橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

施嘉毅

（廣州公路工程集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510700）

0 引言

鉆孔灌注樁施工技術(shù)指的是當(dāng)橋梁施工現(xiàn)場所處地帶的天然地基土層的承載力不足時(shí)，需要利用基礎(chǔ)打樁的方式來提升地基的承載力，使地基承載力能夠滿足工程需求。鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有實(shí)用性強(qiáng)以及施工成本較低的特點(diǎn)，不僅節(jié)約了資金，同時(shí)增強(qiáng)了公路橋梁的安全性。鉆孔灌注樁施工技術(shù)屬于隱蔽性工程，大部分需要在水下進(jìn)行，如果某一施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，會(huì)直接影響橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量。

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

從圖1可以看出，鉆孔灌注樁施工技術(shù)具體包括兩種，分別為全套灌注樁技術(shù)以及泥漿壁鉆孔灌注樁技術(shù)。通常情況下，對(duì)套管內(nèi)部進(jìn)行清理工作，保證鉆孔灌注樁施工技術(shù)能夠充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，并且從圖中的工藝流程來看，全套灌注樁技術(shù)雖然中間程序較為煩瑣，但是在實(shí)際操作的過程中相對(duì)簡單，利用相關(guān)的檢測方式，使鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，從而提升鉆孔灌注樁的實(shí)際效果。另外，在泥漿壁灌注樁技術(shù)中，對(duì)泥漿的配置有不同的要求，制作泥漿時(shí)，需要膨潤土含量為7%～10%，黏合度時(shí)間在18～28s 之間，含砂率小于4%，pH 值為7～9。需要注意的是，在配制泥漿的過程中，要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的施工規(guī)定進(jìn)行比例確定，使泥漿能夠達(dá)到冷卻鉆頭的效果。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

2 橋梁施工應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)經(jīng)常出現(xiàn)的問題

2.1 鉆頭脫落問題

鉆頭脫落問題是鉆孔灌注樁施工技術(shù)經(jīng)常會(huì)遇到的問題，具體原因是鉆頭使用時(shí)間過長，同時(shí)也影響了鋼絲繩的質(zhì)量。鋼絲繩在長期磨損的影響下，質(zhì)量性能急速下降，加固效果逐漸降低。另一方面由于鉆孔底部較硬，給鉆頭帶來強(qiáng)大的作用力，在力的相互作用影響下，鉆頭經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)脫落的情況。一旦鉆頭脫落，會(huì)影響橋梁施工的效率，無法進(jìn)行鉆孔施工作業(yè)，同時(shí)也影響了后續(xù)的施工作業(yè)。

2.2 坍孔問題

坍孔問題出現(xiàn)的原因具體分為兩部分，分別為技術(shù)方面以及環(huán)境方面。首先，從環(huán)境方面來講，如果施工環(huán)境地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，存在明顯的斷層裂縫現(xiàn)象，很容易對(duì)鉆孔產(chǎn)生影響，進(jìn)而發(fā)生坍孔的現(xiàn)象。其次，從技術(shù)層面來講，由于施工技術(shù)的局限性，導(dǎo)致坍孔現(xiàn)象的概率大大提升。比如，在松軟砂層的鉆孔施工過程中，由于沒有控制進(jìn)尺速度，導(dǎo)致泥漿稀釋程度較高，無法起到良好的護(hù)壁效果。再加上施工人員操作使用方法不當(dāng)，導(dǎo)致許多施工作業(yè)效果不夠明顯，無法發(fā)揮出具體的作用，從而引發(fā)坍孔現(xiàn)象。

2.3 斷樁問題

斷樁問題是指在進(jìn)行灌注混凝土的過程中，泥漿與砂礫進(jìn)入混凝土后，會(huì)形成非常明顯的上下兩端，使混凝土整體結(jié)構(gòu)受到巨大影響，混凝土截面受損，難以滿足施工對(duì)樁受力狀態(tài)的需求。在施工過程中，如果施工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，導(dǎo)致混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留的時(shí)間變長，混凝土?xí)l(fā)生凝固現(xiàn)象，導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力增加，灌注樁外壁承受著巨大的壓力，在長時(shí)間的影響下，最終導(dǎo)致斷樁事故的出現(xiàn)。從技術(shù)方面的角度來看，由于首次灌注混凝土的儲(chǔ)量不達(dá)標(biāo)，直接導(dǎo)致混凝土下落后無法進(jìn)行埋設(shè)，使導(dǎo)管底部發(fā)生泄漏現(xiàn)象，從而引發(fā)斷樁事故。

3 鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋梁施工中的具體應(yīng)用

以某市政橋梁工程為例，該橋梁工程總長度為455m，寬度為16.5m，具有雙向車道。所處地區(qū)人口比較密集，周圍建筑物較多，地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于厚度較深的軟弱土層，為了降低對(duì)周圍環(huán)境的影響，對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)有特殊的要求。具體工藝流程如圖2所示。

圖2 某市政橋梁工程鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

3.1 施工準(zhǔn)備工作

鉆孔灌注樁施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)橋梁工程質(zhì)量有非常重要的影響。因此，提前做好鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備工作非常必要，提前對(duì)橋梁工程的結(jié)構(gòu)情況以及承載力進(jìn)行分析，在分析的基礎(chǔ)上對(duì)樁施工參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定。根據(jù)該市政橋梁的實(shí)際結(jié)構(gòu)來看，水灰比控制大概在0.7～0.8 之間，鋼筋采用HRB336 型號(hào)。水下施工作業(yè)時(shí)，需要嚴(yán)格控制混凝土的凝結(jié)時(shí)間，防止出現(xiàn)坍孔的現(xiàn)象，并且加強(qiáng)對(duì)混凝土坍落度的控制，控制范圍在200mm 左右。另外，施工人員需要提前對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)勘察，對(duì)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)條件以及天氣環(huán)境進(jìn)行全面考察，按照施工圖紙的具體要求，對(duì)每一個(gè)樁位的安放位置進(jìn)行嚴(yán)格審核，控制好樁位的中心點(diǎn)。除此之外，還需要提前做好鉆孔工作。鉆孔工作要根據(jù)橋梁工程的實(shí)際情況進(jìn)行確定。在合理分析的基礎(chǔ)上，對(duì)打樁方式確定。在打樁的過程中，施工人員要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行規(guī)范操作，合理控制工程速度以及施工效率，為后續(xù)施工提供充足的保障。

3.2 護(hù)筒埋以及泥漿制作

在埋設(shè)護(hù)筒的過程中，需要對(duì)護(hù)筒內(nèi)部深度進(jìn)行控制，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況進(jìn)行確定，通常護(hù)筒直徑設(shè)置要比樁身大50cm。一方面為了保證護(hù)筒安裝的完整性，對(duì)護(hù)筒中心以及樁中心進(jìn)行重合，保證兩者之間的平面誤差不大于30cm，使護(hù)筒的安裝深度能夠得到很好的控制，傾斜誤差保持在2%左右。另一方面為了控制護(hù)筒安裝的準(zhǔn)確性，可以利用鋼制材料對(duì)護(hù)筒進(jìn)行制作，使護(hù)筒平面位置的準(zhǔn)確性得到保障，將偏差控制在3cm 范圍內(nèi)，水位要高出施工高度1～2m。在完成對(duì)護(hù)筒的埋設(shè)后，要分層夯實(shí)回填的黏沖擊錐土?；蛘咴诼裨O(shè)水下護(hù)筒時(shí)，沿著導(dǎo)向架用錘擊以及震動(dòng)等方式將護(hù)筒埋設(shè)到要求的深度。

在泥漿制作的過程中，需要使用大量的水以及黏土，并且加入適量的添加劑。比如，該市政橋梁工程為了保證泥漿制作的質(zhì)量，采用大量的膨脹土來取代以往所使用的砂土。由于該市政橋梁工程樁底存在大量沉渣，為了滿足橋梁工程的實(shí)際需要，要注重分析泥漿自身的比重，防止泥漿比重過?。换蛘呒訌?qiáng)對(duì)泥漿性能的控制，選擇更加合適的泥漿，提高工程質(zhì)量；或者將黏土打碎，將黏土材料投入護(hù)筒內(nèi)部，再用沖擊錘進(jìn)行沖擊處理，經(jīng)過長時(shí)間的沖擊，形成泥漿。泥漿制作一般都是在護(hù)筒預(yù)埋工作后完成，通過灌注的方式，不斷提高灌注樁的護(hù)壁效果以及懸浮泥漿的有效性。

3.3 鉆孔與清孔處理

鉆孔環(huán)節(jié)是鉆孔灌注樁施工過程中的重要組成內(nèi)容，對(duì)整個(gè)施工過程有一定影響。在開始鉆孔之前，需要將鉆機(jī)安裝好，然后對(duì)鉆機(jī)的位置進(jìn)行調(diào)整，提高鉆機(jī)的穩(wěn)定性，防止位置發(fā)生偏移，影響鉆孔的質(zhì)量。如果在施工過程中發(fā)生偏移，需要立即對(duì)安裝位置進(jìn)行修整，使鉆機(jī)的鉆壓以及速度得到保障。如果遇到大石塊阻撓時(shí)，要適當(dāng)提高鉆機(jī)的沖擊力。如果當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，需要對(duì)鉆孔策略及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，按照施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉆頭角度進(jìn)行規(guī)范。當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)距離達(dá)到一定深度時(shí)，需要對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行矯正，調(diào)整鉆桿與地面的垂直方向。在完成鉆孔工作后，需要進(jìn)行打樁處理，打樁順序要嚴(yán)格按照施工規(guī)定操作，使打樁效率能夠進(jìn)一步提高。

在完成樁孔施工后，需要對(duì)樁孔的深度以及孔徑進(jìn)行檢測，保證樁孔符合施工標(biāo)準(zhǔn)，滿足后續(xù)施工的需求。在清孔處理中，一共需要進(jìn)行兩次清孔處理，第一次需要不斷補(bǔ)充新鮮的泥漿，防止泥漿凝結(jié)速度過快，使泥漿含砂率降低，性能更加優(yōu)越。在第二次清孔處理過程中，需要采用泵吸或者循環(huán)清孔的方式進(jìn)行處理，然后對(duì)終孔進(jìn)行檢查，具體包括對(duì)鉆桿、鉆頭的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢測，防止鉆孔底部出現(xiàn)泥漿堆積的現(xiàn)象，保證樁孔的完整程度，防止遭到破壞。

3.4 鋼筋籠的放置

在橋梁工程建設(shè)過程中，鋼筋籠放置環(huán)節(jié)是極其重要的。

首先，要嚴(yán)格按照施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選擇鋼筋材料，使橋梁工程的質(zhì)量得到保障，滿足施工建設(shè)的具體需求。

其次，根據(jù)橋梁工程具體標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)制作鋼筋籠，保證鋼筋籠的參數(shù)符合施工要求，防止出現(xiàn)較大的偏差。制作鋼筋籠對(duì)于加工地點(diǎn)有特殊的要求，通常是在平整的地面上進(jìn)行加工，防止鋼筋籠外觀形狀出現(xiàn)偏差。由于鋼筋種類型號(hào)不同，使得鋼筋籠的外觀存在很大的差異，因此需要集中進(jìn)行管理，防止出現(xiàn)差錯(cuò)，對(duì)后續(xù)施工產(chǎn)生不利的影響。另外，由于鋼筋籠本身的質(zhì)量要求較高，在外力作用的影響下，如果將鉆頭放置在鋼筋籠內(nèi)，對(duì)鉆頭外觀造成一定影響。因此，在施工的過程中，要盡量避免外部環(huán)境對(duì)鋼筋籠產(chǎn)生影響，并且在安放鋼筋籠之前，需要根據(jù)現(xiàn)場的施工情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，使鋼筋籠的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足施工需求。完成鋼筋孔的制作后，技術(shù)人員對(duì)鋼筋籠的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，只有檢測合格后，才能繼續(xù)投入使用。

最后在運(yùn)輸鋼筋籠的過程中，施工人員應(yīng)提前將鋼筋籠捆綁好，并且對(duì)鋼筋籠的外觀進(jìn)行檢查，看看是否存在破損的現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)破損的現(xiàn)象要立即更換。做好捆綁工作是為了防止在運(yùn)輸過程中鋼筋籠互相碰撞，導(dǎo)致鋼筋籠出現(xiàn)變形以及損害的現(xiàn)象，使整個(gè)鋼筋材料受到嚴(yán)重影響。

3.5 混凝土灌注

混凝土澆筑質(zhì)量的好壞，直接影響橋梁工程的質(zhì)量，因此只有做好混凝土灌注工作，才能確保橋梁施工過程能夠順利進(jìn)行。

首先，在開始灌注之前，需要提前準(zhǔn)備好混凝土攪拌機(jī)，然后根據(jù)現(xiàn)場的施工情況分析混凝土的配比，對(duì)混凝土進(jìn)行合理配置，保證混凝土能夠符合各項(xiàng)施工指標(biāo)，從而提升混凝土的功能性。

其次，控制混凝土的澆筑時(shí)間，需要在混凝土初凝之前完成，每隔1h 加入混凝土。需要注意的是，在進(jìn)行灌注工作之前，需要進(jìn)行清孔工作，將鉆孔內(nèi)部存在的雜物清除掉，防止對(duì)混凝土的澆筑質(zhì)量產(chǎn)生影響。同時(shí)對(duì)混凝土的坍落度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。在混凝土灌注的過程中，要及時(shí)將導(dǎo)管安裝好，安裝位置與混凝土澆筑距離為3m 左右。在完成對(duì)混凝土的灌注工作后，根據(jù)現(xiàn)場施工的具體步驟，將所使用的模板拆除掉，然后對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通過澆水或者覆蓋遮蓋物的方式，使混凝土的質(zhì)量得到保障，防止受外部環(huán)境的影響。養(yǎng)護(hù)時(shí)間大概為半個(gè)月。由此可以看出，灌注混凝土后，養(yǎng)護(hù)階段是極其重要的，只有混凝土得到良好的養(yǎng)護(hù)，才能保障橋梁工程的質(zhì)量得到提高，降低安全隱患。

4 結(jié)語

綜上所述，鉆孔灌注樁施工技術(shù)對(duì)于橋梁工程施工來講，是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)，不僅能夠提高橋梁工程的施工效率，同時(shí)還能保證施工的質(zhì)量。但是，在實(shí)際運(yùn)用的過程中，還存在一些問題，因此需要加強(qiáng)對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用研究，根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，嚴(yán)格把控橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量，推動(dòng)我國橋梁工程建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展。