公路橋梁施工中沖擊鉆灌注樁質(zhì)量控制措施研究

蘇龍昌

（大成工程建設(shè)集團(tuán)有限公司， 福建 廈門 361012）

0 引言

九綿高速公路的北部連接G8513平?jīng)龅骄d陽高速公路的甘肅段，南部連接G5京昆高速和G93成渝環(huán)線，是四川和甘肅兩省公路運(yùn)輸?shù)闹匾ǖ?。?duì)此高速公路的設(shè)計(jì)中所采用的標(biāo)準(zhǔn)是雙向四車道高速公路，汽車荷載等級(jí)是一級(jí)，設(shè)計(jì)速度為每小時(shí)80km；整體式路基和橋梁的寬度為25.5m ,地震動(dòng)峰加速度值是0.20g；平曲線半徑的最小值是400m；縱坡的最大值為5%。本標(biāo)段的路線程度為5.1km。設(shè)置的主要構(gòu)造物包括1座特大橋，2座大橋，2座長(zhǎng)隧道，還有2段高邊坡和1段擋墻。工期為一個(gè)月，合同總價(jià)是4.432億元。

1 公路橋梁施工中沖擊鉆灌注樁概述

在公路橋梁建設(shè)中，如果地質(zhì)環(huán)境條件不是很好，地質(zhì)缺乏穩(wěn)定性，必然會(huì)對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量造成不良影響。如果公路橋梁施工存在問題，不會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，而且導(dǎo)致人員傷亡事故。通過對(duì)事故原因進(jìn)行分析，明確事故橋梁存在質(zhì)量問題，即基層結(jié)構(gòu)很容易變形，主要的根源是橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量不符合要求。鉆孔灌注樁工藝中，主要的程序是在施工現(xiàn)場(chǎng)的指定位置鉆孔，將灌注混凝土直接灌入到土壤中[1]。打好樁孔之后，施工人員將鋼筋籠骨架放入到樁孔當(dāng)中，之后進(jìn)入到混凝土振搗環(huán)節(jié)。由于鉆孔灌注樁工程存在隱蔽性，存在很大的施工風(fēng)險(xiǎn)，所以，強(qiáng)化施工質(zhì)量控制工作是非常必要的，保證工程質(zhì)量，維護(hù)施工人員的安全，避免造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。

2 公路橋梁施工中沖擊鉆灌注樁質(zhì)量控制問題

公路橋梁施工中，對(duì)于沖擊鉆灌注樁質(zhì)量無法有效控制，主要體現(xiàn)為樁孔傾斜問題和鉆頭問題。具體如下。

2.1 樁孔傾斜問題

在進(jìn)行鉆孔施工的過程中很有可能產(chǎn)生偏斜孔的問題，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因在于，當(dāng)鉆機(jī)就位的時(shí)候沒有檢查到位，或者鉆孔處的地質(zhì)環(huán)境存在很大的差異。從原因的角度出發(fā)解決樁孔傾斜的問題，如果由于安裝鉆機(jī)的問題導(dǎo)致偏斜孔問題，就不能繼續(xù)施工了，立即停工并采取技術(shù)措施解決；如果由于安裝鉆機(jī)問題導(dǎo)致的，需要將鉆機(jī)立即移開，遠(yuǎn)離鉆孔處，此時(shí)需要使用專業(yè)設(shè)備嚴(yán)格檢查鉆孔周圍。如果孔壁比較穩(wěn)定，就需要采取加固措施，將鉆機(jī)支撐面積加大是比較好的方法。安裝鉆孔的時(shí)候需要按照規(guī)范進(jìn)行，當(dāng)這些施工完成之后才能進(jìn)行下一次的施工。如果孔壁缺乏穩(wěn)定性，就需要回填處理，經(jīng)過夯實(shí)之后各項(xiàng)指標(biāo)合格了，才能重新選擇鉆孔。如果出現(xiàn)偏斜孔是由于地質(zhì)強(qiáng)度導(dǎo)致的，需要評(píng)估巖層，選擇合適的回填材料，按照相關(guān)的規(guī)定使用材料回填，靜置一段時(shí)間才能進(jìn)行施工。

2.2 鉆頭問題

當(dāng)進(jìn)入到鉆孔施工階段的時(shí)候，要對(duì)內(nèi)部產(chǎn)生的變化情況詳細(xì)觀察，就要控制好鉆孔的速度。要防止鉆孔施工的過程中出現(xiàn)移位的現(xiàn)象，需要鉆孔的中心按照有關(guān)規(guī)定持續(xù)作業(yè)，不能間斷。在進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，當(dāng)達(dá)到一定的深度，就要查看孔的深度以及孔的直徑變化情況，如果地層出現(xiàn)變化，就要取樣并送到試驗(yàn)室檢驗(yàn)。剛進(jìn)入到鉆孔施工階段，鉆頭最好選用小直徑的，當(dāng)鉆進(jìn)達(dá)到一定的深度之后，可以選用大鉆頭[2]。在鉆進(jìn)的過程中鉆具要緩慢升降，保持勻速鉆進(jìn)狀態(tài)，避免出現(xiàn)撞孔壁的現(xiàn)象。當(dāng)鉆孔的時(shí)候，要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)的速度，如果需要停鉆，可以采用調(diào)節(jié)水位的方式，使得鉆孔的各項(xiàng)參數(shù)符合要求。

3 公路橋梁施工中沖擊鉆灌注樁質(zhì)量控制對(duì)策

公路橋梁施工中，對(duì)于沖擊鉆灌注樁質(zhì)量有效控制，需要做好施工前的準(zhǔn)備工作，做好護(hù)筒埋置工作和成孔控制工作，最后將孔清理干凈。具體如下。

3.1 施工準(zhǔn)備工作

其一，將科學(xué)的施工方案制定出來。在鉆孔灌注樁施工之前要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。將施工技術(shù)方案制定出來是施工前準(zhǔn)備的重要環(huán)節(jié)。保證施工技術(shù)方案的科學(xué)合理性，對(duì)工序要合理安排。比如，水下混凝土澆筑的時(shí)候要按照計(jì)劃進(jìn)行，成孔工藝技術(shù)以及加工和安裝鋼筋等都要明確有關(guān)規(guī)定。施工專家小組將施工技術(shù)方案制定出來，監(jiān)理工程師承擔(dān)審批方案的責(zé)任。

其二，對(duì)各類施工材料進(jìn)行檢查。鉆孔灌注樁施工順利展開，質(zhì)量合格的各種工程材料是基礎(chǔ)。在施工之前要對(duì)材料做好檢查工作，確保檢驗(yàn)合格之后才能用于施工中。材料管理人員要按照技術(shù)規(guī)定展開工作，對(duì)此材料的檢查中要嚴(yán)格按照材料檢測(cè)程序執(zhí)行。施工單位自主檢驗(yàn)材料工作完成之后，監(jiān)理工程師要對(duì)材料抽檢，保證材料質(zhì)量。如果施工材料沒有通過初檢，還需要復(fù)檢，如果復(fù)檢的結(jié)果依然不符合規(guī)定，就要禁止這種材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

其三，對(duì)施工機(jī)具質(zhì)量予以檢測(cè)。公路橋梁鉆孔灌注樁施工中，大型的機(jī)械設(shè)備是必不可少的。在施工之前要對(duì)機(jī)械設(shè)備予以檢查，保證施工中使用的機(jī)械設(shè)備都質(zhì)量合格。鉆孔灌注樁施工中必須要使用質(zhì)量合格的設(shè)備，購買設(shè)備的廠家要具備合法的生產(chǎn)資質(zhì)，不能使用自行改裝的鉆機(jī)，更不能使用非工程施工擁的鉆機(jī)。鉆孔灌注樁施工中，混凝土的使用量非常大，要保證混凝土質(zhì)量可靠，就要保證混凝土拌制設(shè)備不會(huì)存在質(zhì)量問題。為了防止施工機(jī)具在運(yùn)行的過程中突然停止，就需要使用質(zhì)量合格的施工設(shè)備，還要準(zhǔn)備好備用的施工設(shè)備，避免由于停轉(zhuǎn)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 護(hù)筒埋置工作

護(hù)筒中心與樁中心的平面位置會(huì)存在偏差，要控制在2cm 以內(nèi)，垂直傾斜不能超過1%。護(hù)筒底部以及外側(cè)都要使用粘土回填，夯實(shí)處理，避免地表水漏入到孔中或者進(jìn)入到護(hù)筒底口。護(hù)筒長(zhǎng)度的確定要考慮到地質(zhì)環(huán)境條件，做到因地制宜，護(hù)筒頂面以及埋深不能低于2.3m[3]。

在埋設(shè)護(hù)筒埋之前，要挖除護(hù)筒周圍0.5～1.0m 范圍內(nèi)的土，夯填粘土到護(hù)筒底部半米以下的位置。如果護(hù)筒底不是粘性土，需要挖深換土處理，在筒底回填粘土，厚度為30cm～50cm，夯實(shí)，然后安放護(hù)筒。

3.3 成孔控制工作

在沖擊鉆灌注樁施工的過程中，最為重要的環(huán)節(jié)是成孔控制。通過對(duì)成孔有效控制，使得不符合施工要求的各種問題得以解決，建筑結(jié)構(gòu)的承載力有所保證。比如，井徑、成孔的傾斜度以及成孔深度都要有效控制，井徑的規(guī)格確定需要在施工設(shè)計(jì)中與實(shí)踐相結(jié)合，施工人員對(duì)于井徑大小的控制需要考慮到不同的土層、不同的環(huán)境以及地質(zhì)變化情況等等，保證護(hù)壁泥漿的比重符合要求。對(duì)于各種變化情況，如果施工人員需要在粘土中成孔或者非粘土中成孔，就需要將清水造漿注入其中，可以起到護(hù)壁的作用。這就要求施工人員經(jīng)驗(yàn)豐富，基于此控制公路橋梁施工鉆孔灌注樁質(zhì)量，使得工程效率提高，施工速度加快。

3.4 清孔

終孔前，必須將有關(guān)資料（如設(shè)計(jì)圖紙、鉆孔柱狀圖、成孔記錄表、渣樣）帶到樁基終孔現(xiàn)場(chǎng)，邀請(qǐng)代表處、設(shè)計(jì)單位、總監(jiān)辦進(jìn)行終孔驗(yàn)收。樁基終孔后，應(yīng)及時(shí)填寫《橋梁樁基終孔結(jié)果記錄表》，將樁基終孔結(jié)果整理后上報(bào)總監(jiān)辦，總監(jiān)辦審核后上報(bào)代表處。

在終孔后，應(yīng)對(duì)孔位、孔徑、孔形、有效樁長(zhǎng)和傾斜度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后進(jìn)入清孔階段。如果發(fā)現(xiàn)山體斜坡地帶原地面標(biāo)高改變引起有效樁長(zhǎng)變化的情況，應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理工程師和代表處，由代表處組織設(shè)計(jì)代表重新確定樁底終孔標(biāo)高后方可繼續(xù)施工。

清孔采取二次清孔法，即成孔檢查合格后立即進(jìn)行第一次清孔，并清除護(hù)筒上的泥皮；鋼筋籠下好，并在澆注砼前再次檢查沉淀層厚度，若超過規(guī)定值，必須進(jìn)行二次清孔，二次清孔后立即灌注砼。

其一，第一次清孔。下放檢孔器，確認(rèn)鉆孔合格后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔；一次清孔需滿足規(guī)范要求達(dá)到的泥漿指標(biāo)和沉淀厚度，只有在清孔達(dá)到規(guī)范要求后，才可以吊裝鋼筋籠，安裝導(dǎo)管。

其二，二次清孔。在吊入鋼筋籠以后，混凝土澆注前，對(duì)孔內(nèi)的泥漿指標(biāo)和沉淀厚度須再次進(jìn)行檢測(cè)，如超過規(guī)定，利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔。（表1：清孔后應(yīng)檢查泥漿指標(biāo)，具體泥漿指標(biāo)）

表1：清孔后應(yīng)檢查泥漿指標(biāo)，具體泥漿指標(biāo)

為保證孔形、孔徑符合設(shè)計(jì)要求，鉆進(jìn)中應(yīng)采用檢孔器或成孔檢測(cè)儀檢孔。檢孔器具體規(guī)定為：整體直徑不小于設(shè)計(jì)樁徑，圓度誤差不大于5mm，有效長(zhǎng)度為4 倍樁外徑，最外側(cè)縱向主筋可采用直徑22～25mm 鋼筋（有條件盡量使用圓鋼），長(zhǎng)度與探孔器同長(zhǎng)，間距為25～35cm；內(nèi)焊圓形分布筋，采用直徑18～20mm 鋼筋彎制，必須保證圓度，間距為1.2～1.5m；為防止探孔器變形，應(yīng)沿探孔器全長(zhǎng)均勻設(shè)置4～6 道十字形或三角形加強(qiáng)鋼筋，采用直徑為18～20mm 的螺紋鋼。

如需換鉆頭前，必須經(jīng)過檢孔，如檢孔器能順利放到孔底且鋼絲繩位置（拉緊時(shí)）不發(fā)生偏移時(shí)方可換成新鉆頭。如檢孔器不能沉到原來已鉆到的深度或鋼絲繩的位置（拉緊時(shí)）偏移護(hù)筒中心時(shí)，則考慮可能發(fā)生了彎孔、斜孔或縮孔等情況，應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。(表1：鉆孔灌注樁檢測(cè)項(xiàng)目)

表2：鉆孔灌注樁檢測(cè)項(xiàng)目

4 結(jié)束語

通過上面的研究可以明確，公路橋梁的承載力日益增加，要提高工程質(zhì)量，就需要改善結(jié)構(gòu)。公路橋梁中，鉆孔灌注作為基礎(chǔ)部分，其質(zhì)量與工程整體結(jié)構(gòu)具有直接相關(guān)性。所以，鉆孔灌注樁質(zhì)量要有所提高，就需要提高施工技術(shù)水平，確保鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得公路橋梁跨徑增加，載荷也增加，保證公路橋梁安全。