鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在高速橋梁工程中的應(yīng)用

趙金秋

（中鐵十九局集團(tuán)廣州工程有限公司，廣東廣州 510000）

1 工程概況

本橋梁工程全長(zhǎng)2252.94 m，為五指山至保亭至海棠灣高速公路工程中K63+160—K75+665.193 標(biāo)段，占路線總長(zhǎng)的18.02%，建設(shè)內(nèi)容包含大橋、中小橋、互通立交及天橋。橋梁工程中，樁基礎(chǔ)采用的是鉆孔灌注樁，橋墩為柱式墩、花瓶墩，橋臺(tái)為環(huán)保臺(tái)、柱式臺(tái)，上部結(jié)構(gòu)以預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁為主，跨徑含18 m、20 m、30 m 三種形式。

2 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工要求

鉆孔灌注樁是現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵組成部分，其具體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。不同于常規(guī)的樁基礎(chǔ)，此處所提的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)對(duì)骨架、護(hù)筒均提出特殊的要求。

（1）骨架。制作成型的鋼筋骨架應(yīng)存放在具有平整性、干燥性、穩(wěn)定性的地面，并做好鋪墊，以免鋼筋骨架與地面直接接觸。按順序依次擺放，以便后續(xù)可以根據(jù)需求及時(shí)取用。運(yùn)輸階段，骨架的保護(hù)為重點(diǎn)工作，以免因碰撞而出現(xiàn)變形等異?，F(xiàn)象[1]。

（2）護(hù)筒。護(hù)筒埋設(shè)工作中，護(hù)筒平面位置、垂直度均要滿足要求，同時(shí)護(hù)筒底腳等部位均要具有足夠的防水能力，以便抵御水的侵蝕。

圖1 鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)

3 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

高速公路橋梁工程的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件復(fù)雜，含軟土、高液限土及花崗巖殘積土等，施工期間易發(fā)生巖土體崩塌等事故。遇強(qiáng)降雨天氣時(shí)，易加劇巖土體的滑動(dòng)，對(duì)橋梁的施工質(zhì)量提出較高的要求。在樁基礎(chǔ)施工中，采用的是鉆孔灌注樁的方式，以保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，給橋梁后續(xù)建設(shè)工作的開(kāi)展創(chuàng)設(shè)良好的條件。關(guān)于具體的施工內(nèi)容，做如下分析：

3.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)劃施工場(chǎng)地，界定范圍，平整該區(qū)域，修筑泥漿池、沉淀池，適配全站儀；引入坐標(biāo)法，精準(zhǔn)測(cè)定鉆孔樁的具體位置，并將預(yù)制成型的護(hù)筒埋設(shè)到位，在周邊設(shè)置中心定位樁，刷涂紅油漆，形成醒目的標(biāo)記[2]。

3.2 孔口護(hù)筒

護(hù)筒內(nèi)徑略大于樁徑30 cm，同時(shí)在護(hù)筒周邊增設(shè)加勁筋，于上端增設(shè)1 道溢漿口?？卓谧o(hù)筒采用的是穩(wěn)定性較好的鋼板護(hù)筒，板厚8 mm，于頂部以焊接的方法設(shè)置加強(qiáng)筋，通過(guò)此舉提高筒頂?shù)膭偠?。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件，將其深度控制在1.5 m 以內(nèi)，頂部超出地面的部分約0.3 m。護(hù)筒施工中，加強(qiáng)對(duì)其中心的檢測(cè)，確保其與設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)中心的誤差在50 mm 內(nèi)，傾斜度需在1%以內(nèi)，否則不滿足要求。

3.3 泥漿護(hù)壁

根據(jù)需求制備泥漿，用于懸浮泥渣以及保護(hù)孔壁。泥漿的性能為重點(diǎn)控制對(duì)象，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理制備，動(dòng)態(tài)化調(diào)整泥漿的比重。在本項(xiàng)目中，原材料選用的是優(yōu)質(zhì)黏土或膨潤(rùn)土，也可在此基礎(chǔ)上摻入適量小片石；以孔外水位或地下水位為參照基準(zhǔn)，要求泥漿始終高出（1～1.5）m。在制備泥漿時(shí)，相對(duì)密度、黏度等均是關(guān)鍵的控制指標(biāo)，且各項(xiàng)指標(biāo)在不同地層條件下的要求不盡相同，需差異化對(duì)待，具體如表1 所示。

表1 泥漿性能指標(biāo)技術(shù)要求

3.4 鉆孔、清孔及檢孔

（1）鉆孔。鉆孔施工采用的是沖擊鉆孔的方法，遵循連續(xù)作業(yè)的原則，鉆孔期間定期取碴，用于判斷巖層和土層的實(shí)際特性，根據(jù)所掌握的數(shù)據(jù)繪制地質(zhì)柱狀圖，供分析所用。此外，工程還采用泥漿護(hù)壁的方法，以黏土、水、添加劑為主要材料，按特定的配比制備泥漿。在前期準(zhǔn)備工作中，已經(jīng)準(zhǔn)確確定開(kāi)孔位置，因此可根據(jù)各孔位有序向下鉆進(jìn)，期間啟用泥漿泵，同步循環(huán)鉆進(jìn)[3]。

（2）清孔。鉆孔期間所產(chǎn)生的雜物將大量堆積至孔內(nèi)，需做好清孔工作，將孔內(nèi)沉渣量減小至許可范圍內(nèi)。清孔采用的是二次清孔的方法，首先用鋼筋籠檢孔器檢查，根據(jù)所得結(jié)果利用掏碴法清理，后續(xù)在灌注混凝土前需再次檢測(cè)孔內(nèi)沉渣厚度并清理，期間嚴(yán)格控制孔內(nèi)水位的高度，以免出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象。

（3）檢孔。經(jīng)鉆孔、清孔后，做全面的質(zhì)量檢查，指標(biāo)包含孔位、孔深、孔徑、垂直度等。

3.5 鋼筋籠制安

鋼筋籠的體積較大，為便于施工，普遍采取分段制作、統(tǒng)一拼接的方法。鋼筋籠制作應(yīng)由專業(yè)人員完成，保證操作的規(guī)范性以及最終產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，例如尺寸精度、焊接質(zhì)量等均要滿足要求。鋼筋籠成型且通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)后，將其安裝至孔內(nèi)，此過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制垂直度，對(duì)準(zhǔn)孔位后再緩慢向下放置，且不可出現(xiàn)鋼筋籠與孔壁碰撞的情況，否則易加劇鋼筋籠的變形。鋼筋籠下放到位后，對(duì)上端和護(hù)筒采取焊接處理措施，以構(gòu)成完整的整體，消除混凝土上升所產(chǎn)生的頂托力，以免出現(xiàn)鋼筋籠上浮的情況。在本項(xiàng)目中，提前將各分段鋼筋籠制作成型，用汽車吊吊裝入孔，逐段焊接。

3.6 灌注水下混凝土

施工采用的是導(dǎo)管法，導(dǎo)管選用的是Φ219 mm 快速卡口接頭導(dǎo)管，在使用前組織水密承壓試驗(yàn)和接頭抗拉試驗(yàn)，用于分析導(dǎo)管的質(zhì)量情況。下放導(dǎo)管時(shí)，底部預(yù)留30 cm 的空隙，確保首批混凝土能夠以較快的速度沖下。灌注施工全流程中，用測(cè)繩及時(shí)測(cè)量混凝土面的高程，導(dǎo)管埋入混凝土的深度以（2～6）m 為宜，不可出現(xiàn)斷樁等異?，F(xiàn)象。樁頂高出設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分需超過(guò)1 m，以便根據(jù)實(shí)際施工情況適時(shí)清理疏松的混凝土，使樁頂混凝土的強(qiáng)度可滿足要求。經(jīng)水下混凝土灌注施工后，做超聲波檢測(cè)，用于判斷成樁的質(zhì)量情況。若對(duì)質(zhì)量問(wèn)題存在疑問(wèn)，則進(jìn)一步鉆芯取樣，直至給出準(zhǔn)確的判斷結(jié)果為止。

4 鉆孔灌注樁的常見(jiàn)問(wèn)題分析及解決對(duì)策

4.1 孔壁坍塌

（1）原因分析：泥漿濃度偏低，護(hù)筒埋置深度未滿足要求，鉆孔作業(yè)的速度偏快，施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件欠佳等。

（2）解決對(duì)策：于松散砂土處組織鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制速度，并制備高黏度的泥漿，以改善護(hù)壁效果；隨鉆進(jìn)作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，應(yīng)適時(shí)補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿。

4.2 卡鉆

（1）原因分析：鉆孔的速度過(guò)快，巖面發(fā)生傾斜現(xiàn)象，存在孤石、溶洞等特殊的地質(zhì)條件。

（2）解決對(duì)策：以施工規(guī)范為準(zhǔn)，合理鉆孔，若鉆孔期間遇巖面傾斜的情況或是存在溶洞，需做全面的檢查，采取針對(duì)性的處理措施。

4.3 孔斜

（1）原因分析：巖面傾斜時(shí)，若其存在軟硬相間的情況，則容易由于各處的硬度不均衡而出現(xiàn)孔斜問(wèn)題。

（2）解決對(duì)策：吊住鉆桿，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，向孔內(nèi)填入適量的片石，先用沖擊樁機(jī)處理斜面硬層，將該部分沖平后，再啟用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，緩慢鉆進(jìn)。

4.4 斷樁

（1）原因分析：混凝土的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，例如坍落度偏高或偏低，骨料的粒徑偏大；灌注施工中未及時(shí)提起導(dǎo)管，導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞；供料能力不足，導(dǎo)致施工進(jìn)程被迫中斷，間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；在提升導(dǎo)管時(shí)未控制好導(dǎo)管的姿態(tài)，導(dǎo)致其與鋼筋籠碰撞，掉落的土體混入混凝土內(nèi)，影響樁體的成型質(zhì)量。

（2）解決對(duì)策：加強(qiáng)對(duì)混凝土的檢測(cè)，保證其在均勻性、坍落度等方面均可滿足要求；澆筑施工中，加強(qiáng)對(duì)混凝土頂面高度的測(cè)量，經(jīng)計(jì)算后確定埋管深度；按需生產(chǎn)混凝土，提高供應(yīng)能力；儲(chǔ)料斗的體積需與首批灌注混凝土量相同或適當(dāng)增多。

5 結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)中，為充分發(fā)揮出鉆孔灌注樁的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，工作人員需高度重視鉆孔灌注樁的質(zhì)量問(wèn)題，視實(shí)際施工條件合理應(yīng)用施工技術(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量控制，采取預(yù)防措施，以免出現(xiàn)孔壁坍塌、斷樁等異常現(xiàn)象。若存在質(zhì)量問(wèn)題，則需及時(shí)查明成因，做針對(duì)性的處理，減小不良影響，盡快恢復(fù)至正常施工狀態(tài)。