探究公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝和質(zhì)量控制

王二闖 中國水利水電第四工程局有限公司

1 前言

現(xiàn)階段，在我國公路橋梁工程項(xiàng)目中，鉆孔灌注樁技術(shù)屬于較為常用的新型施工技術(shù)。該技術(shù)通過機(jī)械鉆孔形成樁孔，之后再向樁孔中灌入泥漿，利用泥漿的循環(huán)流動性將碎石殘渣排出洞外，之后再向孔洞中安裝鋼筋骨架，用混凝土澆灌固定，施工結(jié)束后將泥漿排出孔外，待混凝土終凝轉(zhuǎn)化為穩(wěn)固樁體形狀后方可結(jié)束施工，形成橋梁樁基。在公路橋梁的建設(shè)過程中，采用鉆孔灌注樁技術(shù)能夠加快工程進(jìn)度，提高施工場地的有效利用率，達(dá)到節(jié)省工程設(shè)施投入量的目的。另外，此技術(shù)還可加強(qiáng)橋梁的整體負(fù)荷能力，在我國公路橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。本文對公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝和質(zhì)量控制進(jìn)行分析，望能為同類工程提供參考。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的基本特征

鉆孔灌注樁技術(shù)在公路橋梁的施工過程中與整個施工工程的質(zhì)量有著極為密切的聯(lián)系，鉆孔灌注樁技術(shù)也是一種具有隱蔽性特征的工程，因此，為了保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，就需要加強(qiáng)施工人員對整個工程的施工過程的全面管理和控制。公路橋梁在施工過程中，施工人員需要根據(jù)該施工工程所在的區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境和條件來選擇合適的施工方案，因?yàn)樵撌┕み^程的流動性較大，所以無法保障施工的穩(wěn)定性，從而對整個工程的施工建設(shè)都有著較大的困難。在實(shí)際的公路橋梁工程的施工中，應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)可以有效的提升工程的穩(wěn)定性，同時還能改善該工程施工區(qū)域的地質(zhì)情況，從而優(yōu)化了整個項(xiàng)目的技術(shù)運(yùn)行結(jié)構(gòu)。

3 公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝

3.1 位移控制

鉆孔灌注樁施工中，在軟基土壤作用下，可能會造成新澆筑砂漿凝結(jié)速度過慢的問題，后續(xù)施工會因?yàn)橄噜彉扼w擠壓出現(xiàn)側(cè)移。因此，采用位移控制技術(shù)控制施工順序和樁基施工間隔，可以減少相鄰樁基之間的擠壓情況；也可以在樁體混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，再進(jìn)行相鄰樁體施工。施工前應(yīng)做好勘察與設(shè)計工作，確保樁體定位精度，保證灌注樁施工質(zhì)量。如果路基區(qū)域水位線較高，需要人工降水、增設(shè)排水系統(tǒng)，從而分散土壤側(cè)壓力。樁體施工區(qū)域每隔一定距離設(shè)置孔隙水壓力計，檢測孔洞土壤是否出現(xiàn)位移、擠壓、沉降等情況。

3.2 測放樁位，埋設(shè)鋼護(hù)筒

鉆孔樁施工具有系統(tǒng)性，若前期準(zhǔn)備工作不到位則必然會對施工質(zhì)量造成影響，因此需在合理的位置處理墩位場地，在全站儀的支持下確定合適的墩位并放樣，在該處測放樁心，此部分可通過設(shè)置木樁的方式以達(dá)到標(biāo)識的效果。埋設(shè)鋼護(hù)筒包括兩個環(huán)節(jié)，即挖填和震動下沉，要求將所有護(hù)筒埋深控制在2m～4m，超出自然地面的部分至少為30cm，產(chǎn)生的空隙可使用黏土回填，確保鋼護(hù)筒具有足夠穩(wěn)定性。護(hù)筒沉設(shè)過程中應(yīng)保持豎直狀態(tài)，頂面位置偏差≤5cm，傾斜度≤1%。根據(jù)現(xiàn)場情況，施工中若周邊線路有列車通行，極易對施工工作造成影響，甚至出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，因此在原護(hù)筒埋入深度基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深。結(jié)束護(hù)筒沉設(shè)作業(yè)后，于頂面均勻鋪上石碴，設(shè)置鉆機(jī)軌道，在周邊區(qū)域挖排水溝，為滿足高效的施工要求，要在墩位周邊設(shè)置泥漿池。

3.3 鉆機(jī)成孔施工

鉆機(jī)成孔需要注意的內(nèi)容眾多，施工人員應(yīng)該在前期在孔內(nèi)灌注泥漿，但是灌注泥漿的做法在孔內(nèi)有水的情況便不能使用，為了保證相關(guān)環(huán)節(jié)的工作順利進(jìn)行，可以將泥漿替換為粘土，并直接向孔內(nèi)投放粘土，用沖擊錐以小沖程反復(fù)沖擊造漿其目的在于鞏固護(hù)筒角。其次，在鉆機(jī)施工過程中，需要掌握不同階段施工要點(diǎn)，在淤泥層、粘土沖擊環(huán)節(jié)中，應(yīng)該選擇沖程為1.0m～2.0m 的鉆頭進(jìn)行沖擊作業(yè)。砂層沖擊階段為了進(jìn)一步提升施工作業(yè)水平，可以在孔內(nèi)投入粘土以及小片石，使用沖程為0.5m～1.0m的鉆頭反復(fù)沖擊，提升護(hù)壁的緊固程度。在施工過程中，鉆機(jī)工作面對的土質(zhì)不同，需要靈活的轉(zhuǎn)變作業(yè)手段，面對巖層、堅硬漂石地礦時，應(yīng)該選擇重錘小沖程進(jìn)行沖擊作業(yè)，施工人員在沖擊作業(yè)期間還需要關(guān)注成孔內(nèi)是否浮出石子，如果浮出石子鉆渣粒徑在5mm～8mm范圍內(nèi)，說明泥漿濃度合適，如浮出石子鉆渣粒徑小又少，表明泥漿濃度不夠。另外，工作人員需要了解在任何情況下，最大沖程不宜超過6.0m。

3.4 終孔、清孔

經(jīng)一段時間的鉆進(jìn)施工后，若滿足設(shè)計標(biāo)高要求即可清孔，首先提升鉆頭使其與孔底的間距維持在200mm～300mm，此過程中鉆頭回轉(zhuǎn)并維持泥漿循環(huán)，將殘留在孔內(nèi)的泥漿置換出來，有效處理沉渣。結(jié)束清孔作業(yè)后檢驗(yàn)?zāi)酀{性能，要求比重為1.03g/cm3～11g/cm3，含砂率＜2%，黏度17Pa·s～20Pa·s。結(jié)束上述工作后，再檢驗(yàn)鉆孔施工情況，如孔深、孔徑等，應(yīng)確保無誤。

3.5 注漿

在正式注漿前，檢查導(dǎo)管連接頭質(zhì)量情況，連接必須緊固、結(jié)實(shí)，否則會直接影響砂漿注漿質(zhì)量，難以保證樁體的承載性能。還要檢查導(dǎo)管連接部位是否存在縫隙，一旦存在縫隙，在注漿時會導(dǎo)致部分砂漿進(jìn)入導(dǎo)管當(dāng)中，若不及時處理管內(nèi)泥漿會凝結(jié)造成管路堵塞。為了避免這一問題，需要加強(qiáng)導(dǎo)管的日常檢驗(yàn)工作，內(nèi)部不得有異物，注漿前確保導(dǎo)管連接部位的緊密性，如果存在縫隙問題則需要重新連接或者直接更換新的導(dǎo)管。注漿應(yīng)勻速進(jìn)行，直到孔洞漿液溢出且不冒泡時再緩緩拔出導(dǎo)管。導(dǎo)管內(nèi)砂漿必須及時用清水清理，避免堵塞。如果導(dǎo)管中有較多的雜物而影響注漿，此時需要將導(dǎo)管拔出，把鉆頭深入導(dǎo)管中清理，確保導(dǎo)管不滲漏、無堵塞后再注漿。

3.6 制作鋼筋籠、吊裝就位

鋼筋籠是工程中非常重要的建筑材料，施工人員制作鋼筋籠需要確定其型號、種類以及直徑，需要嚴(yán)格按照圖紙要求制作，同時樁基鋼筋籠在鋼筋場地集中加工后用加長平板車運(yùn)往樁位處。主筋連接采用焊接，如直徑≥25mm 時采用直螺紋套筒連接并保證接頭錯開，按設(shè)計要求設(shè)置加強(qiáng)箍（每2m一道）及保護(hù)層定位鋼筋。長樁骨架應(yīng)分節(jié)段制作，分段長度根據(jù)吊裝條件確定，確保不變形且接頭錯開，半成品標(biāo)志牌是每節(jié)骨架都應(yīng)用的標(biāo)記，施工人員在鋼筋籠制作階段還需要掌握樁號、標(biāo)明墩號、清楚質(zhì)量狀況、節(jié)號，在確定焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上還應(yīng)該做好鋼筋間距控制工作。對設(shè)計有聲測管的樁基，按設(shè)計要求固定聲測管。鋼筋籠安裝一般采用吊車吊裝，對準(zhǔn)護(hù)筒中心緩慢下放，下放時應(yīng)防止碰撞孔壁，第一節(jié)鋼筋籠放入孔內(nèi)，與此同時取出臨時十字加勁撐，并在施工過程中在護(hù)筒（護(hù)壁）頂用工字鋼穿過加勁箍下掛住鋼筋籠，保證工字鋼以及鋼筋籠的放置方位不出現(xiàn)問題，前者需要水平放置、后者需要垂直放置。對準(zhǔn)吊放第一節(jié)與第二節(jié)鋼筋籠后，需要按照工藝要求進(jìn)行焊接或者機(jī)械套管連接、下放，重復(fù)安裝動作完成鋼筋籠安裝作業(yè)；對設(shè)計有聲測管的樁基，應(yīng)確保聲測管的連接質(zhì)量，保證垂直度和密封性能。

4 公路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

4.1 施工準(zhǔn)備階段

在鉆孔灌注樁準(zhǔn)備階段，需要掌握灌注樁施工要點(diǎn)，在方案完成后應(yīng)該組織相關(guān)人員進(jìn)行方案校對，保證方案具備可實(shí)施性后才可以通過施工方案。審查施工方案常用的方法為地質(zhì)調(diào)查、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)合工地勘察數(shù)據(jù)、圖紙設(shè)計、施工技術(shù)、安全標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)急預(yù)案、編制依據(jù)等。

4.2 分析鉆孔壁塌方情況

鉆孔壁塌方情況是公路橋梁建設(shè)中出現(xiàn)的較大事故，對于施工工作的影響十分巨大，可能大量損壞施工的前期工作，因此，在鉆孔過程中，必須注意防止這一現(xiàn)象產(chǎn)生。通常來講，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生與工作人員的操作不當(dāng)有關(guān)，可能在鉆孔作業(yè)中沒有按照規(guī)范的流程進(jìn)行施工，或?qū)ψo(hù)筒埋置、鉆孔清理工作完成不到位，使得其不符合施工要求，因此，導(dǎo)致了鉆孔孔壁塌方。對此，監(jiān)管人員應(yīng)當(dāng)注意對施工人員技術(shù)培訓(xùn)和有限監(jiān)督，保障施工人員在每個施工環(huán)節(jié)都能按照有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格施工。

4.3 混凝土灌注采用導(dǎo)管法

混凝土下料斗為3m3，上面放篦子。為確保混凝土灌注的連續(xù)性，灌注用吊斗與吊車及混凝土運(yùn)輸罐車需配置合理、銜接緊密，同時需保證作業(yè)現(xiàn)場的水電供應(yīng)，避免因混凝土初凝導(dǎo)致的卡管事故。對于檢測灌注混凝土表面高度的工作人員，需按照規(guī)定密切監(jiān)視測量過程，認(rèn)真核對測量結(jié)果，保證提升導(dǎo)管的過程不出現(xiàn)失誤。拆除導(dǎo)管時需逐節(jié)進(jìn)行拆除。

4.4 施工階段

施工階段是公路橋梁施工技術(shù)管理的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，做好該方面工作可以大大提升公路橋梁施工技術(shù)管理的效果。施工階段實(shí)施公路橋梁施工技術(shù)管理的內(nèi)容如下：①從施工現(xiàn)場的角度出發(fā)，必須加強(qiáng)施工現(xiàn)場的監(jiān)控力度，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)施工技術(shù)，避免產(chǎn)生施工技術(shù)問題。同時，在管理時，應(yīng)當(dāng)約束施工人員的施工行為，促使施工工序規(guī)范化。另外，公路橋梁工程在施工時，很容易受到不良因素的影響，出現(xiàn)突發(fā)情況，若是不及時解決就會影響工程的施工質(zhì)量。因此，應(yīng)當(dāng)制訂應(yīng)急方案，一旦出現(xiàn)突發(fā)事件，需要立即啟動應(yīng)急方案，避免產(chǎn)生較大的事故。②針對施工階段的施工技術(shù)管理，施工放樣是一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，例如公路橋梁路基施工的過程中，小樣以及定線等方面都需要有序地進(jìn)行，并且應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地掌握中心線的位置，確保路基施工的效果。同時，應(yīng)當(dāng)在路基兩側(cè)做好排水渠道，避免地表水路基結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響，這樣不僅可以保證工程的施工質(zhì)量，對于后期的養(yǎng)護(hù)作業(yè)也是非常有利的。

4.5 為防止鋼筋籠上浮問題

混凝土灌注開始階段，需要密切注意混凝土澆筑的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋設(shè)深度，當(dāng)灌注的混凝土頂面達(dá)到距鋼筋骨架底部1m 左右時，應(yīng)適當(dāng)降低混凝土的灌注速度；當(dāng)混凝土灌注面超過鋼筋籠底端4m 時，應(yīng)及時將導(dǎo)管提到鋼筋籠底端2m以上，可恢復(fù)正常灌注速度，但嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土表面。當(dāng)出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題時，應(yīng)立即停止灌注作業(yè)，及時計算導(dǎo)管埋深和混凝土面的標(biāo)高，并提升導(dǎo)管到合適位置再繼續(xù)澆筑，上浮現(xiàn)象即可消失。

5 結(jié)束語

在公路橋梁項(xiàng)目中，為了確保項(xiàng)目可以按時移交，并能達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，施工單位一般會采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，雖然灌注樁施工工藝流程并不復(fù)雜，但是同樣需要加強(qiáng)施工階段掌控力度，通過完善橋梁施工的檢驗(yàn)審核工作、加強(qiáng)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制、滿足公路橋梁鉆孔施工要求等手段，保證項(xiàng)目順利運(yùn)行，為施工單位帶來經(jīng)濟(jì)收益。