定整個施工項目的設(shè)計藍圖，同時進行施工計劃的編制，并且按照該設(shè)計方案與施工計劃開展施工。此外，還應(yīng)該結(jié)合工程實際情況制定出切實可行的應(yīng)急預(yù)案，從而可以消除突發(fā)事件所造成的影響。最后，需要對施工人員的專業(yè)技術(shù)、安全意識等方面來進行培訓(xùn)和教育，要讓所有參與到施工的人員掌握必要的技術(shù)，從而可以保證工程的順利完成[1]。

2)嚴(yán)格控制施工材料的質(zhì)量。對于材料的選擇、采購的過程中，必須要組織人員進行全面的質(zhì)量檢查，要保證材料的質(zhì)量以及各項性能都能夠達到要求。此外，還需要確保材料的尺寸偏差在合理的范圍內(nèi)，樁基施工到規(guī)定的位置上，應(yīng)該確保其穩(wěn)定性達標(biāo)，然后開始進行泥漿指標(biāo)檢測，所有專業(yè)技術(shù)性能都要達到要求。

2.2 泥漿

2.2.1泥漿拌制和循環(huán)

大直徑鉆孔樁施工階段，因為施工空間比較狹小，所以在施工之前需要將所使用的泥漿材料制作完成，本次施工采用的是集中拌漿的方式來進行制備。對于工程中所使用的沉渣池、泥漿管道等設(shè)備，屬于循環(huán)性設(shè)備，需要加強現(xiàn)場管理，必須要保證其使用性能達到工程的需要。

2.2.2泥漿性能指標(biāo)

沖擊鉆在施工的過程中，泥漿的關(guān)鍵作用就是護壁，所以在進行該材料制作的過程中應(yīng)該選擇優(yōu)質(zhì)土質(zhì)來進行，要滿足正常施工的需要。本次施工中所選擇使用的泥漿性能參數(shù)詳見表1[2]。

表1 泥漿性能指標(biāo)

2.3 鉆孔施工

1)本次工程項目實施的過程中，應(yīng)用的是KTY400型液壓動力鉆頭設(shè)備來實施鉆孔施工，在施工的過程中首先應(yīng)用的是2.5 m刮刀預(yù)成型，然后再應(yīng)用直徑5 m的鉆頭完成擴孔施工。通常來說，鉆頭具體包含了如下兩種類型：其一是單環(huán)四翼刮刀鉆頭，這種鉆頭一般針對的是砂石、黏土、卵石等地質(zhì)條件來進行；其二是滾刀鉆頭，該種鉆頭通常都使用在泥質(zhì)砂巖地質(zhì)條件中。鉆井施工階段，如果發(fā)現(xiàn)該地區(qū)中屬于膨潤土等地質(zhì)條件，應(yīng)該根據(jù)需要來適當(dāng)?shù)脑龃竽酀{比例，從而可以滿足鉆進施工的需要。根據(jù)施工工藝的要求，本次工程中的泥漿密度為1 m左右，黏度在15 s～20 s，含砂率超過4%。根據(jù)施工需要，在進行大直徑鉆孔施工階段，應(yīng)用的是ZX-250型泥漿分離器，可以更好的實現(xiàn)泥漿處理，同時還能夠保證泥漿處于平衡狀態(tài)下。應(yīng)用氣舉反循環(huán)操作中，鉆具的位置上通常都布置了兩個空氣混合室，并且根據(jù)實際施工的需要適當(dāng)?shù)脑龃筱@進壓力，從而可以切實保證鉆孔施工的質(zhì)量和工作效率，滿足施工的需要[3]。

2)清孔和成孔檢測。鉆孔施工結(jié)束之后，需要實施清孔與成孔檢測處理，本次工程中根據(jù)施工工藝的要求，選擇使用泥漿循環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)孔內(nèi)置換，同時需要將孔底中的泥漿也抽出，在泥漿分離器運轉(zhuǎn)之后可以將泥漿直接輸入到孔洞內(nèi)部中。清孔連續(xù)進行了1 h之后，應(yīng)該在孔洞上部與中、下部的位置上實施泥漿進行檢測，在所有的技術(shù)要求都達到了規(guī)定要求之后才能完成施工。本次工程中的質(zhì)量檢測應(yīng)用的是DM-84超聲波檢測儀來進行質(zhì)量檢測，主要應(yīng)用的是孔深、孔徑與傾斜度等技術(shù)參數(shù)。在完成上述的操作之后，需要開始進行二次清孔處理，此時選擇使用的是氣舉反循環(huán)方式來進行，導(dǎo)管處需要安裝風(fēng)管，同時將內(nèi)部的殘渣清理干凈，此時需要嚴(yán)格的控制風(fēng)壓，應(yīng)該在8 bar以下。

2.4 鋼筋籠施工

本次施工項目中所使用的鋼筋籠長度為30 m左右，重量已經(jīng)達到了36 t，根據(jù)施工現(xiàn)場開始進行的清孔施工，將鋼筋籠分成3節(jié)來進行，最重的一個部分達到了13 t。鋼筋籠加工制作階段，利用的是長線法來進行施工，并且需要完成臺座部分的施工。操作施工階段，應(yīng)該明確標(biāo)注好搭接接頭的位置，為后續(xù)施工提供基礎(chǔ)條件。大直徑鉆孔樁鋼筋籠的施工也可以應(yīng)用槽鋼圓環(huán)方式來進行，此時需要在鋼筋籠的2 m～3 m處設(shè)置一道坎，這樣能夠適當(dāng)?shù)臏p少吊裝位移的問題。吊裝施工環(huán)節(jié)采用兩臺同時進行的方式，也可以在加強箍圈的位置上設(shè)置槽鋼圓環(huán)結(jié)構(gòu)，一般需要間隔2 m～3 m就要設(shè)置一道，然后開始進行履帶吊裝施工，移動到確定好的施工位置上，保證位置精度達標(biāo)之后才能開始安裝施工[3]。

2.5 澆筑水下混凝土

樁基混凝土澆筑施工環(huán)節(jié)，應(yīng)用的是C30混凝土來進行，此時應(yīng)該嚴(yán)格控制坍落度參數(shù)，保證其不能超過20 cm，緩凝時間需要控制在600 min以內(nèi)。在進行導(dǎo)管安裝施工前，應(yīng)該保證其密封性達標(biāo)，并且導(dǎo)管距離孔底的距離最小應(yīng)該設(shè)定為80 cm，并且需要在導(dǎo)管上部位置上安裝有8 m3的漏斗，然后就是使用吊車將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場內(nèi)。下一步就是澆筑施工，該環(huán)節(jié)要注意的是施工連續(xù)性，并且要保證澆筑壓力在合理范圍內(nèi)，澆筑結(jié)束后，應(yīng)該立即組織人員開始進行振搗施工，要保證結(jié)構(gòu)的密實度，且不能損壞邊角的位置，否則將會導(dǎo)致工程質(zhì)量無法達到要求。

3 結(jié)語

公路橋梁在施工中采用大直徑鉆孔樁施工的方式，可以全面的提升橋梁工程的質(zhì)量水平，滿足交通運行的需要。本次工程項目實施的過程中，應(yīng)用大直徑鉆孔樁技術(shù)來進行施工，大大提升了施工效率和工程的質(zhì)量，但是在實際施工中需要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計方案與施工工藝的要求，加強各個施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，從而可以保證工程的質(zhì)量達到要求，最終滿足交通運行的需要，促進我國交通事業(yè)的發(fā)展和進步。