市政橋梁基礎鉆孔灌注樁施工技術探究

姜文

摘 ?要：市政橋梁作為市政交通的重要組成部分，保證橋梁施工質量和使用安全，是施工單位和廣大市民共同關注的焦點問題。隨著市政橋梁結構的復雜化，對施工技術水平也提出了更加嚴格的要求。在橋梁基礎施工環(huán)節(jié)，需要對地基做好加固處理，防止后期因為基礎沉降而影響市政橋梁的使用安全。文章首先概述了鉆孔灌注樁技術在橋梁基礎處理中的應用優(yōu)勢，隨后分別從前期準備、埋設護筒、鉆孔清孔等具體施工環(huán)節(jié)，就施工技術要點展開了簡要分析，最后結合實踐經(jīng)驗，就施工中常見的一些問題，提出了針對性的防控措施。

關鍵詞：市政橋梁;鉆孔灌注樁;吊裝鋼筋籠;樁孔偏斜

中圖分類號：U445.551 ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）22-0145-02

Abstract： As an important part of municipal transportation， municipal bridge is the focus of construction units and the general public to ensure the quality and safety of bridge construction. With the complexity of municipal bridge structure， more stringent requirements are put forward for the level of construction technology. In the link of bridge foundation construction， it is necessary to strengthen the foundation to prevent the safety of municipal bridges from being affected by foundation settlement in the later stage. This paper first summarizes the application advantages of bored cast-in-place pile technology in bridge foundation treatment， and then briefly analyzes the key points of construction technology from the specific construction links， such as pre-preparation， burying protective tube， drilling hole cleaning， and so on. Finally， combined with practical experience， in view of some common problems in construction， the corresponding prevention and control measures are put forward.

Keywords： municipal bridge; bored cast-in-place pile; hoisting steel cage; pile hole deviation

引言

隨著市政橋梁建設規(guī)模越來越大，在施工中遇到的各類復雜地質環(huán)境也相應的越來越多，像軟土地質、濕陷性黃土地質等等。如果不及時采取有效的加固處理，將會對整個市政橋梁工程的質量安全帶來隱患。在施工技術不斷成熟的背景下，可供選擇的基礎加固措施也十分多樣，例如換土墊層法、排水固接法等。其中，鉆孔灌注樁技術具有適用范圍廣、加固效果好、性價比高等特點，成為市政橋梁基礎施工常用技術。探究和掌握這一技術的施工要點，也成為提升橋梁質量和維護施工單位經(jīng)濟效益的重要措施。

1 橋梁基礎鉆孔灌注樁施工技術的優(yōu)勢

在市政橋梁工程建設中，基礎施工具有隱蔽性和復雜性的特點，更需要引起施工單位的高度重視。選擇鉆孔灌注樁技術進行橋梁基礎施工，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提高市政橋梁的抗震性。采用鉆孔灌注樁進行基礎施工，可以與橋梁上部主體結構進行良好的結合，提高了整體抗震性能，在一些大跨度橋梁工程中尤其適用。（2）增強市政橋梁的承載力。近年來私家車數(shù)量不斷增加，市政橋梁承受的通車壓力更大。鉆孔灌注樁施工可以有效提高橋梁承載力，增加橋梁穩(wěn)定性。（3）更高的性價比。鉆孔灌注樁施工的機械化程度較高，并且后期基礎沉降不明顯，延長橋梁使用壽命，整體來看經(jīng)濟效益更優(yōu)。綜合上述應用優(yōu)勢，在市政橋梁工程建設中，選擇鉆孔灌注樁也成為施工單位的一種比較理想的選擇。

2 市政橋梁基礎鉆孔灌注樁施工技術要點

（1）施工準備工作。為了保證鉆孔灌注樁順利施工，要求施工單位對前期準備工作加以重視。首先，要制定詳細的施工方案，注意結合市政橋梁工程的詳細情況，以及工程所在位置的地質信息，制定一套完善的、可行的施工方案。包括鉆孔灌注樁的工藝流程、各個環(huán)節(jié)需要關注的技術要點等等。其次，根據(jù)制定的方案，列出物料、設備清單，并安排進場和進行質量檢查。鉆孔灌注樁施工中所用的物料主要是水泥、細骨料、護筒、鋼筋籠等;機具方面主要包括鉆機、灌注泵等。最后，在施工現(xiàn)場開展測量放樣，選擇合適位置確定孔位，明確鉆孔位置。（2）埋設護筒。在市政橋梁基礎施工中，隨著鉆孔深度的增加，地下水匯集效應也會更加明顯。為了防止出現(xiàn)孔內積水或是鉆孔坍塌等問題，需要提前埋設護筒，起到阻隔滲水和維持孔壁穩(wěn)定的作用。通常選擇鋼質護筒，在承載力、防水性等方面都可以很好的滿足鉆孔灌注樁的施工需要。護筒直徑要比鉆孔直徑略大，護筒埋設時要將中心軸線與樁孔的中圓點對齊。護筒埋設應保證與重力方向平行，將護筒埋設到指定深度后，開始下一步的鉆孔工作。（3）鉆機就位。安排鉆機進場，觀察樁位是否平整、牢固，如果不符合要求需要進行平整和加固處理，可以保證鉆機在鉆孔過程中不會因為自身劇烈震動而造成卡鉆或孔位偏斜的問題。檢查鉆頭，查看鉆頭直徑與鉆孔參數(shù)是否一致，如果不一致要及時更換鉆頭。然后調整鉆機，保證鉆頭、連桿、護筒保持在同一直線上。（4）鉆孔。啟動鉆機，并根據(jù)施工方案調節(jié)鉆機運行參數(shù)，開始進行鉆孔。這一環(huán)節(jié)需要掌握的技術要點主要包括：其一，控制鉆進速度。在地表鉆孔時，由于地表土層較為松軟，鉆進阻力較小。但是進入巖層后，鉆機的鉆進阻力開始增加。此時現(xiàn)場施工人員就要根據(jù)鉆機的壓力示數(shù)變化和鉆進速率，靈活的調整壓力，可以避免鉆孔過程中發(fā)生卡鉆等問題。其二，鉆孔過程中要注意調節(jié)孔徑傾斜度。通常來說實際傾斜度與設計值的最大偏差不得超過3%，否則會影響灌注樁的穩(wěn)定性，需要重新鉆孔。鉆進到指定深度后，將鉆頭反旋退出。（5）清孔。現(xiàn)場施工人員檢查鉆孔，確定鉆孔不存在孔壁開裂、孔內坍塌等質量問題，以及孔徑、孔深等均符合設計要求后，開始進行清孔作業(yè)。目前常用的清孔方法有多種，例如砂漿置換法、空壓機噴射法等。施工人員可以選擇一種方法完成孔內雜質的清理，為下一步的灌注樁營造良好的施工環(huán)境。（6）吊裝鋼筋籠。鋼筋骨架的制作要滿足一定的設計理念，長骨架應該分段進行制作，分段的具體長度要按照運輸與吊裝條件加以確定，接頭處應該相互交錯。在骨架的外側要設置一定厚度的墊塊加以保護，間距豎向應控制在2m左右，橫向四周應多于四處，骨架的頂端要安裝吊環(huán)，鋼筋制作與吊裝組裝完畢后，要達到以下幾個標準與要求：主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm，骨架頂端高程±20mm，外徑±10mm，傾斜度±0.5%，骨架保護層厚度±20mm，骨架中心平面位置20mm，骨架底面高程±50mm。變截面樁鋼筋骨架吊放根據(jù)設計相關要求進行施工。（7）灌注混凝土。在混凝土的調配上，應嚴格按照所規(guī)定的要求進行混凝土的配合比，并按照配合比的材料與數(shù)量進行攪拌均勻。對于水泥來說，它的初凝時間應大于2.5h，強度等級要控制在42.5以上。集料應首先選取的是卵石，而且集料的最大粒徑應該小于導管內徑的1/6-1/8與鋼筋最小凈距的1/4。細集料最先選用的是級配優(yōu)良的中砂，此外混凝土的坍落度應控制在180mm-220mm，水灰比控制為0.5-0.6，每立方米混凝土的水泥用量應該在350Kg以上，如果加入減水劑或粉煤灰的話，要在300Kg以上。在橋梁工程進行混凝土灌注中，應該選用汽車泵運送混凝土進行灌注。

3 鉆孔灌注樁施工中常見問題與注意事項

（1）孔壁坍落的處理。在一些土層深厚的地質條件下，比較容易發(fā)生孔壁坍落的問題。主要是因為成孔后，原來的土體相互擠壓，或是受到地下水的浸泡影響，穩(wěn)定性不強，都會導致孔壁失穩(wěn)?？妆谔涑藭苯佑绊懗蓸缎螤钔?，坍落的泥土遺留在樁孔內部，也會造成灌注樁的高度、承載力等達不到設計標準，對橋梁基礎的承載效果也會大打折扣。在現(xiàn)場施工中，嚴格按照設計要求埋設護筒，以及掌握科學的鉆孔方法，是預防孔壁坍落的關鍵。另外像鉆孔過程中控制鉆進速度等，也可以取得一定的預防效果。（2）樁孔偏斜的處理。鉆孔偏斜是鉆孔灌注樁施工中常見的質量問題，通常來說，施工過程中允許樁孔偏斜不超過3%，在這一范圍內不會對成樁效果產(chǎn)生明顯影響。但是樁孔偏斜嚴重，后期容易出現(xiàn)樁柱開裂等問題，也就達不到支撐目的，對于此類問題，首先是要在布置鉆機時，選擇合適的場地并進行必要的平整、加固處理，這樣鉆機在運作時不會因為劇烈抖動或位置偏移，而影響到成樁效果。其次，要提前開展地質勘查，如果有堅硬巖層或巖石，也要提前處理，防止鉆頭遇到堅硬物體后發(fā)生鉆頭滑移等問題。最后，鉆進過程中要及時觀察樁孔偏斜狀態(tài)，如果有偏斜情況要及時調整。（3）鋼筋籠上浮的處理。鋼筋籠上浮是指隨著后期混凝土澆筑施工的進行，鋼筋籠隨著混凝土液面一同升高的情況。鋼筋籠上浮之后，會導致樁孔堵塞，后續(xù)的混凝土灌注工作無法順利進行。此外，不能起到很好的加固作用，鋼筋籠無法與混凝土結合成為一個整體，成樁質量也會受到相應的影響。為了應對鋼筋籠上浮的問題，可以嘗試采取以下兩種方法：其一，從套管入手，觀察套管內壁是否光滑，有無其他雜物或是有明顯的變形、開裂等問題。選擇完好的套管，可以保證鋼筋籠和套管之間的連接緊密，從而避免了上浮問題。其二，從混凝土澆筑入手，采用導管法澆筑混凝土，降低混凝土對鋼筋籠產(chǎn)生的沖擊力，也可以提升灌注效果。（4）卡鉆、掉鉆的處理。鉆頭卡住和掉落，是鉆孔灌注樁施工中發(fā)生頻率最高問題之一。出現(xiàn)此類問題的原因，可能是鉆孔過程中沒有控制好鉆進的速率，在遇到堅硬巖石后還是保持原來較快的鉆進速率，鉆頭所受的壓力較大，出現(xiàn)卡鉆或掉鉆等問題。還有就是在鉆進過程中沒有隨時關注樁孔偏斜問題，偏斜角度過大后也容易增加鉆頭受阻的概率。預防卡鉆、掉鉆的有效方法有：施工過程中密切關注鉆進情況，例如鉆進速度減緩且壓力持續(xù)上升時，說明鉆頭遇到了堅硬巖層，此時應當調整鉆機運行參數(shù)，放緩速度，改為沖擊式鉆進，可以避免卡鉆。還有就是提前做好地質調查，根據(jù)地質情況選擇合適大小、合適材質的鉆具。（5）避免鉆孔深度和孔徑誤差的有效措施。在施工過程中，應將數(shù)值換算在同一單位中，以防出現(xiàn)鉆孔深度的誤差，此外在孔深測量時要選用丈量鉆桿的方法，將鉆頭的2/3長度處切除并作為孔底終孔界面，不要用測繩來測定孔深。鉆頭直徑小于設計樁徑30-50mm是切實可行的。每根樁孔開孔前，應該先檢查鉆頭的規(guī)格是否符合要求，滿足后方可辦理簽證手續(xù)。

4 結束語

鉆孔灌注樁是目前橋梁基礎、建筑基礎施工中一種常用的技術方法。雖然從整體應用效果上來看，鉆孔灌注樁無論是在地基加固效果還是在經(jīng)濟效益上都具有較為明顯的優(yōu)勢，但是對于施工單位來說，仍然需要采取嚴格的技術管理措施，在施工各個環(huán)節(jié)進行質量把控，切實消除工程質量隱患。要提前做好施工現(xiàn)場勘測和施工準備工作，熟悉各個環(huán)節(jié)的技術要點，結合以往施工經(jīng)驗，對常見問題采取有效預防措施，才能保質保量的完成市政橋梁基礎施工任務。

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