橋梁工程鉆孔灌注樁施工的技術(shù)要點(diǎn)

文 / 李勝

一、工程概述

沭河大橋位處地質(zhì)情況復(fù)雜，主要為粗砂層，水中樁施工難度大，徐州市公路處、205指揮部、監(jiān)理組及徐州市公路工程總公司工程管理部對(duì)沭河大橋水中樁施工高度重視并予以大力支持。

項(xiàng)目部選擇具有代表性的3-3樁作為水中樁首項(xiàng)工程，于7月24日進(jìn)行了技術(shù)交底，交底后當(dāng)日開鉆，8月8日成孔，8月11日下鋼筋籠，8月12日凌晨0：05-5：20完成灌注。

3-3 樁設(shè)計(jì)樁徑φ1.5m，設(shè)計(jì)樁頂高程（系梁頂）26.3m、設(shè)計(jì)樁底高程-25.7m，基準(zhǔn)面（轉(zhuǎn)盤）高程29.71m，護(hù)筒徑φ1.9m，變截面（φ1.5m樁與φ1.9m護(hù)筒）高程13.15m，泥漿面（護(hù)筒出漿孔）高程28.3m，灌注時(shí)水位26.37m（汛期水位變化較大）。

二、鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）做好施工前的準(zhǔn)備工作

案例工程規(guī)模比較大，鉆孔灌注樁數(shù)量多，為保證鉆孔灌注樁施工的連續(xù)性，提升施工質(zhì)量，就需要做好施工前的準(zhǔn)備工作，主要包括以下內(nèi)容：

第一，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行全方位的測(cè)量放線，要確定每根鉆孔灌注樁的布設(shè)位置，同時(shí)還要結(jié)合地質(zhì)勘察結(jié)果，編制施工方案，確定工藝流程、安全措施、技術(shù)指標(biāo)，并制定應(yīng)急預(yù)案，以降低突發(fā)事件造成的損失和影響。

第二，需要嚴(yán)格控制好施工原材料的采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、入場(chǎng)管理、使用管理等，決不允許質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)。尤其是水泥、骨料、添加劑的質(zhì)量必須滿足施工方案的需求。導(dǎo)管也要擁有出廠合格證書，并在使用前進(jìn)行閉水試驗(yàn)，達(dá)標(biāo)后才能使用。

（二）做好護(hù)筒埋設(shè)

本橋設(shè)計(jì)常水位標(biāo)高為26.3m，下護(hù)筒時(shí)水位標(biāo)高為27.096m，河床地質(zhì)情況，13.09~10.99m為亞粘土層。保證鉆孔質(zhì)量，避免發(fā)生孔壁坍塌問題，護(hù)筒的內(nèi)徑要略大于鉆孔灌注樁樁徑，本工程鉆孔選擇了沖抓鉆進(jìn)行鉆孔，護(hù)筒內(nèi)徑要比樁徑大30~40cm，且護(hù)筒高出水面的高度要控制在1~2m之間，高出地面的高度0.3m，護(hù)筒中心線需要和鉆孔灌注樁測(cè)量放線的中線相互重合，最大誤差不能超過50mm，傾斜度不應(yīng)超過1%。

（三）控制好造漿和鉆進(jìn)質(zhì)量

在鉆孔灌注樁施工中，漿液質(zhì)量非常重要，其主要作用形成泥皮，保護(hù)鉆孔壁。因此，本工程在造漿中選擇了優(yōu)質(zhì)粘土，通過手推車將粘土送往造漿池。在一些樁孔位置，采取護(hù)筒內(nèi)造漿的方法，保證在臨近護(hù)筒內(nèi)備滿泥漿，為二次清孔提供足夠的優(yōu)質(zhì)泥漿。

在開始鉆孔前控制泥漿比重在1.34左右，泥漿的含沙率控制在7%左右，稠度控制在28s左右，循環(huán)進(jìn)尺深度控制在70cm/h左右。

案例工程在鉆孔中，采取了沖抓鉆機(jī)，以便及時(shí)清理鉆孔時(shí)遇到的石塊。但在鉆孔操作中，發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況和地質(zhì)圖不相符。比如：在護(hù)筒上下約1.0m的范圍中遇到了粗砂，護(hù)筒底部并不存在亞粘土層。

所以在進(jìn)行鉆進(jìn)中，在護(hù)筒底部上下各2m的范圍內(nèi)，循環(huán)進(jìn)尺的速度要適當(dāng)減少，控制在50cm/h左右，以免對(duì)粗砂層造成不必要的擾動(dòng)。在鉆孔施工中，泥漿采取雙泵循環(huán)的方法，具體的循環(huán)路徑為泥漿船、護(hù)筒、相鄰護(hù)筒、泥漿船。鉆進(jìn)中通過振動(dòng)篩去除粒徑超標(biāo)的砂，每隔一個(gè)小時(shí)，檢測(cè)一次泥漿指標(biāo)。如果泥漿含砂率超過50%，要及時(shí)停止鉆孔，將含砂率降低到30%后再繼續(xù)鉆孔。

（四）一次清孔

鉆孔完成之后要及時(shí)跟進(jìn)清孔作業(yè)，案例工程在8月8日完成鉆孔，鉆孔灌注樁成孔時(shí)，泥漿的比重為1.52，含砂率為35%，如果長(zhǎng)時(shí)間不清孔，會(huì)導(dǎo)致泥漿比重逐步降低，從而增大粗砂清除的難度，泥漿的粘度也會(huì)隨之降低。

可向鉆孔中加入8袋水泥，以及提升泥漿的比重和粘度。到8月11日泥漿含砂率降低到3.5%，比重為1.20g/cm，粘度為20s。

（五）安裝鋼筋籠

本工程3-3樁深度大，鋼筋籠規(guī)模大，全長(zhǎng)達(dá)到43m，采用了鉆機(jī)和浮吊船相互配合的方法來安裝鋼筋籠，分為五節(jié)安裝，安裝前先用探孔器對(duì)鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)鉆孔的深度、垂直度、孔徑等達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行鋼筋籠安裝。

每節(jié)鋼筋籠接頭之間通過單面焊進(jìn)行搭焊，保證焊縫的長(zhǎng)度不小于25cm，鋼筋籠拼接時(shí)，需要注重聲測(cè)管的安裝質(zhì)量和位置符合設(shè)計(jì)要求。前一節(jié)聲測(cè)管中先灌水，以降低內(nèi)外壓差，以免聲測(cè)管發(fā)生局部滲水問題。鋼筋籠要用預(yù)制混凝土墊塊作為保護(hù)層。

3-3樁保護(hù)層厚度為6cm，預(yù)制混凝土墊塊的為扁圓柱形墊塊，直徑為12cm，墊塊垂直2m分布一處，一處水平分布4個(gè)。鋼筋籠安裝全過程中，需要將穿好鋼筋的墊塊牢牢焊接到主筋之上，焊接完成之后要用超聲波探傷儀對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)未焊透、夾雜、焊瘤等及時(shí)處理。

安裝完成最后一節(jié)鋼筋籠之后，需要在鋼筋籠頂部焊接四個(gè)吊點(diǎn)，在吊點(diǎn)中穿入2根規(guī)格為10mm×16mm的槽鋼，擔(dān)放在鉆機(jī)平臺(tái)方，2根槽鋼之間通過鋼筋連接，并固定牢固。

（六）二次清孔

鋼筋籠安裝完成后，要及時(shí)開展二次清孔操作。本工程3-3樁于8月11日19點(diǎn)進(jìn)行二次清孔，在二次清孔中，泥漿中的含沙量會(huì)逐步降低，比重和粘度也會(huì)隨之降低。

當(dāng)泥漿的比重降低到1.15以下時(shí)，要及時(shí)加入水泥，調(diào)節(jié)泥漿比重和粘度。在進(jìn)行混凝土灌注之前，需要保證泥漿含砂率能夠降低到1%以下，比重不超過1.17，稠度控制在22s左右。

（七）水下混凝土灌注

水下混凝土灌注是鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要特別重視質(zhì)量。

本工程在8月12日0:05分到5:20分，對(duì)3-3樁進(jìn)行水下混凝土灌注。為保證水下混凝土灌注的連續(xù)性，選擇用兩輛罐車同時(shí)運(yùn)輸混凝土，第一車為3m的砂漿潤(rùn)滑泵管，每車運(yùn)輸為8m，提升了鉆孔灌注樁混凝土面4.5m。

再灌注之前，需要檢查導(dǎo)管是否下落到孔底，然后提升約30cm的高度，再灌注首批混凝土，保證首批混凝土封孔導(dǎo)管埋深不小于3.9m。在整個(gè)灌注過程中，每灌注一車混凝土，對(duì)混凝土的上升面測(cè)量一次，以掌握導(dǎo)管的實(shí)際埋深，并和混凝土的實(shí)際灌入量進(jìn)行對(duì)比，然后及時(shí)拆除導(dǎo)管，控制導(dǎo)管在混凝土中的埋深始終保持在2~6m之間，逐步灌注到鉆孔灌注樁頂部。

（八）質(zhì)量檢測(cè)

8月18日，江蘇省建祥工程檢測(cè)有限公司對(duì)3-3樁進(jìn)行超聲波檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)為Ⅰ類樁；8月20日，江蘇智博工程咨詢有限公司對(duì)3-3樁進(jìn)行超聲波檢測(cè)，亦為Ⅰ類樁。

表面此種施工方法，可有效保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，值得類似工程參考借鑒。

三、提升鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用效果的措施

鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用效果，直接關(guān)系到鉆孔灌注樁的質(zhì)量和穩(wěn)定性，為提升橋梁工程樁基的承載力，發(fā)揮出鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可從以下幾個(gè)方面同時(shí)入手：

第一，嚴(yán)格控制好護(hù)筒中水頭的高度，最低不能低于1.5m。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，入土深度不能低于2m，以提升護(hù)筒護(hù)壁效果。

第二，鉆孔施工中所用的泥漿比重不應(yīng)低于1.3，砂率控制在8%以下，按照地質(zhì)條件，合理調(diào)整循環(huán)進(jìn)尺的深度。泥漿要盡量采取雙泵循環(huán)的運(yùn)行方式。如果在鉆孔施工中遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件，對(duì)孔壁造成較大的擾動(dòng)，要及時(shí)回填上粘土，再進(jìn)行鉆孔操作。

第三，首次清孔時(shí)泥漿比重要控制在1.2~1.3之間，且含砂率不能超過4%，鉆孔完成后要及時(shí)開展首次清孔。首次清孔完成之后，及時(shí)開展鋼筋籠安裝工作，并在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量縮短鋼筋籠下放時(shí)間。鋼筋籠下放時(shí)要保證穩(wěn)定性，避免來回?cái)[動(dòng)，碰撞孔壁，破壞孔壁。

第四，二次清孔時(shí)，泥漿比重比較小，粘度下降明顯，為保證泥漿護(hù)壁效果，要加入適量的水泥，控制泥漿比重在1.15~1.20之間， 含砂率不超過2%，稠度在20s~22s之間。

四、結(jié)語

綜上，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用具有很多優(yōu)勢(shì)，既能保證橋梁工程對(duì)基礎(chǔ)穩(wěn)定性、強(qiáng)度、承載力的需求，而且施工速度快，泥漿可回收再利用，污染小，符合綠色文明施工的要求。但在具體應(yīng)用中，發(fā)揮出鉆孔灌注樁施工技術(shù)的這些優(yōu)勢(shì)，需要結(jié)合工程特點(diǎn)，制定施工方案，并對(duì)施工過程的每道工序嚴(yán)格控制，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，才能最大限度保證鉆孔灌注樁的質(zhì)量。