公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用

董蕾

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州貴陽550000）

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)特點(diǎn)

公路橋梁進(jìn)行施工過程中，鉆孔灌注樁技術(shù)會與工程質(zhì)量和施工安全產(chǎn)生直接聯(lián)系[1]。鉆孔灌注樁施工技術(shù)在工程中是一項(xiàng)隱蔽性工程，要想保障工程施工質(zhì)量穩(wěn)定，必須全流程控制施工質(zhì)量。公路橋梁施工階段，工程技術(shù)人員需要到施工現(xiàn)場仔細(xì)調(diào)查工程環(huán)境、地質(zhì)、水文等因素，合理編制出針對性施工方案，保障工程項(xiàng)目能夠正常進(jìn)行。以往的人工挖孔樁，對工程施工安全與進(jìn)度帶來了很大的管理問題，為了有效預(yù)防這些問題，可以應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，全面優(yōu)化工程項(xiàng)目施工技術(shù)，確保工程施工的流暢性，保障質(zhì)量安全可控，提高施工效率。

2 公路橋梁鉆孔灌注樁施工的原則

公路橋梁工程在施工過程中，科學(xué)借助鉆孔灌注樁施工技術(shù)，同時要遵守以下幾方面原則。首先，規(guī)范施工原則。根據(jù)公路橋梁工程項(xiàng)目和施工現(xiàn)場實(shí)際情況，重點(diǎn)掌握氣候、地質(zhì)、地貌等各方面因素，合理制訂健全施工方案，推動施工環(huán)節(jié)能夠順利完成。其次，遵守安全原則。為保障橋梁運(yùn)營安全，橋梁工程進(jìn)行施工過程中，比對設(shè)計方案，結(jié)合地質(zhì)實(shí)際情況準(zhǔn)確計算承載力，確定樁孔深度，為相關(guān)人員檢查提供幫助；橋梁樁基施工安全，需要考慮施工現(xiàn)場地質(zhì)、氣候、設(shè)備等多方面因素，提升施工安全。

3 公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)和質(zhì)量問題

3.1 公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)問題

3.1.1 地基承載能力缺失

公路橋梁工程應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)過程中，由于公路橋梁工程施工現(xiàn)場地質(zhì)復(fù)雜，部分地層出現(xiàn)明顯變化，極易引起不可預(yù)見的軟弱夾層問題。因?yàn)榈刭|(zhì)特殊，持力層經(jīng)常會出現(xiàn)不同巖性物質(zhì)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)不規(guī)律，再加上巖石礦物成分不同，化學(xué)性質(zhì)發(fā)生很大變化，使抗風(fēng)程度不均衡，從而形成夾層較弱現(xiàn)象。

3.1.2 縮孔、偏孔與塌孔問題

公路橋梁工程出現(xiàn)孔徑偏差的主要原因是人為操作引起的，應(yīng)用不相符的鉆頭，或者鉆頭設(shè)備老化、磨損嚴(yán)重導(dǎo)致直徑較小等方面產(chǎn)生鉆孔問題。例如，對于樁徑800～1200mm 的樁，鉆頭直徑選擇應(yīng)較設(shè)計大30～50mm，從而符合孔徑標(biāo)準(zhǔn)；如果地面平整度與壓實(shí)度偏差過大，鉆機(jī)安裝出現(xiàn)不規(guī)整問題，導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)偏斜，同時鉆桿彎曲、鉆桿接頭縫隙過大，也會出現(xiàn)同樣問題。為了解決這些問題，進(jìn)行鉆孔前必須壓實(shí)地面，并且在安裝鉆機(jī)過程中認(rèn)真檢查鉆機(jī)平整度和鉆桿垂直情況，如果出現(xiàn)偏差應(yīng)立即改正，防止對鉆孔正常進(jìn)行造成影響[2]。又如地質(zhì)條件差、地下水豐富、泥漿質(zhì)量差、鋼護(hù)筒不連續(xù)、外部振動、集中堆載等因素造成塌孔問題，這就需要進(jìn)行必要的地質(zhì)調(diào)查，合理規(guī)劃布置場地，提升泥漿、護(hù)筒施工質(zhì)量。

3.1.3 鋼筋籠上浮問題

公路橋梁工程進(jìn)行鉆孔灌注樁施工技術(shù)時，出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題，原因主要在于兩方面：一是由于混凝土灌注到鋼筋籠底部時，過快的混凝土澆筑速率，出現(xiàn)由下而上的壓力，拖動鋼筋籠出現(xiàn)上浮；二是因?yàn)榛炷翝仓霈F(xiàn)中斷時，表層出現(xiàn)初凝現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)強(qiáng)硬，使混凝土與鋼筋籠出現(xiàn)一定握裹力，再次澆筑時混凝土翻滾，向上挪移帶動鋼筋籠出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。為了有效解決這個問題，合理組織混凝土的拌和、運(yùn)輸和灌注時間，盡可能在短時間內(nèi)完成灌注混凝土施工，避免混凝土表層形成硬殼帶動鋼筋籠上浮。

3.2 公路橋梁鉆孔灌注樁施工

3.2.1 施工單位質(zhì)量管理意識薄弱

公路橋梁工程在施工過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注施工質(zhì)量，但是大多數(shù)施工單位側(cè)重于施工進(jìn)度和施工成本，未能對施工質(zhì)量進(jìn)行關(guān)注，導(dǎo)致工程內(nèi)隱藏很多質(zhì)量隱患，很容易對樁體質(zhì)量造成影響[3]。同時，有些施工人員沒有嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工，導(dǎo)致施工技術(shù)不達(dá)標(biāo)，與預(yù)期施工效果不符?？梢?，施工單位質(zhì)量管控意識的重要性，也是保障公路橋梁工程施工的關(guān)鍵。

3.2.2 質(zhì)量控制體系不完整

公路橋梁工程施工質(zhì)量控制體系的不完整，成為公路橋梁工程質(zhì)量的影響因素，尤其是對于規(guī)模小的公路橋梁工程而言，施工單位為了減少復(fù)雜流程，不注重質(zhì)量管控體系，僅憑工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)管控施工現(xiàn)場質(zhì)量，不僅不能有效保障施工質(zhì)量，還會因質(zhì)量問題阻礙施工進(jìn)度，影響整個工程施工進(jìn)度。再加上施工人員能力參差不齊，雖然制定了完整施工質(zhì)量控制體系卻無法實(shí)現(xiàn)[4]。

與此同時，施工管理行為存在缺失、責(zé)任落實(shí)不到位，一些施工企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)管人員配備不足或業(yè)務(wù)能力差異性大，以至于全面落實(shí)施工現(xiàn)場監(jiān)管工作成為重要難題[5]。

4 公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 施工準(zhǔn)備工作

4.1.1 施工方案編制和審核

公路橋梁鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備過程中，重點(diǎn)是要合理編制施工方案。施工方案需要結(jié)合鉆孔灌注樁施工環(huán)境、設(shè)備狀況、組織管理，深入分析樁體附近地質(zhì)、水文條件和施工組織能力，找出最合適的公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝和管理辦法，奠定施工基礎(chǔ)。

履行審核報批程序，組織專家論證，集思廣益，從各方面、各角度充分考慮施工工序和各施工組織環(huán)節(jié)。一份具有實(shí)際意義的指導(dǎo)方案，離不開理論扎實(shí)和豐富經(jīng)驗(yàn)專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)、評價。

4.1.2 施工機(jī)械設(shè)備的檢查

公路橋梁鉆孔灌注樁因?yàn)轶w積大，施工標(biāo)準(zhǔn)高。施工機(jī)械設(shè)備施工是公路橋梁施工的重要設(shè)備，所以在施工前，施工單位應(yīng)安排人員仔細(xì)檢查保養(yǎng)機(jī)械設(shè)備，定期校準(zhǔn)檢測儀器，一旦發(fā)現(xiàn)問題必須立即修復(fù)或替換，保證施工能夠正常進(jìn)行。要想保障混凝土施工質(zhì)量穩(wěn)定，需要配備高效的專業(yè)攪拌設(shè)備，提高施工效率和施工質(zhì)量。除此之外，為了保障工程質(zhì)量可靠，在澆灌混凝土?xí)r必須保持連貫性，避免混凝土凝固時間不同影響工程質(zhì)量。

4.1.3 施工材料檢驗(yàn)

要想保障鉆孔灌注樁質(zhì)量穩(wěn)定，在施工前必須通過試驗(yàn)檢驗(yàn)施工材料，規(guī)范應(yīng)用檢驗(yàn)方法和操作流程。在具體檢驗(yàn)過程中，需要通過兩個環(huán)節(jié)，一是砂石加工與膠凝材料采購前環(huán)節(jié)，工地試驗(yàn)室通過試驗(yàn)確定材質(zhì)的強(qiáng)度、級配和膠凝材料用量，經(jīng)過混凝土適配，調(diào)整材料級配，確定工作性能；二是采購和抽檢環(huán)節(jié)，采購人員必須認(rèn)真負(fù)責(zé)工作，遵守規(guī)定進(jìn)行合理采購，材料進(jìn)入施工現(xiàn)場后，可與監(jiān)理人員一起對材料進(jìn)行嚴(yán)格抽檢驗(yàn)收，對質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料原路退回，直到質(zhì)量合格才能進(jìn)入現(xiàn)場[6]。

4.1.4 定位測量

在進(jìn)行定位前測量，施工人員必須對現(xiàn)場進(jìn)行全面清潔，特別是對鉆孔位置。標(biāo)定測量儀器，制訂測量方案，審批后開始測量，使用木樁或鋼筋頭標(biāo)記樁孔中心位置，同時進(jìn)行換手復(fù)測，一旦出現(xiàn)誤差，必須立即改正。通過測量定位找出孔樁具體位置，并且利用混凝土加強(qiáng)穩(wěn)固，仔細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，防止出現(xiàn)偏差。

4.2 埋設(shè)護(hù)筒

公路橋梁鉆孔灌注樁施工過程中，埋設(shè)護(hù)筒是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是工程施工的重要內(nèi)容，只有要求施工人員遵守規(guī)定完成埋設(shè)處理工作，才能為后續(xù)施工正常進(jìn)行奠定良好基礎(chǔ)。山區(qū)護(hù)筒埋設(shè)，護(hù)筒壁厚具有抵抗變形的能力，可采用挖坑埋設(shè)，坑底和四周使用黏土對稱分層回填夯實(shí)，筒內(nèi)徑應(yīng)大于樁徑20cm，同時要求護(hù)筒中心與樁中心平面位置應(yīng)不大于50mm，護(hù)筒傾斜度不大于1%，以保障樁位平面位置準(zhǔn)確。護(hù)筒埋設(shè)深度視土層厚度來看，常規(guī)在薄層土層應(yīng)為2m，在厚土層應(yīng)為4m，筒底應(yīng)高于樁頂1.0m，筒頂應(yīng)至少高于地面30cm，便于隔離地表水、地下水進(jìn)入孔內(nèi)以及提高孔內(nèi)承壓水頭，保證開孔段孔樁在施工時，不至于塌孔。

4.3 泥漿制備與使用

山區(qū)黏質(zhì)土較多，可就近取材，試驗(yàn)室配比驗(yàn)證合格后，拌制倒入泥漿池內(nèi)，通過循環(huán)泵循環(huán)使用，在鉆進(jìn)過程中安排試驗(yàn)管理人員對漿液相對密度、黏度、含砂率等方面進(jìn)行檢測，快速調(diào)整泥漿各項(xiàng)指標(biāo)，保障鉆孔效率。泥漿可以在孔壁內(nèi)形成薄又韌性強(qiáng)的泥皮，有效保護(hù)孔壁，避免出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象；同時泥漿具有一定黏度，能在裂縫地層鉆出，起到堵漏作用；由于泥漿具有保護(hù)孔洞作用，可以在復(fù)雜地層應(yīng)用泥漿，減少下套管工序，充分簡化鉆孔結(jié)構(gòu)，降低鉆探成本[7]。良好的泥漿可以與循環(huán)泵共同作用，懸浮鉆渣提高排渣能力，保障施工進(jìn)度。

在泥漿使用過程中，要保護(hù)周邊環(huán)境，降低污染程度，可以在鉆孔施工時，提前做好廢棄泥漿處理工作，利用專業(yè)車輛輸送到指定廢棄區(qū)域內(nèi)。

4.4 鉆孔施工

鉆孔施工工作是鉆孔灌注樁的核心部分，作為工程技術(shù)人員，必須強(qiáng)化自身專業(yè)技能。在日常鉆孔施工過程中，應(yīng)當(dāng)提前查看施工方案，對細(xì)節(jié)工序格外重視，遵守規(guī)定規(guī)范進(jìn)行有效處理，有效減少塌孔問題。在具體公路橋梁鉆孔施工過程中，工程技術(shù)人員需要做好以下工作：一是施工人員必須具體觀察和掌握施工環(huán)境，重點(diǎn)抓住施工每個細(xì)節(jié)，做好設(shè)備準(zhǔn)確工作，通過現(xiàn)代化鉆孔技術(shù)，快速展開鉆孔施工；二是施工單位應(yīng)當(dāng)積極組織專業(yè)管理人員，實(shí)時觀察孔位、孔形、泥漿等環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)問題，分析原因立即處理；三是在進(jìn)行鉆孔施工時，操作人員保持勻速施工，盡管施工人員在初期已經(jīng)確定現(xiàn)場場地和鉆頭類型，但隨著鉆孔施工進(jìn)度，過程中應(yīng)對鉆頭尺寸、豎直度進(jìn)行復(fù)核，必要時還需對機(jī)架水平位置和鉆頭進(jìn)行調(diào)整，以保證孔徑及豎直度滿足要求；四是實(shí)時關(guān)注鉆孔地質(zhì)情況，在巖層與土層交界處，要降低鉆孔速度，觀測鉆桿豎直度情況，適當(dāng)降低機(jī)械鉆進(jìn)壓力或鉆頭勢能，一旦出現(xiàn)偏斜情況，應(yīng)停鉆回填重鉆，直至豎直度滿足要求；五是科學(xué)運(yùn)用泥漿沖刷孔底沉渣，讓沉渣內(nèi)細(xì)砂保持懸浮狀態(tài)，使細(xì)砂受到泥漿黏合度影響下被循環(huán)泥漿沖出孔樁，有效完成第一次清孔工作，同時檢查渣樣，確定終孔高程，由于泥漿在鉆孔灌注樁施工中起到清孔作用，成為保障鉆孔工程質(zhì)量的又一關(guān)鍵控制點(diǎn)，一般對端承樁清孔要求特別嚴(yán)格，按照規(guī)范要求，孔底沉渣厚度不大于50mm，但在實(shí)際施工中，往往比規(guī)范要求嚴(yán)格得多。

4.5 鋼筋籠制作與吊放

鋼筋籠制作，按照設(shè)計文件精確安裝主筋，錯開鋼筋接頭位置，同一斷面鋼筋接頭數(shù)量不得超過50%，一般使用直螺紋套筒連接鋼筋主筋，對斷面尺寸較大的鋼筋籠，應(yīng)在箍筋內(nèi)增設(shè)鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，增大鋼筋籠環(huán)向剛度，防止鋼筋籠在制作、運(yùn)輸、吊裝過程中變形，同時避免鋼筋籠長時間存放。

鋼筋籠吊放前，必須對其每個焊接縫隙質(zhì)量進(jìn)行依次檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題必須立即補(bǔ)焊，同時鋼筋籠吊放過程中應(yīng)仔細(xì)觀察其能否正常下放，避免與孔壁發(fā)生碰撞；鋼筋籠臨就位時，應(yīng)調(diào)整鋼筋籠保護(hù)層厚度，采取固定措施，固定在孔口。起重設(shè)備起重能力應(yīng)適當(dāng)增大，吊裝過程中明確安全警戒區(qū)域，安排專人指揮、警戒，保證施工安全。

4.6 灌注水下混凝土

混凝土灌注樁施工前，試驗(yàn)人員會提前開展孔內(nèi)泥漿指標(biāo)和孔底沉渣后端監(jiān)測活動，確保各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求，必要時應(yīng)進(jìn)行二次清孔，防止沉渣混入混凝土內(nèi)，影響樁身質(zhì)量?；炷吝\(yùn)抵現(xiàn)場時，應(yīng)檢查混凝土坍落度、均勻性，避免出現(xiàn)泌水、水泥漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。

水下混凝土灌注技術(shù)應(yīng)用過程中，可以借助導(dǎo)管灌注技術(shù)。工程技術(shù)人員，通過測繩復(fù)測孔樁深度，計算導(dǎo)管需求量，居中下放導(dǎo)管，避免與孔壁發(fā)生摩擦、碰撞，同時滿足導(dǎo)管底部與孔底距離在30～50cm之間。計算受料斗首盤混凝土量，用量包括導(dǎo)管埋深1.0m 混凝土量及導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡管外壓力所需混凝土量。灌注過程中，導(dǎo)管埋深應(yīng)控制在2～9m 之間，否則會擾動混凝土初凝和導(dǎo)致導(dǎo)管難以拔出問題，現(xiàn)場技術(shù)人員準(zhǔn)確計算混凝土灌注量與導(dǎo)管拆除的關(guān)系。灌注時注重鋼筋籠上浮問題，采取降低灌注速率，孔口鋼筋籠抗浮加固措施，防止出現(xiàn)反插鋼筋籠和鋼筋籠保護(hù)層厚度不足現(xiàn)象。混凝土澆筑臨近結(jié)束時，都應(yīng)進(jìn)行超灌處理，杜絕因樁頂混凝土壓力過小造成樁頂不密實(shí)現(xiàn)象。按規(guī)范要求超灌應(yīng)高于樁頂標(biāo)高0.5m 以上，實(shí)踐中通常超管距離都在1.0m左右。

5 結(jié)語

現(xiàn)如今，很多公路橋梁工程都開始使用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，諸多建筑行業(yè)企業(yè)以及相關(guān)研究人士對該技術(shù)進(jìn)行深入研究。在鉆孔灌注樁施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，要嚴(yán)格按照施工工序進(jìn)行，時刻關(guān)注施工注意事項(xiàng)。除此之外，施工人員還要嚴(yán)格按照材料采購標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選購，定期檢查施工設(shè)備，組織工程相關(guān)人員主動參與培訓(xùn)教育工作，在施工中發(fā)揮鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用價值，確保公路橋梁工程質(zhì)量可靠。