公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用方法研究

邱云星

摘要 沖孔灌注樁因施工機械少、操作簡便、過程易于控制等諸多優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于橋梁工程建設(shè)。但該技術(shù)方案施工效率低、隱蔽性較強，若施工中不能科學(xué)有效地對質(zhì)量實施控制，勢必會降低橋梁整體穩(wěn)定性，從而影響結(jié)構(gòu)使用安全和使用壽命。文章結(jié)合具體工程實踐，對沖孔灌注樁施工技術(shù)要點及質(zhì)量控制展開全面探討，并對施工中的常見問題和處治措施進行了系統(tǒng)性分析，以期能有效提升沖孔灌注樁施工質(zhì)量，確保橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

關(guān)鍵詞 中橋;引道;水下沖孔灌注樁;施工

中圖分類號 U445.551 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）10-0190-03

0 引言

現(xiàn)階段，我國的橋梁工程施工技術(shù)取得了快速發(fā)展，沖孔灌注樁的應(yīng)用也更加成熟和廣泛，適用于各種地質(zhì)條件和不同建筑結(jié)構(gòu)的施工中，具有操作簡便、造價低的優(yōu)勢，尤其針對大樁徑樁基施工優(yōu)勢更加顯著。具體的施工原理是利用樁錘自身重力作用，通過沖孔機持續(xù)沖擊土體，穿透或破碎巖石，進而形成樁孔，通過泥漿正循環(huán)技術(shù)對底部沉渣進行清理，然后對提前在現(xiàn)場制作好的鋼筋籠實施安裝，待鋼筋安裝完畢后，進行樁身混凝土灌注施工，最終形成樁基礎(chǔ)[1-3]。該文根據(jù)實際工程案例，全面地分析了沖孔灌注樁施工技術(shù)要點及質(zhì)量控制措施，以期提升橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量和水平，對我國橋梁工程的發(fā)展具有重要意義。

1 工程概況

某公路橋梁建設(shè)工程，設(shè)計施工需穿越河流和山谷，施工區(qū)域為沖積平原地區(qū)。該區(qū)域地勢寬廣、地形較為平坦，高差相對較小;河流沿線耕地、魚塘及村莊分布較廣，西部區(qū)域為經(jīng)過高壓注漿加固的路基區(qū)域。橋梁工程施工現(xiàn)場東側(cè)區(qū)域存在高壓線路通過，總體呈南北方向布設(shè)。

2 施工準(zhǔn)備工作

沖孔灌注樁施工工藝基本流程如圖1所示。

（1）施工現(xiàn)場準(zhǔn)備：施工機械進入現(xiàn)場前必須提前做好施工場地平整工作，以確保樁機能夠安全平穩(wěn)地設(shè)置;同時還要結(jié)合現(xiàn)場實際狀況合理安排泥漿處理池和沉淀池的開挖和設(shè)置，并結(jié)合具體情況做好周邊維護，以有效確保施工安全。

（2）測量放樣：在施工區(qū)域周邊不受干擾的位置建立縱、橫向軸線控制點，并進行醒目標(biāo)記。根據(jù)設(shè)計及施工規(guī)范要求，測量人員嚴格按照設(shè)計圖紙坐標(biāo)對沖孔實際位置進行精準(zhǔn)定位，經(jīng)監(jiān)理單位驗收合格后，進行樁機安裝和鋼護筒設(shè)置[4-5]。

（3）機械設(shè)備準(zhǔn)備：該橋梁工程沖孔施工采用型號為ZK8000的沖樁機，鋼筋籠通過現(xiàn)場加工制作，并采用汽車吊將其吊裝至樁孔位置。樁身混凝土采用商品混凝土，由商混站統(tǒng)一生產(chǎn)，并運至施工現(xiàn)場，采用水下導(dǎo)管完成混凝土灌注。

（4）該橋梁工程所用鋼護筒由鋼板加工而成，壁厚為5～10 mm，高度1.3 m，孔內(nèi)徑D=樁徑+15 cm。鋼護筒四周通過黏土進行填充并夯實。通常埋設(shè)深度控制在1.2～1.5 m范圍內(nèi)。具體埋設(shè)情況如圖2所示。

（5）泥漿制備：泥漿池大小必須能夠保證容納單個樁孔產(chǎn)生泥漿量的1.5倍，采用鉆孔內(nèi)部的土體制備泥漿，用來保護孔壁[6-7]。沖孔時要摻入適量的黏土和外加劑，確保泥漿各方面性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。具體泥漿性能指標(biāo)如表1所示。

3 水下沖孔灌注樁施工技術(shù)要點

3.1 護筒埋設(shè)

為增強鋼護筒強度，必須在鋼護筒外側(cè)采取補強措施，可采取在四周焊接加強筋的方式。采用人工方式開挖護筒坑，其直徑應(yīng)大于護筒直徑50 cm，并挖出上方所有雜填土，直至挖入原始土層下部20～30 cm，確?？由畈坏陀?.5 m，并保證坑底平整。

3.2 泥漿護壁

結(jié)合具體施工方式及現(xiàn)場地質(zhì)狀況科學(xué)選用泥漿類型，該工程選擇膨潤土制備泥漿，在沖擊鉆進入巖層時要適當(dāng)加大泥漿用量，以保證護壁的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)沖擊鉆進入風(fēng)化巖層時，所用泥漿含量應(yīng)以浮碴為標(biāo)準(zhǔn)。膨潤土塑性指數(shù)>25 mm且<0.005 mm，黏粒含量>50。

3.3 沖孔

（1）樁機就位前在其底部設(shè)置枕木，以確保樁機安全穩(wěn)定運行，枕木設(shè)置時應(yīng)考慮其位置合理性，盡可能避開鋼護筒位置，避免周圍土體受力擠壓鋼護筒，造成鋼護筒變形和移位。

（2）合理調(diào)整樁機角度，確保樁錘中心、滑輪邊緣以及樁孔中心三者在同一垂線上，最大允許偏差為2 cm，從而確保樁機穩(wěn)定。

（3）沖孔施工時，利用長度為40～60 cm的錘子連續(xù)不斷地敲擊土層，當(dāng)土層為細砂或粉質(zhì)砂土?xí)r，必須摻入適量的黏土塊、砂礫石等，經(jīng)連續(xù)不斷地沖擊和碰撞，形成泥漿，能夠有效地對孔壁實施保護。

（4）在沖擊時要確保泥漿面穩(wěn)定不變，保證沖孔中心與樁位中心在同一垂直線上。若二者不在同一直線上，則必須采用片石對原沖孔實施回填處理，待回填至孔上部30～50 cm位置處，進行二次沖孔，在碎亂土體沖進過程中必須將孔內(nèi)殘渣清理干凈，避免重復(fù)破碎，確保沖孔效率和質(zhì)量。

（5）根據(jù)工程實踐，各種地質(zhì)條件下沖孔作業(yè)的操作要點如表2所示。

3.4 清孔

（1）該工程通過換漿方式對沖孔實施清理，確定需要終止沖孔時，立即停止沖進施工，然后對沖孔底部沉渣實施連續(xù)攪動，完成首次清孔作業(yè)。

（2）首次清孔很難將漂浮在孔內(nèi)的殘渣徹底清除干凈，嚴重影響樁基施工質(zhì)量。因此，必須采取二次清孔作業(yè)。

（3）清孔完成后，及時對清孔和成孔質(zhì)量進行全面檢測，當(dāng)孔口返漿比重、孔底沉渣厚度均達到規(guī)范、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，才能進行水下混凝土灌注[8]。

3.5 鋼筋籠制作與安裝

（1）鋼筋籠的加工、制作、安裝等各個環(huán)節(jié)應(yīng)嚴格按照規(guī)范及設(shè)計要求施工。鋼筋籠通過成型鋼板進行制作，加強筋體系必須設(shè)置在主筋內(nèi)部，并對主筋位置實施醒目標(biāo)注，搭接位置采用雙面滿焊，搭接長度不低于10 d。

（2）鋼筋籠外側(cè)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求安裝保護層墊塊，頂部位置應(yīng)安裝吊環(huán)，待鋼筋籠加工完成以后，對其直徑、間距以及垂直度進行嚴格檢查，確保各項指標(biāo)均處于規(guī)范規(guī)定的允許偏差范圍內(nèi)，確保鋼筋籠的加工質(zhì)量。

（3）鋼筋籠安裝時，必須采用汽車吊配合吊裝作業(yè)，安裝時應(yīng)對準(zhǔn)樁孔緩慢下放，防止鋼筋碰撞孔壁，下降至指定位置后，應(yīng)立即對其進行固定。

（4）鋼筋籠下放入孔后，對其實施固定處理，并對其位置進行復(fù)核，檢查無誤后對其實施二次加固處理，以避免在后續(xù)施工中鋼筋籠產(chǎn)生移位。

3.6 水下混凝土灌注

（1）目前，較為常用的水下混凝土澆筑方法主要包括導(dǎo)管法和泵壓法。實際施工時，因?qū)Ч芊ú僮鞲鼮楹啽?，實用性更強，因此，?yīng)用更加廣泛。

（2）應(yīng)用導(dǎo)管法實施水下混凝土灌注施工，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是對初始灌注量的控制。因此，在進行初次灌注時必須全面結(jié)合導(dǎo)管埋置深度、泥漿重量等相關(guān)因素。當(dāng)初次灌注的混凝土方量較大時，會在一定程度上造成鋼筋籠出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，必須采取有效措施防止鋼筋籠移位[9-10]。

（3）樁體混凝土灌注時，必須保證灌注連續(xù)性，嚴禁中途暫停。實際灌注深度可采用繩索法進行測定，嚴格按照測定的數(shù)據(jù)及計算深度控制導(dǎo)管上升速度。實時監(jiān)控孔口，直到孔口不返漿。

（4）為有效避免塌孔，在進行水下混凝土灌注時應(yīng)適當(dāng)加快速度，確保單根樁灌注時間低于8 h。

4 質(zhì)量、安全、環(huán)?？刂拼胧?/p>

（1）構(gòu)建科學(xué)高效的質(zhì)量保證體系，組建由項目經(jīng)理為組長的質(zhì)量控制小組;加強技術(shù)及方案交底，確保各項工作嚴格按方案執(zhí)行。

（2）加強對原材料的控制。施工中嚴格落實原材料質(zhì)量控制工作，通過實地考察，選取質(zhì)量優(yōu)、實力強的材料供應(yīng)商合作。材料進場前，必須對出廠合格證進行仔細檢查，檢查其規(guī)格、型號是否符合設(shè)計要求，并通過抽樣檢查的方式對材料性能及材質(zhì)實施綜合檢驗，檢驗合格方可入場。

（3）建立崗位職責(zé)制度。項目部各施工管理人員應(yīng)進行科學(xué)分工，明確管理人員相應(yīng)的質(zhì)量管理職責(zé)，實際工作中強化質(zhì)量管理考核制度，以提升各管理人員質(zhì)量管控的積極性。

（4）全面執(zhí)行和落實國家相關(guān)法規(guī)、政策，對施工安全、質(zhì)量進行嚴格控制，積極建立“質(zhì)量、安全”控制工作格局，按規(guī)定落實技術(shù)交底制度。

（5）嚴格按照規(guī)章制度參與施工，特別是加強對施工機械使用情況的控制，并強化對特殊機械操作人員的控制，必須確保持證上崗。

（6）施工過程中正確佩戴和使用勞保用品，如高空作業(yè)正確佩戴安全帽和安全帶，避免高空墜落。

（7）積極學(xué)習(xí)國家相關(guān)法律、政策，并嚴格執(zhí)行到位;組建環(huán)保管控小組，制定科學(xué)有效的環(huán)保措施并嚴格執(zhí)行。

（8）積極宣傳環(huán)保工作，對項目管理人員、施工人員進行科學(xué)全面的環(huán)保交底工作;合理布置施工現(xiàn)場，定期對現(xiàn)場各方面材料進行整理，確?，F(xiàn)場干凈、整潔。

5 結(jié)論

綜上所述，沖孔灌注樁在公路橋梁施工中是應(yīng)用極為廣泛的樁基形式，其操作簡便、施工效率高，但施工質(zhì)量不易控制。因沖孔灌注樁現(xiàn)場施工地質(zhì)狀況復(fù)雜，施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些不可控因素，造成質(zhì)量管控不理想。為確保沖孔灌注樁施工質(zhì)量，必須對施工過程的各個環(huán)節(jié)實施科學(xué)控制，方能從根本上保證工程的施工質(zhì)量。

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