探究公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝和質(zhì)量控制

（福建路港（集團）有限公司，福建 泉州 362000）

1 概述

我國公路橋梁的建設(shè)其水平已躍升于世界先進行列，離不開廣大橋梁建設(shè)者的精心設(shè)計和施工，為確保橋梁施工的質(zhì)量和安全，必須對其進行有效的施工控制。由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，影響灌注樁施工質(zhì)量的因素較多，必須嚴格按照既定的施工工藝進行，否則將給整座橋梁工程帶來嚴重的質(zhì)量問題。本文結(jié)合某新建公路橋梁鉆孔灌注樁施工的實踐，就沖擊鉆施工的施工工藝、質(zhì)量控制等問題作簡要的論述。

2 工程概況

在某市國道的橋梁工程建設(shè)當中，采用的是裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋，橋梁全長658米，全橋樁基共有110根，樁基設(shè)計長度為25～30米，樁位地質(zhì)情況為：粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、碎塊狀強風(fēng)化花崗巖、破碎中風(fēng)化花崗巖及微風(fēng)化花崗巖。

3 鉆孔灌注樁施工工藝流程及技術(shù)要求

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，施工采用沖擊鉆，因為沖擊鉆適用于卵石、堅硬漂石、巖層及各種復(fù)雜地質(zhì)的橋梁樁基施工。鉆孔灌注樁工序流程參照圖如下：

3.1 施工前提條件

樁基開工前，需要確定工程使用的相關(guān)技術(shù)，同時由參與項目的各單位審核施工方案以及施工圖紙，確保施工場地的水文資料以及地質(zhì)資料完備，在此基礎(chǔ)上相關(guān)工作人員已經(jīng)完成技術(shù)交底，同時材料已進場并檢驗合格，施工已放樣并滿足精度要求。

3.2 埋設(shè)護筒、鉆機就位

埋設(shè)護筒時，因樁位地質(zhì)為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土，護筒四周應(yīng)以粘土填筑，并分層夯實處理，通過已放樣的樁位定出護筒的圓心位置，孔口使用2-3m高的鋼護筒，直徑大于樁徑至少20cm，壁厚5mm，護筒底部埋設(shè)深度，旱地不少于1.0-1.5m。，護筒頂要高出地面或水位30cm左右，河道處高出水面150cm，使用護筒內(nèi)水頭同時在頂部焊接吊環(huán)以及加強筋，開出水口。在鉆進過程中需要核查護筒位置是否正確，在鉆進階段是否出現(xiàn)偏移、下沉的情況，并要及時處理。護筒位置偏差不大于5cm，傾斜度不大于1%。

埋設(shè)護筒后，即可進行鉆機就位，就位前應(yīng)對鉆機設(shè)備進行檢查和維修，立好鉆架并調(diào)整安設(shè)好起吊系統(tǒng)，將鉆頭吊起，只要使鉆錐中心對準測量放樣時所測設(shè)的樁位即可。其對中誤差不大于5cm。

3.3 粘土造漿

在鉆孔灌注樁的施工過程中，鉆孔泥漿具有挾渣、冷卻鉆頭、穩(wěn)定孔內(nèi)水位、增大靜水壓力、防止塌孔的作用。通常采用水、粘土和添加劑按適當配合比配制，在泥漿池內(nèi)制備，泥漿池容量為20m3，并設(shè)容量為15m3的沉淀池兩個，串聯(lián)并用。

3.4 鉆機成孔施工

鉆機成孔需要注意的內(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筒角。其次，在鉆機施工過程中，需要掌握不同階段施工要點，在淤泥層、粘土沖擊環(huán)節(jié)中，應(yīng)該選擇沖程為1.0～2.0m的鉆頭進行沖擊作業(yè)。砂層沖擊階段為了進一步提升施工作業(yè)水平，可以在孔內(nèi)投入粘土以及小片石，使用沖程為0.5～1.0m的鉆頭反復(fù)沖擊，提升護壁的緊固程度。在施工過程中，鉆機工作面對的土質(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5～8mm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。

3.5 成孔檢驗及清孔

成孔檢驗采用檢孔器對成孔進行孔徑、傾斜度的檢查，檢孔器采用專用檢孔器進行檢驗，條件限制時可采用鋼筋籠檢孔器，鋼筋籠檢孔器外徑比鋼筋籠外徑大10CM，長度不小于孔徑4-6倍，當鉆孔達到設(shè)計標高并經(jīng)檢查符合要求后，應(yīng)立即進行清孔作業(yè)，用換漿法清孔，沖擊鉆清孔后的指標：泥漿比重在1.03-1.10，黏度在17-20，含砂量小于2%。

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)置加強箍（每2米一道）及保護層定位鋼筋。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，半成品標志牌是每節(jié)骨架都應(yīng)用的標記，施工人員在鋼筋籠制作階段還需要掌握樁號、標明墩號、清楚質(zhì)量狀況、節(jié)號，在確定焊接質(zhì)量標準的基礎(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，對準護筒中心緩慢下放，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筒（護壁）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。對準吊放第一節(jié)與第二節(jié)鋼筋籠后，需要按照工藝要求進行焊接或者機械套管連接、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。

3.7 接裝導(dǎo)管和砼料斗

水下砼的灌注需要掌握樁徑、導(dǎo)管直徑，使用導(dǎo)管法完成接裝導(dǎo)管的工作，確定樁徑、導(dǎo)管直徑按樁長和每小時通過砼的數(shù)量，同時在導(dǎo)管接裝階段還應(yīng)該關(guān)注導(dǎo)管壁厚，需要保證其壁厚可以達到剛度以及強度要求。另外，導(dǎo)管使用前必須做拼接、水密、承壓、接頭、抗拉等試驗。

3.8 灌注水下砼

灌注砼前，應(yīng)該完成相關(guān)準備作業(yè)，二次清孔除掉其中的雜物，掌握施工要求保證孔底沉淀層厚度達到規(guī)定要求，在施工作業(yè)之前還需要認真完成灌注作業(yè)前各項施工工序的檢查工作，當施工方案征得施工監(jiān)理工程師同意后才可以進行灌注作業(yè)。

灌注砼施工環(huán)節(jié)中需要注意很多細節(jié)，工作人員需要掌握施工工藝要求，同時還需要保證抗?jié)B性能、水下砼的強度、塌落度等施工參數(shù)都達到規(guī)范標準，只有在這種情況下才能進行施工作業(yè)，保證砼的生產(chǎn)能力可以達到施工作業(yè)要求，讓樁孔能在規(guī)定時間內(nèi)完成灌注工作。在灌注砼的過程中，需要重視首批砼灌注作業(yè)要求，控制導(dǎo)管下口至孔底的距離，并將兩者的距離控制在25～40cm范圍內(nèi)。另外，剪球灌注開始后必須連續(xù)作業(yè)，防止螺栓以及作業(yè)工具掉入孔中，加強施工現(xiàn)場管控力度，并在施工完成后進行現(xiàn)場清潔處理，防止因現(xiàn)場雜物隨意擺放影響施工進度，降低施工質(zhì)量。

3.9 成樁檢驗

當一個橋墩最后一個樁身砼強度達到設(shè)計強度的70%時，即可進行承臺開挖，風(fēng)鎬鑿除樁頭，準備檢測，樁基檢測委托有資質(zhì)的檢測部門來承擔(dān)，按照設(shè)計及規(guī)范要求進行檢測并提供檢測報告。按規(guī)定制作砼試件，檢查樁砼強度。

4 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點

4.1 施工準備階段

在鉆孔灌注樁準備階段，需要掌握灌注樁施工要點，在方案完成后應(yīng)該組織相關(guān)人員進行方案校對，保證方案具備可實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)范標準、結(jié)合工地勘察數(shù)據(jù)、圖紙設(shè)計、施工技術(shù)、安全標準、應(yīng)急預(yù)案、編制依據(jù)等。

4.2 施工作業(yè)階段

在鉆孔灌注樁施工中，以泥漿質(zhì)量及水下砼灌注控制為重點，成孔質(zhì)量的好壞是鉆孔灌注樁施工技術(shù)的關(guān)鍵所在，而成孔質(zhì)量又被泥漿質(zhì)量所決定，泥漿比重、含砂率是泥漿性能的重要指標，好的泥漿具有密度高、黏性高、滲透性能弱等優(yōu)點，可以在鉆孔過程中在孔壁的表面形成一層泥漿護壁，但是泥漿稠度太大時會附在孔壁形成阻力，影響鉆頭鉆進速度，且易發(fā)生樁孔偏移，稠度小，則孔渣難以充分懸浮影響鉆進。由于不同的地質(zhì)要使用不同性能指標的泥漿，因此施工人員在工程作業(yè)階段，需要結(jié)合設(shè)計部門提供的關(guān)于地質(zhì)勘探方面的資料，分析不同地質(zhì)對泥漿黏度、泥漿比重、鉆進速度等參數(shù)的要求，比如遇松散地層時，應(yīng)加大泥漿稠度提高泥漿黏度，以加強護壁，表1為泥漿性能指標控制表。

表 2 泥漿性能指標控制表

水下混凝土灌注是成樁的關(guān)鍵，灌注時應(yīng)保證好人力、物力，特別是要對設(shè)備進行檢查，有條件的要多配備一組設(shè)備，并配備一臺發(fā)電機，以防停電。進行水下混凝土灌注作業(yè)階段，需要按照材料質(zhì)量檢查程序保證進入場地的每批材料質(zhì)量都達到施工作業(yè)標準，這是確保灌注樁質(zhì)量的有力保障，同時配合比應(yīng)通過實驗確定。塌落度宜為180～220mm，水泥用量不少于360kg/m3，并宜選用中粗砂，粗骨料的最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6-1/8和鋼筋最少凈距的1/4，同時不得大于37.5mm，為改善和易性及強度，可適當摻些外加劑。鉆孔灌注樁灌注應(yīng)連續(xù)進行，中途不得停頓，并在灌注過程中要經(jīng)常測量導(dǎo)管的埋置深度，以便于掌握拆導(dǎo)管的時間。

5 結(jié)語

在公路橋梁項目中，為了確保項目可以按時移交，并能達到驗收標準，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，但是同樣需要加強施工階段掌控力度，通過完善橋梁施工的檢驗審核工作、加強鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制、滿足公路橋梁鉆孔施工要求等手段，保證項目順利運行，為施工單位帶來經(jīng)濟收益。