橋梁樁基施工中反循環(huán)鉆成孔技術(shù)的應(yīng)用

江西安源路橋集團(tuán)有限公司 / 孫濤

引言

隨著最近幾年，我國(guó)國(guó)內(nèi)交通需求急速上漲，橋梁的跨度也在不斷增大，入水的深度也隨之增大。在橋梁工程項(xiàng)目施工的階段中，橋梁樁基工程質(zhì)量的高低直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性。由于橋梁工程多處于山區(qū)險(xiǎn)峻區(qū)域，這就給技術(shù)的應(yīng)用提出了很高要求。

針對(duì)這種情況采取反循環(huán)鉆成孔技術(shù)可以改善施工中面臨的各種問(wèn)題，對(duì)提高橋梁樁基工程的質(zhì)量有著積極的作用，所以對(duì)反循環(huán)鉆成孔技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)出更為科學(xué)有效的技術(shù)方案，對(duì)推進(jìn)橋梁工程項(xiàng)目的開(kāi)展有著很重要的幫助。

一、工程概況

某大橋的工程項(xiàng)目相對(duì)較為復(fù)雜，大橋項(xiàng)目施工路線的長(zhǎng)度大約為1.4千米。大橋主橋墩所使用的是直徑約為3.1米的鋼質(zhì)護(hù)筒，廈門(mén)海滄大橋樁基所使用的鋼筋籠是雙層籠。大橋的工程項(xiàng)目中的樁基工程包含了許多內(nèi)容，主要為鉆孔灌注樁，以及鋼筋籠制作與安裝等。在這項(xiàng)工程項(xiàng)目中還需要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛴绊?，該地區(qū)主要受到亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候的影響，它的降雨季節(jié)主要集中在四月份至九月份。

二、工程重難點(diǎn)分析

在大橋工程項(xiàng)目中，存在著各種各樣的難點(diǎn)。其中主墩打鉆孔灌注樁施工項(xiàng)目是整個(gè)項(xiàng)目的中難點(diǎn)，它的直徑大約為2.8米，樁的長(zhǎng)度大約為137.5米，每一個(gè)樁的混凝土量大約為907立方米，就這樣的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，是目前為止我國(guó)樁基施工過(guò)程中難度較大的施工項(xiàng)目。

在此施工項(xiàng)目的施工過(guò)程中往往會(huì)受到外部環(huán)境的影響，如環(huán)境因素這也導(dǎo)致了在施工過(guò)程中，很難精確控制它的垂直度。并且在施工過(guò)程中，主墩的鋼筋籠很難進(jìn)行加工，鋼筋籠的間隙以及對(duì)接的精度很難把控。

三、橋梁樁基鉆成孔反循環(huán)施工技術(shù)

（一）水中棧橋、平臺(tái)搭設(shè)

大橋在具體的施工過(guò)程中所運(yùn)用的施工手段是搭設(shè)棧橋以及平臺(tái)來(lái)進(jìn)行作業(yè)。棧橋主要是由分配梁、主梁、橋面梁、承重梁組成的。

在進(jìn)行具體的項(xiàng)目施工時(shí)，使用旋挖鉆機(jī)在平臺(tái)上進(jìn)行工作，使得平臺(tái)的結(jié)構(gòu)發(fā)生大水平扭距。因此，在使用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，一定要注意強(qiáng)化各個(gè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)造，這樣一來(lái)就可以增加平臺(tái)的整體性。

（二）鋼護(hù)筒加工及安裝

在大橋的施工過(guò)程中，還需要對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行一定程度的加工和安裝。鋼護(hù)筒的具體作用，可以有效地防止孔壁出現(xiàn)塌陷的情況，并且還可以對(duì)鉆孔的位置進(jìn)行固定，這樣一來(lái)也給鉆頭提供了導(dǎo)向，還有效地隔離了地表水。

在對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行加工與制作的時(shí)候，采用的焊接方法是螺旋焊接，根據(jù)這根鋼管的直徑以及鋼帶的寬度來(lái)進(jìn)行考究，最后確定螺旋的角度。

在對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行焊接之前，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行相關(guān)的焊接實(shí)驗(yàn)，確保在焊接的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)或是操作不方便的情況。在制作完成之后，還要對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行防腐處理，確保鋼護(hù)筒在海水的浸泡過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象。

具體安裝之前需要做好精度控制，將樁中心的位置確定出來(lái)做好相關(guān)的標(biāo)記，為了能夠確保鋼護(hù)筒在下沉階段不會(huì)出現(xiàn)變形等情況，需要做好鋼護(hù)筒底座加固。并且在初次安裝時(shí)可以采用吊機(jī)設(shè)備配合打樁錘進(jìn)行下沉施工。在不同施工時(shí)，一旦遇到傾斜層就需要停止施工，在調(diào)整方位之后再進(jìn)行操作 。

（三）泥漿的制備

在施工階段中使用到的泥漿，不僅包含了粘土水以及添加劑，其主要的作用是冷卻鉆頭潤(rùn)滑鉆具，針對(duì)于泥漿的制作要按照循環(huán)及進(jìn)化的要求做好反循環(huán)凝膠的配置。

在具體的施工過(guò)程中，還需要用到泥漿，對(duì)泥漿的制備，也有相對(duì)嚴(yán)格的要求。

首先是加料過(guò)程，在每個(gè)鉆孔開(kāi)始工作之前都需要在鋼護(hù)筒里面加水，之后再加入適量的膨潤(rùn)土，在浸泡12個(gè)小時(shí)之后才可以投入使用。除此以外在使用之前還需要用清水把纖維素溶解成1%到3%的溶解液，在充分溶解過(guò)后混入泥漿之中，并加入適量的分散系試劑。

其次，需要進(jìn)行凈化工作，為了確保質(zhì)量符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行鉆孔工作的時(shí)候，往往會(huì)采用機(jī)械處理器和重力沉淀的方法進(jìn)行，在凈化的過(guò)程中，利用震動(dòng)來(lái)去除大的顆粒，在經(jīng)過(guò)旋流分離器對(duì)一些小的顆粒進(jìn)行篩選。

最后，要對(duì)泥漿的質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)檢查，確保泥漿的濃度達(dá)標(biāo)，其相關(guān)的性能合格，避免太稠或太稀的情況出現(xiàn)。

（四）鉆成孔反循環(huán)技術(shù)

在進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，需要注意速度，不宜過(guò)快，應(yīng)當(dāng)保持緩慢進(jìn)行，在鉆頭達(dá)到了兩米深以后才能開(kāi)始提升速度。當(dāng)孔的深度在1到60米的范圍之內(nèi)往往采用正循環(huán)進(jìn)行工作，而當(dāng)孔的深度達(dá)到了60米以后就會(huì)采用反循環(huán)的鉆孔方式。

值得注意的是，細(xì)沙層和粘土層是交錯(cuò)的，所以在進(jìn)行具體的施工過(guò)程中，需要時(shí)刻要關(guān)注底層的變化狀況。在進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，要觀查鉆機(jī)的工作情況，確保沒(méi)有因?yàn)檎饎?dòng)而導(dǎo)致位置發(fā)生偏移，如果發(fā)現(xiàn)了位移的情況，一定要第一時(shí)間采取相關(guān)的措施來(lái)進(jìn)行處理，及時(shí)解決安全問(wèn)題。

在進(jìn)行清洗的時(shí)候分為一次清洗和二次清洗，一次清洗主要是對(duì)終孔進(jìn)行的，二次清洗是在灌注混凝土之前。進(jìn)行完了二次清洗以后一定要對(duì)密封圈進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。

（五）鋼筋籠的制作和安裝

在此工程項(xiàng)目中，還需要對(duì)鋼筋籠進(jìn)行制作與安裝。鋼筋籠的制作，主要是在鋼筋廠內(nèi)進(jìn)行的。由于此工程項(xiàng)目的特殊性，所以需要進(jìn)行固定臺(tái)臺(tái)模架的制作。在進(jìn)行分解制作的時(shí)候，一定要對(duì)鋼筋籠的每一個(gè)節(jié)段進(jìn)行有序的編號(hào)，這樣一來(lái)就可以有效地保證后期的吊裝工作井然有序。此外，在鋼筋籠安裝的階段中需要按照施工設(shè)計(jì)藍(lán)圖的要求將其綁扎成型，而后需要在鋼管籠內(nèi)將三根鋼管以及三根壓漿管焊接在一起。并且在安裝的時(shí)候確保漿孔是朝下的，如此才能夠提高整體工程的施工質(zhì)量。

值得注意的是，在鋼筋籠下放施工階段，需要做好鋼筋籠垂直度的控制，如果發(fā)現(xiàn)鋼筋籠的垂直度超過(guò)規(guī)范值，就需要馬上調(diào)整，確保鋼筋籠上下對(duì)接的協(xié)調(diào)性。當(dāng)鋼筋籠安裝就緒之后，就需要使用鋼筋對(duì)其進(jìn)行加固施工，并且對(duì)頂面樁頭鋼筋以及不同位置有效的鋼筋進(jìn)行焊接固定，減少灌注混凝土?xí)r出現(xiàn)鋼筋籠上浮等問(wèn)題。

四、應(yīng)急事故及其處理措施

對(duì)于樁基工程而言，在施工時(shí)由于受到技術(shù)因素還有環(huán)境因素的影響，反循環(huán)鉆成孔技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，為了能夠?qū)⒋祟?lèi)問(wèn)題解決，需要采取以下的措施做好各方面的控制。

（一）混凝土凝結(jié)而發(fā)生斷樁

在具體的施工環(huán)節(jié)中，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，其中往往會(huì)遇到工程停工的情況，這一般是由于施工所需要的混凝土材料不能夠及時(shí)供應(yīng)以及相關(guān)的設(shè)備發(fā)生了故障。面對(duì)這種情況，必須要在施工前對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)檢查，根據(jù)施工項(xiàng)目的具體情況配備一些備用的設(shè)備，并且結(jié)合施工部門(mén)自身的施工能力制定出相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案。

（二）灌注混凝土?xí)r發(fā)生堵管

在進(jìn)行混凝土的灌注工作時(shí)，常會(huì)發(fā)生一些管道堵塞的情況，這往往是由于灌注導(dǎo)管存在破損、在灌注混凝土的時(shí)候準(zhǔn)備的時(shí)間太長(zhǎng)，以及導(dǎo)管埋深太大。針對(duì)這一情況，相關(guān)的技術(shù)工作人員在安裝之前，必須要對(duì)相關(guān)的管道進(jìn)行徹底檢查，派遣專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員使用科學(xué)的檢查方法，對(duì)灌注導(dǎo)管進(jìn)行檢測(cè)，確保導(dǎo)管的接頭密封性處于良好的狀態(tài)，并且沒(méi)有裂縫存在。

除了這些以外，相關(guān)工作人員還可以通過(guò)壓水的方法來(lái)檢查灌注導(dǎo)管是否存在破裂。灌注導(dǎo)管的底部與孔底之間有著300到500米的距離。相關(guān)的技術(shù)工作人員必須按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，制定出合格的隔水拴，長(zhǎng)度要≤ 200毫米。

在進(jìn)行二次清洗過(guò)后，必須立刻對(duì)混凝土進(jìn)行灌注，與此同時(shí)，要重新進(jìn)行孔位的清理工作。這樣一來(lái)就可以有效地避免孔內(nèi)懸浮顆粒下沉的情況。

五、結(jié)語(yǔ)

綜合以上敘述，在橋梁樁基工程項(xiàng)目施工階段中，合理應(yīng)用反循環(huán)鉆成孔技術(shù)可以提高樁基質(zhì)量，對(duì)強(qiáng)化后續(xù)工程的質(zhì)量有著關(guān)鍵作用。

因此在反循環(huán)鉆成孔技術(shù)運(yùn)用時(shí)需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際要求，嚴(yán)格的做好施工方案的優(yōu)化。并且要求作業(yè)人員根據(jù)反循環(huán)成功技術(shù)的要點(diǎn)，做好技術(shù)的管理控制，保證技術(shù)的作用能夠發(fā)揮出來(lái)，如此才能夠提高橋梁樁基礎(chǔ)的整體質(zhì)量。