公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術

吳興華

（邢臺路橋建設集團有限公司，河北 邢臺 054000）

1 工程概況

河北省某大型橋梁工程全長466m，設計橋面寬度為28.6m，設計行車速度為80km/h，橋梁橫跨江面，其上部結(jié)構采用現(xiàn)澆預應力混凝土箱梁，下部結(jié)構采用鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁的樁徑為1.8m，共設計有10根，由于工程所在地環(huán)境復雜，鉆孔施工難度大，施工質(zhì)量難以控制，因此，要求合理運用鉆孔灌注樁施工技術。

2 橋梁鉆孔灌注樁施工

2.1 施工準備

（1）本工程施工前，施工單位首先要組織施工人員對施工現(xiàn)場開展勘測，勘測過程主要包括必要的地質(zhì)資料、水文條件等，根據(jù)勘查資料準備施工圖紙以及施工工藝的試驗參考資料，制定的施工圖應具有可實施性，并附帶圖紙會審紀要。其次勘探過程中要對場地內(nèi)下方的管道、構筑物等展開調(diào)查，如高壓線、排水排污管道、電纜、地下構筑物等，明確各管道、構筑物的歸屬單位，做好協(xié)調(diào)遷移或保護工作，避免施工中對管線、構筑物造成破壞。最后要根據(jù)勘查結(jié)果制定應急方案，一旦鉆孔或基礎施工過程中出現(xiàn)意外事故，可及時采取應急措施，將損失控制在最小。

（2）鉆孔灌注樁施工前要對工程設計圖紙進行復核，復核內(nèi)容包括圖紙設計的樁位位置、樁體的標高、樁體結(jié)構尺寸等，復核過程中如發(fā)現(xiàn)圖紙與實際位置存在沖突，應及時聯(lián)系設計單位進行變更，避免在施工過程中出現(xiàn)誤差，圖紙符合無誤后準備施工機械。本次施工采用HLS150 混凝土攪拌機2 臺，運輸車7 輛，發(fā)電機、吊機各1 臺，鉆機、裝載機各2 臺，機械使用前檢查其使用性能，合格后開始施工[1]。

（3）埋設前檢查場地平整度及承載力，將存在的軟土地基換填處理，將場地內(nèi)的雜物雜草清理干凈，然后利用機械整平碾壓處理。地基承載力及平整度滿足要求后，采用全站儀測量放樣，先測量樁孔各個點位的位置、軸線偏差再放樣施工，明確樁孔位置、高程等，為后續(xù)施工做指導。

2.2 護筒埋設

放樣作業(yè)后開始護筒埋設施工，本次施工選用鋼護筒，設置高度為4m，形狀采用圓形，鋼板厚度在6～8mm，為避免護筒埋設過程中出現(xiàn)變形問題，護筒的上端、下端、中間位置均焊接一處加勁肋，增加護筒的堅韌度，護筒埋設時先將周圍土體挖開，再將護筒放入挖好的基坑中，護筒的埋設深度為3.5m，埋入后分層回填并壓實土體，使護筒高出地面0.5m 即可，土體的開挖范圍為0.5～1.0m。

2.3 泥漿制備

（1）護筒埋設完成后開始制備水泥漿液，實施泥漿護壁，漿液制備時要結(jié)合工程所在地的地質(zhì)情況確定水泥漿的黏稠度，然后根據(jù)比例配置制備，制備過程在泥漿池完成，先將適量的黏土放入池中，再利用機械振搗，振搗過程中根據(jù)要求加入水，增加水泥漿的成型時間，制備完成后需檢測水泥漿的性能指標。

（2）制備完成后的水泥漿液比重為1.1～1.3，泥漿的含砂率控制在4%以下，PH 值≥0.65，不同地層采用的泥漿黏度存在差別，普通底層黏度控制在16～22s，松散地層黏度控制在19～28s，檢驗合格的泥漿利用機械抽入護筒，完成泥漿護壁后開始鉆孔施工[2]。

2.4 鉆孔施工

（1）本工程鉆孔施工使用反循環(huán)鉆機，采用的鉆頭直徑為1.5m，鉆機安裝前設置鉆機底座，確保鉆機底座的平穩(wěn)性，然后根據(jù)測量放樣中鉆機的位置、尺寸開始安裝，安裝后鉆機的位置偏差不得超過3cm，驗收合格后方可啟動鉆機開始鉆孔。

（2）鉆孔施工時鉆機的鉆頭需與孔位對準，鉆頭、鉆桿中心與護筒中心保持在一條直線上，偏差不得超過5cm，鉆孔內(nèi)的水位高度比護筒底腳高出0.5m以上，鉆孔過程中保持勻速連續(xù)鉆進，并根據(jù)孔內(nèi)情況及時補充水和泥漿。如鉆進過程中因故停鉆，需將鉆頭提起至距離孔底5m 以上的位置，待恢復后再開始鉆進。

（3）鉆進到設計高程后，由監(jiān)理工程師檢查成孔情況，檢查內(nèi)容包括鉆孔的深度、直徑、垂直度等，檢查驗收合格后開始清孔作業(yè)，本工程清孔采用換漿法，換漿過程中要注意及時向孔內(nèi)注入清水或泥漿，時刻保持孔內(nèi)的水位，以避免孔位坍塌，清空完成后要保證孔內(nèi)的沉渣厚度在30cm以內(nèi)[3]。

2.5 鋼筋籠制作安裝

（1）成孔后進行鋼筋籠的制作與安裝，本工程鋼筋籠的制作在加工廠完成，鋼筋加工前要對鋼筋質(zhì)量、尺寸做檢查，不合格的材料嚴禁使用，鋼筋加工按設計要求完成，鋼筋主筋的接頭位置采用雙面搭接焊的方式滿焊施工，其焊接長度≥5cm，同一截面焊接接頭數(shù)量不得超過主筋總數(shù)的50%，加強筋的接頭位置采用雙面電弧焊的方式，焊接長度≥5cm，點焊于主筋內(nèi)側(cè)，焊接過程中相鄰主筋的搭接長度宜≥30cm，焊縫位置不得形成通縫，主筋焊接的質(zhì)量要求全部合格。

（2）焊接完成后的鋼筋籠利用平板車運輸至施工現(xiàn)場開始吊裝，吊裝方法為2 點起吊，第1 個吊點位于鋼筋籠骨架下部，第2個吊點位于鋼筋籠骨架長度中間位置，鋼筋籠骨架的吊點位置內(nèi)綁扎有木桿，避免吊裝過程中鋼筋籠出現(xiàn)變形，吊起后的鋼筋籠在空中旋轉(zhuǎn)放入，下放過程中不可以強制插入，以避免出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題，吊放完成后要檢查吊放質(zhì)量，合格后應立即開始清孔并灌注混凝土。

2.6 二次清孔

在鋼筋籠吊放過程中，孔內(nèi)的水泥漿全部會沉淀于孔底，形成沉渣，因此，需要對鉆孔二次清孔處理。二次清孔采用射水法，利用水的沖擊力沖射孔底3～5min，使沉渣出現(xiàn)翻動現(xiàn)象，射水的壓力宜大于孔底壓力0.5MPa，沉渣翻動后檢查孔內(nèi)泥漿指標，滿足要求后停止清孔作業(yè)，開始混凝土灌注[4]。

2.7 混凝土灌注

（1）鉆孔灌注樁施工中混凝土灌注為最后一道工序，為保證灌注質(zhì)量，本次施工選用的混凝土坍落度宜控制在180～220mm，混凝土材料內(nèi)部摻加有粉煤灰和減水劑，以提高混凝土的和易性，拌制過程中使用卵石作為石料，其直徑在5～30mm，以避免因粒徑過大而發(fā)生卡管問題，拌制合格的混凝土利用運輸車運送至施工場地開始灌注作業(yè)。

（2）混凝土的灌注利用導管完成，整個灌注過程連續(xù)進行，為確保首批混凝土的灌注量，可通過測量混凝土頂面與護筒頂面的距離，確定導管初次埋入深度，經(jīng)測量本工程導管首次埋深為2～6m，灌注過程中邊提升導管邊灌注作業(yè)，提升過程中要緩慢勻速提升，待混凝土灌注至樁頂后，超灌1m保證樁頭質(zhì)量[5]。

（3）混凝土澆筑過程中現(xiàn)場的施工溫度要控制在5～30℃，如現(xiàn)場溫度低于5℃，可采取保溫措施施工，如現(xiàn)場溫度高于30℃，可在混凝土拌和過程中加入適量的緩凝劑，待混凝土全部灌注完成后及時開展養(yǎng)護作業(yè)，養(yǎng)護周期為7～14d。養(yǎng)護完成后檢測混凝土的質(zhì)量，合格后方可開始下一處樁孔施工，針對超灌的樁頭需在橋梁承臺施工前鑿除，鑿除后樁頭位置要求密實無松散層。

2.8 注意事項

2.8.1 注意孔壁坍落

鉆孔灌注樁施工過程中要注意孔壁坍塌問題，造成孔壁坍塌的原因有很多，如拌制的泥漿比重過低、鉆孔護筒埋設不合理、孔內(nèi)水位高度不夠等。因此，為避免孔壁坍塌問題的發(fā)生，在施工過程中要合理控制泥漿的制備性能及孔內(nèi)水位，做好護筒埋設作業(yè)，一旦孔壁發(fā)生坍塌問題時，則應明確坍塌位置并利用砂和黏土回填至坍塌位置1～2m 以上，若坍塌情況嚴重，則全部回填重新鉆孔施工[6]。

2.8.2 注意鉆孔偏斜

鉆孔過程中要注意鉆孔偏斜的問題，造成鉆孔傾斜的原因有很多，如鉆機穩(wěn)定性差、地面承載力弱、孔下土層中含有其他雜質(zhì)等。因此，在鉆孔作業(yè)中要注意在施工前做好地基處理工作，提升地基承載力，明確地層的土質(zhì)情況，合理制定鉆進方案，鉆孔過程中要嚴格根據(jù)設計位置安裝鉆機并確保安裝后鉆機的穩(wěn)定性，一旦出現(xiàn)鉆孔傾斜問題，可提起鉆頭，反復上下掃鉆，修正傾斜的鉆孔，若傾斜問題嚴重，則利用黏土回填至傾斜位置0.5m 以上，重新鉆進作業(yè)。

2.8.3 注意埋鉆和卡鉆問題

鉆孔施工中可能出現(xiàn)卡鉆或埋鉆的問題，其中埋鉆主要發(fā)生在砂層中，鉆進速度過快可能發(fā)生埋鉆現(xiàn)象?？ㄣ@主要發(fā)生在卵石層中，此類土層硬度較大，鉆進時鉆頭容易卡在卵石層中，如施工過程中出現(xiàn)埋鉆或卡鉆問題，施工人員不得直接強行處理，先應消除鉆頭周圍泥漿而產(chǎn)生的阻力，若直接強行處理，可能導致鉆機的鉆桿折斷。待消除阻力后，施工人員可嘗試將鉆頭撈起，為保證孔內(nèi)的壓力，防止孔壁坍塌，處理過程中要保持足夠的泥漿，實現(xiàn)護壁效果。

2.9 質(zhì)量控制措施

2.9.1 控制材料質(zhì)量

（1）本工程鉆孔灌注樁中使用的材料主要為混凝土，施工中施工單位要做好材料的質(zhì)量控制工作，選用的水泥及骨料等原材料全部由項目經(jīng)理負責招標采購，選擇的供貨商需具有合格的生產(chǎn)資質(zhì)證明，生產(chǎn)的所有原材料入場前要對材料的合格證、驗收單、試驗單據(jù)、出廠證明等材料進行檢驗，確保原材料的完整性與可追溯性。

（2）進入施工現(xiàn)場的原材料要開展實驗檢測工作，檢測方式為抽樣檢測，檢測工作在實驗室中完成，由專業(yè)的檢測人員以及現(xiàn)場的專職實驗人員負責，檢測合格的原材料方可用于現(xiàn)場，入場的原材料在施工現(xiàn)場存儲時應做好材料的防潮、防雨、通風措施，不同種類的原材料不得混放，水泥材料的存放時間不宜超過3個[7]。

2.9.2 做好技術交底

為確保施工人員的專業(yè)素質(zhì)，保證工程施工質(zhì)量，在施工前要做好技術交底工作。技術交底由技術人員負責編制技術交底書，并經(jīng)總工程師批準后開展技術交底作業(yè)，交底的主要內(nèi)容包括施工中的方法、質(zhì)量要求、驗收標準、施工中的注意事項、遇到緊急情況可采取的應急措施，以及施工中的工序、細節(jié)等問題，技術交底工作后，施工人員應明確自身的工作任務與責任，熟練掌握已批復的施工方案，以此保證施工人員的施工水平。

2.9.3 控制施工安全

（1）施工過程中安全始終處于第一位，若施工安全都難以保證，則施工質(zhì)量更難控制。針對施工安全，本工程應建立詳細的安全保證制度，施工前組織施工人員開展安全生產(chǎn)教育培訓，并開展安全技術交底及安全講話，明確施工中的安全制度，同時設置專職安全員負責監(jiān)督施工，如發(fā)現(xiàn)安全問題應及時做出處理并詳細記錄，督促相關責任人及時改正。

（2）夜間施工時施工現(xiàn)場的照明條件較差，容易發(fā)生安全事故，施工單位開展夜間施工時應做好施工現(xiàn)場的照明布置工作，針對施工盲區(qū)、泥漿池、已完工的孔位等位置需設置明顯的禁入標志，避免施工人員不慎跌入。此外，針對施工中的用電，要設置標準的配電箱與移動電箱，所有的電纜架空鋪設，非電工不得隨意使用電氣設備，嚴禁施工作業(yè)區(qū)與生活區(qū)隨意搭設電線，以防止人員觸電[8]。

3 結(jié)語

公路橋梁建設中，鉆孔灌注樁作為路橋工程施工中最為常用的基礎結(jié)構之一，可以有效保證路橋的基礎穩(wěn)定性，確保橋梁的使用安全。因此，在鉆孔灌注樁施工時施工單位應根據(jù)場地情況，合理制定施工方案，施工過程中應嚴格控制施工工藝，注意避免出現(xiàn)問題，以保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。