公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

張佳

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050021）

0 引言

鉆孔灌注樁施工在橋梁樁基礎(chǔ)施工中應(yīng)用廣泛，在鉆孔機(jī)作用下，利用鉆頭循環(huán)沖擊巖土形成樁孔，通過(guò)泥漿循環(huán)清除沖孔過(guò)程中產(chǎn)生的巖土沉渣，并安裝鋼筋籠，澆筑混凝土，形成樁基。樁基施工質(zhì)量直接影響樁基整體承載能力?；诖?，本文依托工程實(shí)踐，對(duì)橋梁施工鉆孔灌注樁施工技術(shù)展開(kāi)研究，這對(duì)于提高我國(guó)橋梁工程施工質(zhì)量具有重要意義。

1 工程概況

某公路橋梁工程，跨越河谷，沿線為沖積平原地貌。區(qū)內(nèi)地形開(kāi)闊，地勢(shì)西北高、東南低，總體平緩，相對(duì)高差較小。河流兩側(cè)分布零星魚(yú)塘、民房，多為農(nóng)田、荒地。場(chǎng)地東側(cè)有架空線路，呈南北走向；根據(jù)該項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)工況、施工環(huán)境條件，此橋梁工程樁基擬采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)。

2 施工準(zhǔn)備工作

鉆孔灌注樁施工工藝基本流程如圖1所示：

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝基本流程

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

樁機(jī)及配套設(shè)備入場(chǎng)前，應(yīng)提前組織工作人員完成場(chǎng)地清理和平整工作，同時(shí)根據(jù)場(chǎng)地布置，挖設(shè)泥漿池、沉淀池，并根據(jù)安全管理需要圍設(shè)防護(hù)欄，為后續(xù)鉆孔灌注樁施工做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。

2.2 施工測(cè)量放樣

結(jié)合場(chǎng)地周圍實(shí)際情況，在合適的區(qū)域建立縱向軸線和橫向軸線標(biāo)記點(diǎn)，并做好施工測(cè)量放樣。根據(jù)建筑圖紙及標(biāo)記點(diǎn)位準(zhǔn)確側(cè)放出沖孔位置，然后上報(bào)監(jiān)理審查；待監(jiān)理檢驗(yàn)通過(guò)后，進(jìn)行樁基組裝、就位，完成護(hù)筒埋設(shè)施工。

2.3 施工機(jī)具準(zhǔn)備

該工程沖孔設(shè)備采用ZK8000沖樁機(jī)，鋼筋籠在施工場(chǎng)地鋼筋加工區(qū)分段制作，由吊機(jī)吊運(yùn)至樁位附近。灌注混凝土采購(gòu)至某臨近混凝土攪拌站，采用水下導(dǎo)管灌注施工。

2.4 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒為鋼護(hù)筒，壁厚5～10mm，高1.3mm，護(hù)筒內(nèi)徑比沖孔樁樁徑大15cm。護(hù)筒埋深1.2～1.5m，護(hù)筒坑用黏土回填，并碾壓密實(shí)。圖2為護(hù)筒埋設(shè)示意圖。

圖2 護(hù)筒埋設(shè)示意圖

2.5 泥漿制備

泥漿用孔內(nèi)土體制備，沖孔施工時(shí)，根據(jù)沖擊巖土層巖土構(gòu)成及沖孔速率等合理添加黏土及外加劑，保證泥漿黏土、含砂率等符合施工要求，避免孔壁失穩(wěn)坍塌；場(chǎng)地挖設(shè)的泥漿池容積不得少于單樁孔容積的1.5倍；泥漿性能指標(biāo)要求見(jiàn)表1：

表1 泥漿性能指標(biāo)

3 水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒外側(cè)焊接加強(qiáng)筋，保證護(hù)桶剛度符合施工要求。開(kāi)挖護(hù)筒坑時(shí)，坑深根據(jù)場(chǎng)地雜填土厚度確定，深入至下部原狀土約20～30cm，要求坑深不得少于1.5m，護(hù)筒坑直徑大于護(hù)筒外徑約0.5m左右，護(hù)筒安裝完畢后，采用黏土回填筒外壁周圍空隙，并碾壓密實(shí)，嚴(yán)禁施工雜填土回填。

3.2 泥漿護(hù)壁

施工所用泥漿應(yīng)根據(jù)沖孔工藝及現(xiàn)場(chǎng)工況合理確定，以保證護(hù)壁穩(wěn)定性，避免坑壁失穩(wěn)坍孔。該工程主要采用膨潤(rùn)土制備泥漿，沖擊至礫石層時(shí)，應(yīng)根據(jù)沖擊作業(yè)實(shí)際情況合理增加泥漿比例，避免孔壁失穩(wěn)剝落。

當(dāng)沖擊進(jìn)風(fēng)化巖層時(shí)，應(yīng)根據(jù)浮渣量調(diào)整泥漿比例，保證護(hù)壁穩(wěn)定。膨潤(rùn)土塑性指數(shù)不得小于25mm，且不得小于0.05mm，泥沙含量不得小于50。

3.3 沖孔

（1）樁機(jī)就位前，應(yīng)根據(jù)樁機(jī)安裝位置、現(xiàn)場(chǎng)土體承載力情況合理放置枕木，以保證樁機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，避免沖孔過(guò)程中因機(jī)身失穩(wěn)造成偏孔等問(wèn)題；枕木放置時(shí)，應(yīng)避開(kāi)鋼護(hù)筒，避免沖孔過(guò)程中擾動(dòng)鋼護(hù)筒，造成護(hù)筒移位或變形。

（2）調(diào)整樁機(jī)，使樁捶中心與滑輪邊沿、樁孔中心對(duì)齊，偏差不得大于2cm，保證沖孔作業(yè)過(guò)程中的樁機(jī)穩(wěn)定性。

（3）沖孔作業(yè)時(shí)，用0.4～0.6m長(zhǎng)的低揚(yáng)錘沖擊；在沖擊細(xì)沙和軟粉沙土層時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況適量添加黏土、鵝卵石等，在樁錘反復(fù)沖擊作用下，有利于土體與粒料相互碾壓，形成泥漿護(hù)壁，避免孔壁剝落、坍塌。

（4）沖孔作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)注意保持泥漿面的穩(wěn)定性，并重點(diǎn)關(guān)注孔位與樁位偏差情況，一旦偏差超過(guò)允許值，應(yīng)立即停止沖擊，并用片石回填至孔洞上方30～50cm處，重新進(jìn)行沖孔作業(yè)；在沖擊松散土層土體時(shí)，應(yīng)盡量清除殘?jiān)?，避免重?fù)破碎，影響沖孔效率。

（5）結(jié)合以往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在不同地質(zhì)條件下，沖孔施工操作要點(diǎn)見(jiàn)圖2：

表2 沖孔作業(yè)要點(diǎn)

3.4 清孔

（1）該工程選用換漿法清理孔底沉渣，沖孔作業(yè)完畢后，攪動(dòng)孔底沉渣，實(shí)施第一次清孔。

（2）由于漂浮狀態(tài)的殘?jiān)y以通過(guò)一次清孔有效清除，為避免漂浮沉渣影響成樁質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行二次清孔，保證孔底和孔內(nèi)懸浮沉渣量符合灌注施工要求，保證成樁質(zhì)量。

（3）二次清孔過(guò)程中，應(yīng)注意檢查孔口返漿比重，準(zhǔn)確確定孔底沉渣厚度，待檢查合格后，方可開(kāi)始后續(xù)施工。

3.5 鋼筋籠制作與安裝

（1）在施工現(xiàn)場(chǎng)，使用鋼板成型工藝進(jìn)行加工制作；施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)規(guī)范要求施工，確保主加強(qiáng)筋、箍筋按要求布設(shè)，鋼筋籠尺寸準(zhǔn)確、外形良好；主加強(qiáng)筋應(yīng)采用雙面焊，搭接長(zhǎng)度不得小于10d。

（2）鋼筋籠外側(cè)適量設(shè)置墊塊，確?；炷凉嘧⑹┕ね戤吅笮纬傻谋Ｗo(hù)層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；鋼筋籠頂端位置應(yīng)設(shè)置吊環(huán)，以便于鋼筋籠吊裝；鋼筋籠制作完畢后，應(yīng)對(duì)鋼筋籠制作質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保鋼筋籠直徑、垂直度符合施工要求

（3）鋼筋籠吊運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)避免磕碰、剮蹭，以免鋼筋籠彎折或損壞；安裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)將其對(duì)準(zhǔn)孔位中心，緩慢下放，避免磕碰孔壁；鋼筋籠安裝完畢后，應(yīng)立即對(duì)其進(jìn)行加固處理，避免后續(xù)灌漿過(guò)程中發(fā)生移位。

3.6 水下混凝土灌注

（1）該工程采用導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土灌注施工，該方法適應(yīng)性強(qiáng)且施工簡(jiǎn)便，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的水下混凝土灌注方法。

（2）混凝土灌注施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)初始灌注量、灌注速度控制，保證成樁質(zhì)量。根據(jù)實(shí)際孔徑、泥漿重量等合理確定初次灌注量和灌注速度，避免因混凝土灌注速度過(guò)快、灌注量較大等情況過(guò)度擾動(dòng)鋼筋籠，造成鋼筋籠上浮、偏移等，影響成樁質(zhì)量。

（3）灌注施工前應(yīng)做好施工準(zhǔn)備，避免灌注施工中斷，影響成樁質(zhì)量。灌注施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)混凝土灌注深度合理提升導(dǎo)管，保證混凝土灌注質(zhì)量和灌注速度；該工程使用繩索法測(cè)量混凝土灌注深度，使用繩索法測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意提前潤(rùn)濕繩索并校準(zhǔn)，保證測(cè)量精確度。

（4）灌注施工應(yīng)連續(xù)、快速進(jìn)行，灌注時(shí)間不宜超過(guò)8h，避免孔壁失穩(wěn)、坍孔等問(wèn)題。

4 推行項(xiàng)目質(zhì)量精細(xì)化控制策略

（1）重視前期施工圖紙的設(shè)計(jì)工作。

（2）工程質(zhì)量控制主要是對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督：加強(qiáng)過(guò)程控制；強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理；嚴(yán)格工序移交手續(xù)；加強(qiáng)材料設(shè)備檢驗(yàn)；加強(qiáng)旁站管理；注意隱蔽工程質(zhì)量。

（3）完善施工后評(píng)價(jià)機(jī)制，嚴(yán)格工程交工驗(yàn)收程序。

（4）工程項(xiàng)目施工精細(xì)化管理主要包括質(zhì)檢工程師巡檢和旁站監(jiān)管：

①按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)施工程序、關(guān)鍵工藝、隱蔽工程施工等內(nèi)容進(jìn)行檢查；

②檢查是否出現(xiàn)違規(guī)施工；

③定期查驗(yàn)施工設(shè)備的使用情況，確保其性能滿足施工需要；

④檢查現(xiàn)場(chǎng)施工材料的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。

5 質(zhì)量、安全、環(huán)?？刂拼胧?/h2>

（1）建立完善的質(zhì)量審查、監(jiān)督體系，成立以項(xiàng)目經(jīng)理或項(xiàng)目其他主要管理者任組長(zhǎng)的質(zhì)量管理小組，貫徹落實(shí)質(zhì)量管理制度；加強(qiáng)技術(shù)交底工作，施工過(guò)程中貫徹執(zhí)行“三檢”制度。

（2）選擇具備相應(yīng)資質(zhì)、口碑好、質(zhì)量好的材料廠商合作，堅(jiān)決按照相應(yīng)規(guī)范、材料入場(chǎng)檢查制度，加強(qiáng)材料入場(chǎng)檢查，并做好材料單據(jù)、合格證明文件、入場(chǎng)批次記錄和留存；不合格材料嚴(yán)禁入場(chǎng)。

（3）構(gòu)建完善的質(zhì)量責(zé)任考核體系，堅(jiān)決落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制，由項(xiàng)目各管理人承擔(dān)質(zhì)量監(jiān)督管理職責(zé)，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)管，增強(qiáng)項(xiàng)目全員的質(zhì)量管控意識(shí)，提升質(zhì)量管控積極性。

（4）加強(qiáng)安全管理，貫徹落實(shí)安全生產(chǎn)制度，加強(qiáng)安全教育，提升施工人員安全意識(shí)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求做好技術(shù)交底，保障施工安全。

（5）加強(qiáng)項(xiàng)目技術(shù)人員、特殊作業(yè)人員、特種機(jī)具操作人員資質(zhì)審核，確保相應(yīng)人員持證上崗。

（6）施工時(shí)應(yīng)正確佩戴安全用具，所有入場(chǎng)人員必須正確佩戴安全帽，特殊工種施工過(guò)程中應(yīng)正確佩戴防護(hù)器具，嚴(yán)禁任何項(xiàng)目人員赤腳或穿拖鞋進(jìn)入施工場(chǎng)地。

（7）認(rèn)真學(xué)習(xí)我國(guó)環(huán)境保護(hù)相關(guān)法律法規(guī)，成立環(huán)保管控小組，根據(jù)相應(yīng)法律法規(guī)制定符合項(xiàng)目的環(huán)保制度并貫徹執(zhí)行，提升項(xiàng)目全員環(huán)保意識(shí)。

（8）加大環(huán)保教育與宣傳力度，對(duì)項(xiàng)目全員做好環(huán)保交底工作；加強(qiáng)作業(yè)區(qū)設(shè)備管理，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)造成能源浪費(fèi)；定期對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的廢棄材料進(jìn)行收集、處理，保持施工場(chǎng)地干凈整潔。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，沖孔過(guò)程中應(yīng)注意根據(jù)沖擊土層土體結(jié)構(gòu)，合理調(diào)整泥漿比例，避免孔壁失穩(wěn)、塌陷，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)孔位偏差控制，保證成孔質(zhì)量；清孔作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)做好孔底沉渣和漂浮沉渣控制工作，避免沉渣過(guò)多影響成樁質(zhì)量。鋼筋籠應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定施工，保證鋼筋籠尺寸、垂直度等符合要求；混凝土施工應(yīng)加強(qiáng)初次灌注量和灌注速度控制，避免過(guò)度擾動(dòng)鋼筋籠，造成鋼筋籠偏移或上浮。在各施工環(huán)節(jié)，都應(yīng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)施工規(guī)范，把握相應(yīng)工序施工要點(diǎn)，保證施工總體質(zhì)量，同時(shí)，應(yīng)做好安全和環(huán)境管控工作，從而全面提高工程綜合效益。