水利橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)探究

王璐英

（山東省東明縣水務(wù)局，山東 菏澤 274500）

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步及科學(xué)技術(shù)水平穩(wěn)步提升趨勢下，各地區(qū)水利工程規(guī)模越來越大，數(shù)量越來越多。水利工程是關(guān)乎民生的一項(xiàng)工程，對其施工質(zhì)量有著較高要求。水利橋梁鉆孔灌注樁施工作為一項(xiàng)新型施工技術(shù)，其能夠保證橋梁地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而保證水利工程質(zhì)量。在施工運(yùn)用過程中應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)施工工藝，做好各工藝流程間的質(zhì)量控制，使成樁質(zhì)量得以保證。

1 論鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

首先，鉆孔灌注樁施工以機(jī)械鉆進(jìn)孔樁為基礎(chǔ)，借助于導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)水下灌注混凝土施工，實(shí)現(xiàn)水利橋梁水下施工，與傳統(tǒng)的混凝土澆筑施工技術(shù)相比，鉆孔灌注樁施工在工藝流程上進(jìn)行了優(yōu)化，可顯著提升施工質(zhì)量。此外，鉆孔灌注樁施工能夠在各種地質(zhì)條件的水利橋梁工程中得已有效運(yùn)用，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本施工[1]。

其次，應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，樁體埋深較深，能夠?yàn)樗麡蛄汗こ痰馁|(zhì)量建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。雖然鉆孔灌注樁施工技術(shù)能夠在任何地質(zhì)條件下應(yīng)用，不會(huì)影響到地層穩(wěn)定性，但在運(yùn)用過程中也存在一定的弊端，如在施工工藝、灌注混凝土配比、泥漿護(hù)壁等影響下，會(huì)導(dǎo)致水利橋梁工程一些質(zhì)量問題的出現(xiàn)。因此值得結(jié)合實(shí)際深入探究鉆孔灌注樁施工技術(shù)[2]。

2 水利橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 鉆孔準(zhǔn)備

在鉆孔施工前，應(yīng)利用橫縱軸線進(jìn)行樁基定位，明確鉆孔做樁位置，對施工現(xiàn)場進(jìn)行平面測繪，清理施工現(xiàn)場，保證現(xiàn)場平整性，同時(shí)對工作平臺進(jìn)行搭設(shè)。此外，檢查施工道路和排水設(shè)施完整性[3]。另外，將橋位線作為基準(zhǔn)，布置臨時(shí)施工設(shè)施，將鉆孔所需的施工設(shè)備設(shè)置在鉆孔位置附近，為鉆孔施工提供便捷。樁孔鉆進(jìn)過程中，應(yīng)用頻率較高的鉆孔設(shè)備為轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)，在施工過程應(yīng)當(dāng)加以關(guān)注，避免由于鉆頭擺動(dòng)而擴(kuò)大鉆孔孔徑。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)

通常情況下，護(hù)筒若為鋼護(hù)筒，其筒厚應(yīng)控制在4～8mm間，若為鋼筋混凝土護(hù)筒，其厚度應(yīng)控制在8～10cm之間。且護(hù)筒內(nèi)部直徑應(yīng)稍大于鉆孔樁的設(shè)計(jì)直徑，若通過回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于孔樁設(shè)計(jì)直徑的20cm左右，若通過沖擊鉆鉆孔，則護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于孔樁設(shè)計(jì)直徑40cm。在埋設(shè)護(hù)筒前，首先應(yīng)進(jìn)行放線定位，將樁孔的表層土挖除，進(jìn)而進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)。埋設(shè)護(hù)筒的方式包括：挖埋法、振動(dòng)法、加壓法等[4]。護(hù)筒埋深通?？刂圃?～4m之間，若存在特殊情況可加深埋深。護(hù)筒埋設(shè)過程應(yīng)保證其垂直度，從而將護(hù)筒固定樁孔、避免塌孔、引導(dǎo)鉆頭的作用充分發(fā)揮出來。

2.3 泥漿制備

泥漿在水利橋梁鉆孔灌注樁施工中的作用主要體現(xiàn)在能夠在鉆孔孔壁形成一層泥皮，能夠穩(wěn)定孔壁，潤滑鉆進(jìn)工具，使泥渣懸浮，促進(jìn)正循環(huán)排渣等，從而對鉆孔灌注樁施工質(zhì)量得以保證。為保證泥漿質(zhì)量，泥漿制備用水應(yīng)確保不含雜質(zhì)，且pH值在7～8之間；粘土的塑性指數(shù)應(yīng)在25以上且粒徑在0.005mm以內(nèi)，顆粒含量應(yīng)占總量的50%以上；對于添加劑的要求可加入純堿等無機(jī)添加劑，促使泥漿顆粒分散，避免凝聚下沉，還可加入有機(jī)添加劑對泥漿粘度予以控制。

2.4 鉆機(jī)成孔

在鉆進(jìn)成孔過程中應(yīng)保證孔壁穩(wěn)定性和鉆孔的垂直度，為成孔質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。樁孔鉆進(jìn)過程應(yīng)動(dòng)態(tài)檢測孔斜率，每鉆進(jìn)5m左右，檢測一次孔徑和鉆孔偏差，將整個(gè)鉆進(jìn)過程孔斜率控制在1%以內(nèi)。沖擊鉆孔是施工中常用的成孔方式。在鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)保證相鄰孔樁的混凝土強(qiáng)度大于2.5MPa后才能開鉆，開孔時(shí)應(yīng)使用小沖程。鉆進(jìn)過程應(yīng)當(dāng)對土層情況進(jìn)行分析，確定出沖擊鉆孔的沖程[5]。針對粘性土、風(fēng)化層或礫砂石結(jié)構(gòu)可采用中低沖程；砂卵石地層可采用中等沖程；基巖層、漂石層和密實(shí)卵石層應(yīng)采用高沖程。若因故停止鉆進(jìn)，重新開鉆時(shí)應(yīng)從低沖程逐步提升至正常沖程。

2.5 成孔檢查與清孔

成孔檢查的流程可分為檢查孔位、孔斜和孔深三個(gè)流程。利用導(dǎo)線樁的位置對孔位進(jìn)行檢測；檢測鋼絲繩的偏斜度從而檢測出孔斜，檢測孔深時(shí)利用測繩進(jìn)行檢測。對成孔進(jìn)行清理的目的在于在鉆孔過程中一些鉆渣和泥漿會(huì)沉浸在孔底，為保證接下來所灌注的混凝土能夠和孔底地層充分結(jié)合，需進(jìn)行清孔完全清除沉積物，使樁基承載力得已保證。換漿法是水利橋梁鉆孔灌注樁施工中常用的清孔方法，在整個(gè)施工過程中需進(jìn)行兩次清孔，分別為鉆孔完成后的第一次清孔和安裝完鋼筋籠和導(dǎo)管的第二次清孔。

2.6 下鋼筋骨架及導(dǎo)管

制作鋼筋籠時(shí)往往由于起吊高度限制而進(jìn)行分段制作，鋼筋籠制作工序應(yīng)在清孔施工完成前完成。在制作過程應(yīng)當(dāng)間隔2.0m左右設(shè)置一道加強(qiáng)筋，嚴(yán)格把控制作質(zhì)量，避免出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題。在下放鋼筋籠時(shí)應(yīng)緩慢，不得使其鋼筋骨架出現(xiàn)變形現(xiàn)象，下放時(shí)以護(hù)筒的中心為基準(zhǔn)，不可觸碰到孔壁，直至下放至固定標(biāo)高，將其固定在孔口位置。

導(dǎo)管的制作每節(jié)長度應(yīng)保持在2m，將最下端一節(jié)長度控制在3～6m，各節(jié)點(diǎn)用法蘭連接，保證不漏水、不漏氣。保證導(dǎo)管在混凝土中的埋深控制在2～4m范圍內(nèi)，且無論何種情況，導(dǎo)管埋深均不能低于1m或超過6m。

3 樁質(zhì)量控制的要點(diǎn)

3.1 保證原材料

水利橋梁鉆孔灌注樁施工過程會(huì)應(yīng)用到較多的施工材料。例如，制作護(hù)筒的鋼板、制作鋼筋籠的鋼筋，水泥、砂石等材料。在控制成樁質(zhì)量過程中應(yīng)注重一系列原材料質(zhì)量，做好材料采購管控，保證材料供貨商資質(zhì)齊全，材料進(jìn)場后落實(shí)材料管理，避免因存儲不當(dāng)影響材料質(zhì)量。

3.2 做好混凝土攪拌工作

鉆孔灌注樁施工所澆筑的水下混凝土質(zhì)量與水利橋梁施工質(zhì)量有著直接關(guān)聯(lián)。應(yīng)根據(jù)施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中混凝土強(qiáng)度要求，嚴(yán)格約束混凝土攪拌過程，保證混凝土質(zhì)量，進(jìn)而保證樁基強(qiáng)度。

3.3 成孔后清孔的控制

在鉆孔施工完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔操作，可將鉆錐提升30cm后循環(huán)清孔。清孔操作可利用灌注泥漿對鉆孔進(jìn)行清理。在清孔時(shí)若地下水位較高，為避免出現(xiàn)地層坍塌問題，可加大清孔泥漿密度，合理控制清孔泥漿密度，避免對混凝土頂升產(chǎn)生影響。在清孔的同時(shí)應(yīng)對泥漿的指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保泥漿指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行起鉆。

在清孔時(shí)，嚴(yán)令禁止施工人員加深孔深來代替清孔操作，這樣會(huì)對灌注樁尖位置土壤承載力帶來極大負(fù)面影響，甚至?xí)捎诳變?nèi)泥漿密度過大，而產(chǎn)生灌注樁斷裂問題，對整體鉆孔灌注樁施工質(zhì)量和施工進(jìn)度帶來不利的影響。

3.4 鉆孔垂直度的控制

筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)影響鉆孔垂直度的因素：①場地不平整或密實(shí)度較差；②鉆進(jìn)時(shí)鉆桿彎曲；③鉆頭翼板位置出現(xiàn)不同程度的磨損；④軟硬土層交接位置處鉆進(jìn)壓力過大；⑤鉆進(jìn)時(shí)遇地下堅(jiān)硬障礙物致使鉆孔垂直度受到影響。

基于上述因素，影響鉆孔垂直度的主要因素為鉆桿垂直度，因此，在鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)對鉆桿垂直度加大關(guān)注力度。對鉆進(jìn)地質(zhì)情況進(jìn)行提前分析，盡量規(guī)避不穩(wěn)定地基及存在堅(jiān)硬物質(zhì)的土層。特別是鉆進(jìn)不穩(wěn)定地層時(shí)，所選擇的鉆桿應(yīng)具有較強(qiáng)的剛度，鉆機(jī)自身重力應(yīng)足夠大，并采用小沖程鉆進(jìn)，將鉆孔垂直度偏差控制在1%以內(nèi)。

3.5 灌注導(dǎo)管埋深的控制

在水下混凝土澆筑時(shí)應(yīng)對導(dǎo)管埋深進(jìn)行高精度計(jì)算，進(jìn)而推算出需要拆卸的導(dǎo)管長度，并對所拆卸下來的導(dǎo)管長度和編號進(jìn)行記錄，同時(shí)避免拔出導(dǎo)管時(shí)導(dǎo)致基樁斷裂。下放導(dǎo)管時(shí)應(yīng)使導(dǎo)管和鋼筋籠有一定距離。隨著水下混凝土澆筑的進(jìn)行，會(huì)出現(xiàn)頂升困難的問題，施工人員可將泥漿用水稀釋，合理增加導(dǎo)管埋深，做好導(dǎo)管埋深質(zhì)量控制。

4 結(jié)語

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展推進(jìn)下，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在水利橋梁工程中的應(yīng)用愈加完善，為保證施工質(zhì)量還需結(jié)合工程實(shí)際對鉆孔灌注樁施工工藝流程進(jìn)行不斷優(yōu)化，將每一環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制對策落實(shí)到位，確保鉆孔灌注樁施工技術(shù)的有序?qū)嵤七M(jìn)水利橋梁工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。