公路工程橋梁樁基的施工技術(shù)研究

劉方金

（岳西縣交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 安慶 246600）

0 引言

公路工程橋梁樁基施工技術(shù)有效應(yīng)用的價(jià)值包括：其一，降低返工概率，有效節(jié)約成本，使公路工程施工整體效益得以提高；其二，通過(guò)有效應(yīng)用橋梁樁基施工技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)，為BIM及其他的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用提供依據(jù)，確保施工技術(shù)能不斷優(yōu)化，滿足新時(shí)代日益復(fù)雜的公路工程橋梁樁基施工需求；其三，以高效利用施工技術(shù)為導(dǎo)向加強(qiáng)管理，營(yíng)造安全、穩(wěn)定、合規(guī)的施工氛圍，確保工程可順利竣工。然而，有些公路工程在橋梁樁基施工中卻存在技術(shù)水平較低的問(wèn)題，還潛藏著安全隱患，減少工程壽命，降低綜合效益?；诖耍瑸槭构饭こ藤|(zhì)量得以提高，探析橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)、原則及主要技術(shù)應(yīng)用方顯得尤為重要。

1 公路工程橋梁樁基的施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

1.1 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)施工

在累積公路工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，交通運(yùn)輸部推出施工標(biāo)準(zhǔn)，如《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）、《公路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（JTG/T5312-2020）、《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》(JTGF90—2015)等，為橋梁樁基施工技術(shù)的有效應(yīng)用指明了方向，確保施工技術(shù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施有據(jù)可依，施工活動(dòng)能夠建立在保障質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下。這就需要參建各方深入分析施工技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際找出施工難點(diǎn)，使施工技術(shù)的應(yīng)用能分清主次，基于精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化的施工理念，為公路工程橋梁樁基施工技術(shù)的有效應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1.2 注重前期準(zhǔn)備

公路工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用的前期準(zhǔn)備要關(guān)注以下幾點(diǎn)。

第一，技術(shù)準(zhǔn)備，組織展開圖紙會(huì)審及踏勘現(xiàn)場(chǎng)工作。開工前業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等部門的負(fù)責(zé)人需仔細(xì)分析圖紙，明確設(shè)計(jì)目的，及時(shí)發(fā)現(xiàn)圖紙中的問(wèn)題并予以解決，在此前提下面向施工人員做好施工質(zhì)量及技術(shù)交底工作，明確施工要求，樹立“預(yù)防為主、質(zhì)量為先、安全第一”的意識(shí)。

第二，材料準(zhǔn)備，依據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求制訂采購(gòu)方案，遵從設(shè)計(jì)文件及施工規(guī)范組織展開工程材料試驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)試驗(yàn)報(bào)告加以確認(rèn)，按照規(guī)程處理不合格的材料，在完成混凝土配比試驗(yàn)后需監(jiān)理人員審批通過(guò)后方可正式使用。

第三，器械準(zhǔn)備，依據(jù)公路工程橋梁樁基施工需求合理選擇機(jī)械設(shè)備。以鉆孔設(shè)備為例，可先試鉆，用以確保鉆機(jī)類型與樁基施工要求相符。在混凝土運(yùn)輸時(shí)需妥善運(yùn)用拌和設(shè)備，用全自動(dòng)電子秤對(duì)減水劑、水等物質(zhì)進(jìn)行精確稱量，還需保障攪拌具有自動(dòng)性與連續(xù)性。根據(jù)施工需要選用沖擊鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)、回旋鉆機(jī)等設(shè)備，在投入使用之前需調(diào)試。

第四，質(zhì)量保障措施到位，鉆孔工序連續(xù)推進(jìn)，盡量壓縮成孔、灌孔周期，混凝土生產(chǎn)、吊機(jī)、鉆機(jī)需相匹配，編制恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚕陉P(guān)鍵工序被迫停止時(shí)需采取應(yīng)急處理措施。

第五，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)識(shí)清楚到位，為鉆機(jī)標(biāo)號(hào)，各承臺(tái)（墩）樁基工程標(biāo)識(shí)清楚，包括樁基編號(hào)、平面布置及主要技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容。

第六，注重公路工程橋梁樁基施工環(huán)保理念的貫徹落實(shí)，以免橋梁樁基鉆孔作業(yè)會(huì)對(duì)河流、地下水、農(nóng)田等自然環(huán)境帶來(lái)影響。

1.3 加強(qiáng)施工部署

公路工程橋梁樁基施工人員需明確質(zhì)量目標(biāo)及工期目標(biāo)，在此前提下深入剖析施工概況、構(gòu)建項(xiàng)目管理架構(gòu)，從整體著手控制工期、技術(shù)、質(zhì)量、安全，有效解決施工問(wèn)題，確保財(cái)務(wù)部、物資部、安全質(zhì)量部、工經(jīng)部等部門能積極配合，齊頭并進(jìn)，攜手完成公路工程橋梁樁基施工任務(wù)。在工程部署中需充分了解橋梁樁基施工區(qū)域的地質(zhì)條件，對(duì)雜填土、淤泥質(zhì)土、耕植土、素填土等各巖土層的分布規(guī)律、特點(diǎn)、影響等方面加以分析，加之地下水、地表水等水文資料的分析處理，為施工方案的編寫提供有利的條件，使公路工程橋梁樁基施工部署更具科學(xué)性與實(shí)效性。

2 公路工程橋梁樁基的施工技術(shù)應(yīng)用原則

2.1 因地制宜原則

新時(shí)代公路工程橋梁樁基施工客觀環(huán)境日趨復(fù)雜，只有施工技術(shù)因地制宜才能提高工程質(zhì)量。例如，在解決溶洞樁基施工坍孔問(wèn)題時(shí)，可在“?？?、常補(bǔ)”的前提下隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)方案，觀察水位情況，在鉆進(jìn)流砂或松散粉砂土?xí)r需補(bǔ)充黏度較大的泥漿，還可補(bǔ)充內(nèi)含卵石或片石的黏土，補(bǔ)水作業(yè)需專人負(fù)責(zé)，確保水頭高度達(dá)標(biāo)。若溶洞樁基坍孔深度較小則回填黏土，暫時(shí)不繼續(xù)深埋鋼護(hù)筒，停工一段時(shí)間重新鉆孔，若孔深較大則把鋼護(hù)筒置于坍孔喇叭口的下側(cè)，用以保護(hù)四周的回填黏土，擠實(shí)后重新鉆孔。在樁基鉆進(jìn)過(guò)程中會(huì)遇到諸多問(wèn)題，如斜孔、漏漿、埋鉆等，需結(jié)合實(shí)際予以解決，使公路工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用更為高效。

2.2 系統(tǒng)全面原則

公路工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用效果受諸多因素影響，如場(chǎng)地平整度、護(hù)筒埋設(shè)情況、鋼筋籠質(zhì)量等。只有公路工程橋梁樁基施工著眼于全局，依托施工方案系統(tǒng)全面的展開施工活動(dòng)，才能提升橋梁樁基施工水平。系統(tǒng)全面原則的應(yīng)用還體現(xiàn)在各個(gè)施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以鋼筋籠制作（見圖1）為例，需在現(xiàn)場(chǎng)搭建制作平臺(tái)，用槽鋼焊制格柵狀的鋼筋籠，依據(jù)槽段單元尺寸控制成型與斷料的質(zhì)量，在合理使用焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上，有效處理主筋接頭，焊接質(zhì)量需達(dá)標(biāo)，針對(duì)焊接部位加強(qiáng)質(zhì)檢，施工全程遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通常鋼筋籠長(zhǎng)度、寬度、厚度、間距及其他參數(shù)可在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)有一定偏差，分布鋼筋間距及預(yù)埋接駁器中心位置偏差允許范圍分別為±20mm與±10mm，通過(guò)全方位質(zhì)控，有效提高公路工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量。

圖1 鋼筋籠制作

2.3 動(dòng)態(tài)管控原則

在公路工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)程中會(huì)遇到一些突發(fā)問(wèn)題，這些問(wèn)題通常不在質(zhì)量常規(guī)管理之列，若強(qiáng)行按照既定施工方案展開施工活動(dòng)很容易出現(xiàn)返工現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生安全事故，這就需要在橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用全程進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，用發(fā)展的眼光審視工程，預(yù)見并防范安全事故，應(yīng)急預(yù)案應(yīng)用及時(shí)高效，技術(shù)方案靈活合理，使公路工程橋梁樁基施工管控水平得以提升。

3 公路工程橋梁樁基主要施工技術(shù)應(yīng)用路徑

3.1 鉆孔灌注樁技術(shù)

第一，現(xiàn)場(chǎng)平臺(tái)搭建。根據(jù)樁基設(shè)計(jì)尺寸準(zhǔn)備鉆孔場(chǎng)地，鉆機(jī)數(shù)量、底座面積、鉆機(jī)移位等，要求須合理，立足實(shí)際設(shè)置鉆孔平臺(tái)，該平臺(tái)須牢靠，使橋梁樁基施工不受水深、陡坡、旱地等條件影響。

第二，測(cè)量放樣。依據(jù)設(shè)計(jì)要求在測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)控制網(wǎng)，由監(jiān)理部門及業(yè)主確認(rèn)后測(cè)量放樣，施工單位須對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，在墩位及樁位校核無(wú)誤后展開樁基施工放樣活動(dòng)，樁位放樣為四個(gè)互樁及一個(gè)中心樁，互樁設(shè)置穩(wěn)定且不可在鋼筋筒上設(shè)置，監(jiān)理人員要核查放樣結(jié)果，下鋼筋籠前須再次校核樁位。

第三，埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒要固定樁位、隔離地面水、引導(dǎo)鉆進(jìn)、保護(hù)孔口，同時(shí)孔內(nèi)泥漿（水位）須比施工水位或地下水位要高，產(chǎn)生靜水壓力，降低孔壁坍塌概率。通常要求公路工程橋梁樁基施工中護(hù)筒不使用混凝土管或鋼筋混凝土管，而使用鋼護(hù)筒，鋼板厚度為8～12mm，圓度偏差不超過(guò)20mm，上部開設(shè)溢漿口1～2個(gè)，護(hù)筒內(nèi)徑至少應(yīng)大于樁徑2mm，護(hù)筒堅(jiān)固耐用且安裝簡(jiǎn)便，不漏水、不變形，起拔方便，可重復(fù)使用。護(hù)筒接頭內(nèi)部能夠耐壓、無(wú)突出物，導(dǎo)向設(shè)備高度能滿足水中護(hù)筒的下沉需求，若護(hù)筒入土較深可采用錘擊、振動(dòng)及施壓等方式助其沉入，為避免深水處護(hù)筒變形可增加結(jié)構(gòu)的剛度。

第四，泥漿配制。泥漿在公路工程橋梁樁基鉆孔施工中起到懸浮鉆渣、保護(hù)孔壁、冷卻鉆具等作用，在配制中須性能較優(yōu)，靜切力、黏度、密度、膠體率、酸堿度、失水率等指標(biāo)均符合要求，盡量選用造漿能力強(qiáng)及水化快的黏土，若黏土質(zhì)量較低可摻入添加劑，用以增強(qiáng)泥漿性能。泥漿調(diào)制常用方法為鉆頭攪拌與機(jī)械攪拌，通過(guò)攪拌提高成漿效率，充分打碎黏土，使泥漿質(zhì)量更優(yōu)。

第五，安裝鉆機(jī)。在安裝鉆機(jī)前檢查鉆機(jī)平臺(tái)，確保該平臺(tái)穩(wěn)固且平整，鉆機(jī)、鉆架更為可靠，有效提高鉆進(jìn)的精準(zhǔn)性，無(wú)論使用何種鉆機(jī)鉆孔，均須保障鉆孔堅(jiān)實(shí)、圓順、豎直，鉆頭速度均勻且連續(xù)作業(yè)，若因故停止施工鉆頭須提離鉆底超5m，其他無(wú)鉆桿的鉆機(jī)應(yīng)提出孔外，同時(shí)蓋住孔口。在鉆孔時(shí)須經(jīng)常檢查土層地質(zhì)，若地質(zhì)與前期踏勘結(jié)果不符，須及時(shí)報(bào)告請(qǐng)求核查或變更，做好泥漿面經(jīng)常性標(biāo)高觀測(cè)與記錄工作，每臺(tái)鉆機(jī)需配備泥漿黏度計(jì)、泥漿比重計(jì)、泥漿含砂量檢測(cè)儀，留意鉆機(jī)位置，確保其平穩(wěn)固定，隨時(shí)測(cè)定孔徑、孔深、斜度，若發(fā)現(xiàn)異常須及時(shí)停止鉆進(jìn)并采取補(bǔ)救措施。

第六，水下灌注。灌注前須對(duì)導(dǎo)管逐段展開承壓水密試驗(yàn)活動(dòng)，在無(wú)滲漏的情況下持荷時(shí)間超過(guò)5min，安裝導(dǎo)管后底口距離樁底40cm左右，灌注前混凝土輸送渠道、容器須灑水濕潤(rùn)，而后將隔水栓塞安在導(dǎo)管內(nèi)，在灌注全程需專人負(fù)責(zé)測(cè)量混凝土的標(biāo)高，計(jì)算混凝土在導(dǎo)管內(nèi)的埋深，埋深不可低于3m，最后一節(jié)導(dǎo)管在灌注完畢后需緩慢拔出，以免樁內(nèi)形成空洞或夾雜泥芯。

第七，樁底壓漿。為夯實(shí)松動(dòng)土層并加大樁的端部承載力，使樁體下沉量減少并優(yōu)化梁體應(yīng)力結(jié)構(gòu)須對(duì)樁體全部進(jìn)行壓力灌漿，漿液由水、膨潤(rùn)土、水泥、緩凝劑等物質(zhì)構(gòu)成，壓漿作業(yè)需在混凝土灌注結(jié)束10日后進(jìn)行。

3.2 公路工程橋梁樁基施工質(zhì)檢技術(shù)

為及時(shí)發(fā)現(xiàn)公路工程橋梁樁基施工質(zhì)量問(wèn)題須做好檢測(cè)工作。在混凝土灌注7日后針對(duì)樁身混凝土整體質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，可用聲波動(dòng)測(cè)法分析填充混凝土的綜合質(zhì)量，可用多個(gè)聲測(cè)管對(duì)若干斷面進(jìn)行檢測(cè)。以提升橋梁樁基施工質(zhì)檢水平為出發(fā)點(diǎn)并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行全方位檢測(cè)，從樁身獲取聲測(cè)數(shù)據(jù)，將連續(xù)讀取數(shù)據(jù)存入硬盤，為后期分析樁體質(zhì)量問(wèn)題及成因提供依據(jù)，檢測(cè)結(jié)果須以報(bào)告形式在2日內(nèi)提交工程師確認(rèn)。施工方需自備檢孔器，在鉆孔進(jìn)程中對(duì)成孔的深度、斜度等方面予以檢查驗(yàn)收，不可使用目測(cè)手段或吊線的方式判斷孔的施工情況。檢孔器圓度誤差小于5mm，設(shè)計(jì)樁徑與整體直徑相等，有效長(zhǎng)度是樁外徑的4～6倍。外側(cè)縱向主筋所用鋼筋條的直徑為22～25mm，探孔器與之長(zhǎng)度相同，間距25～35cm。工字鋼或槽鋼亦可用于縱向加固，總數(shù)要超過(guò)6根，內(nèi)部設(shè)有圓形分布鋼筋，鋼筋直徑為18～22mm，圓度須達(dá)標(biāo)，間距為1.2～1.5m。為避免探孔器形變須設(shè)置三角形或十字形的加固鋼筋，在全長(zhǎng)均勻設(shè)置5道左右，選用18～20mm的螺紋鋼，若探孔器無(wú)法達(dá)成質(zhì)檢目標(biāo)須及時(shí)更換或修整，繼而通過(guò)質(zhì)檢提高公路工程橋梁樁基施工質(zhì)量。

3.3 基于BIM的橋梁樁基施工技術(shù)

通過(guò)對(duì)公路工程橋梁樁基施工技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行分析可知，需要用到的設(shè)備、材料等資源較多，只有施工活動(dòng)環(huán)環(huán)相扣且順利展開才能提高施工質(zhì)量。然而傳統(tǒng)施工管理技術(shù)缺陷客觀存在，如監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工等部門溝通不及時(shí)等，這將降低工程質(zhì)量?；诖?，施工方可在橋梁樁基施工中引入BIM技術(shù)，凸顯該技術(shù)建模靈活、信息共享、可視化等優(yōu)勢(shì)。加強(qiáng)施工管理，優(yōu)化橋梁樁基施工技術(shù)有效的應(yīng)用對(duì)策，將施工作業(yè)平臺(tái)搭建、水下混凝土灌注、鋼筋籠制作、護(hù)筒埋設(shè)、測(cè)量放樣等關(guān)鍵工序視為5D模型創(chuàng)建的支點(diǎn)，把設(shè)計(jì)、踏勘、質(zhì)檢、試驗(yàn)等資料錄入系統(tǒng)，供模型設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)調(diào)試，在線展開碰撞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)工序邏輯性、效益性等方面的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上由設(shè)計(jì)、施工等部門共同努力立足線上解決實(shí)際問(wèn)題，使公路工程橋梁樁基施工更為高效。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路工程橋梁樁基施工技術(shù)的合理應(yīng)用可對(duì)整個(gè)工程的安全、穩(wěn)定帶來(lái)正向影響，這就需要施工方重視橋梁樁基，堅(jiān)持做到安全第一、質(zhì)量為先。在此前提下，根據(jù)實(shí)際情況加強(qiáng)施工部署，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，調(diào)配施工資源，如設(shè)備、材料等，還靈活應(yīng)用BIM技術(shù)，推行一體化、標(biāo)準(zhǔn)化施工理念，使公路工程橋梁樁基施工技術(shù)得以高效利用，繼而提高公路工程的整體質(zhì)量。