橋梁工程建設(shè)中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

文／徐國生 北京逸群工程咨詢有限公司 北京 100176

引言：

探究橋梁工程建設(shè)中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，需明確工程的基本情況以及施工要求，做好系列準(zhǔn)備工作，安排好人員、設(shè)備設(shè)施、選擇的施工工藝等，其后再設(shè)計(jì)基本的施工方案，明確各個(gè)階段施工人員的基本施工任務(wù)，如此方可確保各個(gè)階段的施工工序環(huán)環(huán)相扣，不會(huì)因人員因素、設(shè)備因素而降低施工質(zhì)量，維護(hù)橋梁工程建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)。

1、工程概況

以國內(nèi)某橋梁工程為例，探究橋梁工程建設(shè)中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。該項(xiàng)工程包括以下部分：拼寬橋、匝道橋梁等。按照橋梁施工基本要求，基礎(chǔ)部分引入鉆孔灌注樁，而橋梁結(jié)構(gòu)包括花瓶板式、圓形柱式兩種，通過鋼筋混凝土施工，再搭建肋板式橋臺(tái)，設(shè)置U 型橋臺(tái)，以此來滿足各個(gè)階段的施工要求。

2、鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

鉆孔灌注樁技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：其一，具備更強(qiáng)的抗震能力，且整個(gè)施工過程產(chǎn)生的噪音較小，不會(huì)對周邊的環(huán)境、民眾產(chǎn)生較大的負(fù)面影響；其二，利用鉆孔灌注樁技術(shù)搭建而成的灌注樁有著更大的直徑，承載力更強(qiáng)，不但利于施工人員在其上完成各項(xiàng)施工操作，還能保證橋梁工程在后續(xù)使用過程中滿足各種使用途徑所需；其三，與橋梁工程建設(shè)施工契合程度較高，實(shí)用、高效，大大節(jié)約了工期，能迅速投入使用；其四，鉆孔灌注樁施工質(zhì)量高，依托該項(xiàng)技術(shù)建造而成的橋梁工程，能夠減少后續(xù)的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，這對其長遠(yuǎn)發(fā)展來說有著積極的意義。

3、橋梁工程建設(shè)中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用策略

從以下數(shù)點(diǎn)展開細(xì)致的分析：

3.1 做好施工準(zhǔn)備

（1）安排好自卸汽車、挖掘機(jī)、吊車、對焊機(jī)、鉆機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的進(jìn)場順序，確保其配套完整、性能完好、滿足各個(gè)階段的施工所需；需安排專人對重要設(shè)備加以看管，在設(shè)備申領(lǐng)→使用→維護(hù)保養(yǎng)方面形成管理閉環(huán)，確保其始終處于使用與備用狀態(tài)。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行“三通一平”的現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)，并挖掘出儲(chǔ)水罐、沉淀池、泥漿池；為響應(yīng)國家號(hào)召，文明施工，應(yīng)將各個(gè)階段產(chǎn)生的泥漿運(yùn)送到指定位置并進(jìn)行集中處理，避免其污染現(xiàn)場施工環(huán)境。

（3）本次工程建設(shè)所選擇的灌注樁樁徑較小，故而各個(gè)導(dǎo)管間以絲扣來加以連接；為保證導(dǎo)管使用性能，在進(jìn)場前需對其展開水密承壓試驗(yàn)，試驗(yàn)水壓控制在0.6MPa 與1MPa 之間，該項(xiàng)試驗(yàn)易受到各種外界因素影響，故而可進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，以得到最精確的結(jié)果。

（4）針對不同樁徑，明確其第一次灌注混凝土的時(shí)間、數(shù)量，搭配以混凝土漏斗，且需保證第一次灌注混凝土的數(shù)量在導(dǎo)管埋入混凝土面層下大約1m 位置[1]。

（5）在正式展開施工之前，對各個(gè)樁位編號(hào)，并將編號(hào)呈遞與工程監(jiān)理，使其能夠按照監(jiān)理標(biāo)準(zhǔn)來對這些樁位進(jìn)行統(tǒng)一使用與管理。

3.2 場地處理

（1）施工測量。在進(jìn)行便道施工前，聯(lián)系測量單位對工程施工場地的地形地貌標(biāo)高加以測量，將得到的測量數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)管理庫，為其后的施工便道建設(shè)標(biāo)高控制提供依據(jù)。

（2）施工工藝。施工工藝包括兩部分內(nèi)容：其一，便道修筑。在橋梁工程的便道修筑前，可先用推土機(jī)將原有地表含有的各種雜物清除干凈，厚度大約20cm，在其上層鋪一層細(xì)石渣，碾壓密實(shí)，最后再加鋪一層細(xì)礫碎石土，碾壓一遍，其后在施工進(jìn)程中應(yīng)隨時(shí)維護(hù)，確保交通順暢；其二，在灌注樁施工場地回填整平。

3.3 測量放線

（1）陸上樁。針對樁位平面圖，展開業(yè)內(nèi)計(jì)算、復(fù)核，通過50cm 鋼尺與全站儀來完成系列的放樁工作，定位樁選擇的是10×10×50cm 的木樁，頂部再以鋼釘加以控制，在各個(gè)樁位上撒上白石灰以提醒施工人員，避免在后續(xù)施工時(shí)擠扁定位樁；在施工進(jìn)程中，于定位樁2m 外布置4 個(gè)“十”字形引樁，引樁盡量布置在不易碰到的位置；在護(hù)筒坑挖掘前，需技術(shù)人員根據(jù)引樁來確定樁位位置，保證無誤之后再埋設(shè)護(hù)筒，在埋設(shè)好護(hù)筒之后，結(jié)合引樁將定位樁恢復(fù)，完成測量復(fù)核之后，樁機(jī)復(fù)位[2]。

（2）水中樁。進(jìn)行水中灌注樁施工時(shí)，以圍堰或者搭設(shè)閉水鋼板樁的形式，將水下樁位作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)殛懮献鳂I(yè)，再按照以上方式推進(jìn)施工即可。

3.4 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒以大約6mm 厚的鋼板制成，直徑比樁徑寬20cm，并在護(hù)筒上部開出一個(gè)溢漿口；護(hù)筒埋設(shè)方法選擇的是挖坑埋設(shè)法，深度為4m，在護(hù)筒四周與底部需按層次夯填粘質(zhì)土；且在埋設(shè)時(shí)應(yīng)結(jié)合到施工現(xiàn)場的水文因素與地質(zhì)，必要時(shí)可適當(dāng)調(diào)整護(hù)筒高度，使其始終保持在超出地面0.3m 的高度；最后還需在埋好護(hù)筒之后，以水準(zhǔn)儀測量護(hù)筒頂部位置標(biāo)高，以標(biāo)高來計(jì)算鉆孔深度。需注意的是，檢查護(hù)筒埋設(shè)位置是否準(zhǔn)確，需檢查護(hù)筒內(nèi)中心線是否與樁位中心線保持重合，重合代表其滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，否則需重新校驗(yàn)；還需保證豎直線傾斜度在1%之內(nèi)，平面誤差不超過50mm[3]。

3.5 鉆機(jī)對位

鉆機(jī)需汽吊抬運(yùn)搭配以技術(shù)人員人工微調(diào)，具體的對位步驟如下所示：

（1）將鉆機(jī)安裝在鉆孔一側(cè)，在安裝時(shí)注意避免將鉆機(jī)支撐墊木壓在孔口鋼護(hù)筒壁上；選擇合適的鉆孔事故處理機(jī)具與配套設(shè)備、配套鉆頭等，直接連通供水、供電輔助設(shè)施。

（2）在鉆機(jī)調(diào)整時(shí)，應(yīng)保證在使用鉆機(jī)起吊滑輪組時(shí)，調(diào)整護(hù)筒中心、樁孔中心、鉆頭中心處于一條鉛垂直線上，穩(wěn)定好扒桿纜風(fēng)繩與鉆機(jī)，確保鉆機(jī)穩(wěn)定牢固；并需在鉆機(jī)使用前檢查其有無故障問題。

3.6 泥漿制備

在施工前需提前制備足夠量的泥漿，在制備時(shí)選擇CMC、堿、膨潤土等原材料；按照以下指標(biāo)來控制泥漿制備過程：pH≥6.5、泥皮厚＜6mm/1h，失水率＜40ml/h、膠體率95%、含砂率＜4%、黏度控制在16-28s、相對密度控制在1.1-1.3；在鉆孔前需保持均勻的攪拌速度攪拌泥漿，使其處于均勻狀態(tài)；需定期對泥漿進(jìn)行抽樣檢測，針對其中達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的泥漿應(yīng)在調(diào)配合格之后置換，確保其滿足使用所需[4]。

3.7 泥漿護(hù)壁

因在橋梁工程建設(shè)中可能會(huì)遇到碎石土等特殊地貌，在該種地質(zhì)環(huán)境中施工時(shí)，必須采用泥漿護(hù)壁來保證鉆孔效率。重視以下要點(diǎn)：

（1）要保證樁基工程質(zhì)量，需順利完成孔作業(yè)，要求從工程實(shí)際地質(zhì)情況出發(fā)，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)選擇泥漿循環(huán)方式以提升排渣效率。

（2）明確沖擊成孔工藝參數(shù)，具體參數(shù)值如下所示：其一，針對護(hù)筒刃角下方2m 距離之內(nèi)，控制小沖程在1m 以內(nèi)，泥漿比控制在1.25-1.5g/cm3之內(nèi)，針對軟弱層，需投入一定量的小片石與泥塊；其二，針對塌孔回填層、軟弱土層，利用小沖程持續(xù)沖擊，加黏土塊夾小片石，泥漿比控制在1.3-1.5g/cm3之內(nèi)；其三，針對中粗砂層、粉砂層，利用中沖程2-3m，泥漿比控制在1.2-1.5g/cm3之內(nèi)，加入適量黏土塊，還需不斷掏出其中夾雜的渣；其四，針對卵石層、砂礫，利用中沖程2-4m，泥漿比控制在1.2-1.3g/cm3之內(nèi)，也需掏其中的渣；針對碎塊狀風(fēng)化巖、沙土狀風(fēng)化巖化巖，利用中沖程，并不斷掏出其中的渣。

（3）鉆孔作業(yè)整體有著較大的工程量，故而選擇分班連續(xù)作業(yè)的形式來確保整個(gè)工程推進(jìn)的連續(xù)性，若是中斷時(shí)間超過2h，需時(shí)刻關(guān)注巖土層的具體變化情況，采取連續(xù)取樣的方式來掌握施工區(qū)域地質(zhì)的整體變化規(guī)律，做好數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析，再與地勘資料進(jìn)行對比分析，以便做出合理的應(yīng)對策略；其次，需針對各個(gè)巖樣編號(hào)，若是其有特殊需求應(yīng)密封處理；在鉆孔時(shí)還需強(qiáng)化監(jiān)測作業(yè)，一般情況下間隔頻率為每2h 監(jiān)測一次，若是孔位出現(xiàn)偏差應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整。

3.8 鉆孔施工

（1）按照施工現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整孔內(nèi)水位，護(hù)筒底部超出的部分至少需達(dá)到0.5m；在鉆進(jìn)過程中需控制好鉆頭速度、鉆孔方向，保持勻速鉆進(jìn)、垂直向下，避免出現(xiàn)速度突變，在持續(xù)鉆進(jìn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生土渣，應(yīng)直接運(yùn)送到指定地點(diǎn)存放。

（2）定好鉆孔順序。為避免出現(xiàn)鉆孔問題，應(yīng)保證鉆機(jī)連續(xù)鉆孔距離不超過4D（D 指的是樁徑），鉆機(jī)可以選擇兩個(gè)承臺(tái)管注樁交叉施工，確保同一承臺(tái)灌注樁施工時(shí)間間隔標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）選擇鉆孔方法。以螺旋機(jī)來完成后續(xù)的灌注樁成孔施工，而針對一部分因地質(zhì)問題而導(dǎo)致鉆機(jī)難以寸進(jìn)的情況，可輔以沖擊鉆施工；鉆機(jī)在因鉆頭排渣、提鉆頭排土等因素而停止鉆進(jìn)時(shí)，必須保證鉆孔內(nèi)具有一定量的水，泥漿黏度與相對密度也需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；在故障停鉆或者鉆孔內(nèi)出現(xiàn)事故時(shí)，應(yīng)及時(shí)將鉆頭提出孔外[5]。

（4）在鉆孔時(shí)，可能會(huì)因鉆頭傾斜、鉆進(jìn)速度不穩(wěn)定等因素造成孔內(nèi)坍塌，針對該種情況，要求先根據(jù)地面沉陷、開裂嚴(yán)重程度來預(yù)估孔內(nèi)坍塌嚴(yán)重程度，再結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙與地面地質(zhì)資料，分析造成坍塌的主要原因，若是坍塌屬于意外情況且不嚴(yán)重，可選擇增加泥漿比重，再進(jìn)行多次掃壁，在孔壁保護(hù)層逐漸趨于穩(wěn)定之后再安排繼續(xù)鉆進(jìn)，如果坍塌是因地質(zhì)問題且情況嚴(yán)重，需安排回填重鉆；如果出現(xiàn)流沙問題，需適當(dāng)增加泥漿比重，選擇增加孔內(nèi)壓力，抑或者用泥土制作為泥磚、大泥塊投下，如此可依靠鉆斗的持續(xù)擠壓堵填來構(gòu)建穩(wěn)定護(hù)壁；若是灣孔情況不嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行鉆機(jī)鉆桿適當(dāng)調(diào)整，在重復(fù)數(shù)次的修孔之后再安排鉆進(jìn)工作，若是灣孔情況嚴(yán)重，在回填到正常高程之后再安排鉆進(jìn)；在出現(xiàn)縮孔問題時(shí)，選擇增加泥漿不會(huì)總、提升孔內(nèi)泥漿面，并實(shí)施上下反復(fù)掃孔，以此來恢復(fù)孔徑。

3.9 驗(yàn)孔

在灌注樁成孔之后，需以驗(yàn)孔器來檢驗(yàn)各個(gè)孔的孔深、孔徑與孔斜，保證成孔滿足施工標(biāo)準(zhǔn)與建設(shè)規(guī)范，針對不滿足標(biāo)準(zhǔn)的需采取補(bǔ)救措施，若是受損嚴(yán)重的成孔，需及時(shí)舍棄，重新鉆孔，其后經(jīng)監(jiān)理人員驗(yàn)收之后再進(jìn)入下一道工序。

3.10 清孔

（1）在滿足孔深基本要求時(shí)需盡快清孔，如此可清理干凈孔底鉆渣，避免孔底出現(xiàn)沉淀問題，并盡最大可能提升鉆孔樁承載力；在清孔時(shí)可選擇引入泵吸反循環(huán)系統(tǒng)，必要時(shí)抬高鉆頭，讓其可與孔底保持大約13cm 的距離，檢測各個(gè)階段排出砂漿的含砂率，對比分析其與換入砂漿的含砂率，在兩者值接近時(shí)立即停止[6]。

（2）在吸砂換漿時(shí)，必須持續(xù)不斷地向其中灌入新鮮的泥漿，讓孔內(nèi)水位一直保持在穩(wěn)定水平，避免塌孔；在結(jié)束清孔作業(yè)后，需檢查各個(gè)位置的沉渣厚度，在其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后展開后續(xù)施工操作。

3.11 制作與安裝鋼筋籠

（1）按照鉆孔灌注樁施工方案搭建鋼筋棚，制作現(xiàn)場施工需要的鋼筋骨架，其后再轉(zhuǎn)移到施工位置；保證主筋間距偏差維持在±20mm 之內(nèi)，螺旋筋間距偏差不超過20mm。

（2）為進(jìn)一步提升鋼筋骨架的整體穩(wěn)定性，可加設(shè)保護(hù)層，在骨架外側(cè)以焊接的手段來加設(shè)“耳朵”裝置；再在骨架外側(cè)設(shè)置墊板，以此來控制好保護(hù)層的厚度，按照實(shí)際施工標(biāo)準(zhǔn)來說，墊塊規(guī)格暫定φ13.4×6cm；細(xì)致檢查樁內(nèi)各條主筋直徑，若是其大于25mm，應(yīng)采用“一級(jí)”機(jī)械連接方式，并輔以破壞實(shí)驗(yàn)，保證其滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。

（3）鋼筋焊接之后，需檢查好各個(gè)焊接位置的焊接質(zhì)量，為便于整個(gè)樁基檢測的便利性，可在鋼筋骨架適宜位置裝設(shè)聲測管，再結(jié)合樁徑D 值確定最終的數(shù)量，若是D 小于1.5m，可選擇3 根聲測管，若是超過1.5m，需選擇4 根聲測管[7]。

（4）鋼筋籠安裝采用的是整體吊裝的方式，但是在起吊、倒運(yùn)時(shí)可能會(huì)因擠壓變形，必要時(shí)需對加勁箍予以加強(qiáng)，若是已經(jīng)變形，需立即停止吊運(yùn)工作，重新安排鋼筋籠。

3.12 混凝土澆筑

（1）利用導(dǎo)管來完成后續(xù)的澆筑作業(yè)，在澆筑時(shí)需注意以下要點(diǎn)：其一，應(yīng)用導(dǎo)管法，需保證導(dǎo)管的所有階段密閉性能良好，切忌出現(xiàn)漏水等問題，在試拼、試壓時(shí)應(yīng)保證各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，方可展開施工；其二，在施工時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)好試壓力，保證壓力值始終是在孔底靜水水壓的1.5 倍；導(dǎo)管內(nèi)壁在使用前應(yīng)清理干凈內(nèi)部的異物，保證足夠光滑，規(guī)格是內(nèi)徑30cm，保證各個(gè)導(dǎo)管之間連接的緊密性，并在該位置裝設(shè)防松脫裝置，為后續(xù)的混凝土灌注提供良好的基礎(chǔ)；其三，在拼裝時(shí)需進(jìn)行水密性試驗(yàn)：首先往導(dǎo)管內(nèi)部注水，直至灌注到導(dǎo)管整體容量的70%，封閉導(dǎo)管兩端，通過焊接的方式連接輸風(fēng)管接頭，確保其達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）儲(chǔ)料斗、探測錘。在進(jìn)行灌注施工時(shí)，儲(chǔ)料斗、探測錘是必不可少的施工設(shè)備，用于首批混凝土存儲(chǔ)，并為后續(xù)各個(gè)階段的施工作業(yè)提供各項(xiàng)施工材料；按照施工所需明確容量值，制作漏斗、儲(chǔ)料斗，保證設(shè)備輔助性能的基礎(chǔ)上將其固定在導(dǎo)管頂端，后續(xù)需調(diào)整好儲(chǔ)料斗的擺放位置，使其在工作平臺(tái)的適宜位置；工作平臺(tái)可選擇木支架，布置在孔口周邊位置[8]。

（3）灌注施工。灌注施工質(zhì)量直接影響著鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用效果，因此要求在灌注施工前進(jìn)行必要的樁徑實(shí)驗(yàn)，并遵循以下施工原則：其一，在灌注之前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，借助不斷向孔內(nèi)射水來翻動(dòng)孔內(nèi)的沉淀物，持續(xù)時(shí)間保持在3-5min 之內(nèi)；其二，在灌注過程中，盡量避免中途停止，若是必須停止，也需保證時(shí)間不超過30min；其三，在灌注作業(yè)時(shí)應(yīng)直接調(diào)整好導(dǎo)管埋設(shè)深度，保持在2-6m 最為最佳；其四，在灌注過程中，鋼筋骨架可能會(huì)出現(xiàn)上浮，需采取對應(yīng)的應(yīng)對措施；其五，明確灌注樁頂標(biāo)高，并在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上再次增加0.5-1m；其六，若是選擇全護(hù)筒灌注的方式，應(yīng)將護(hù)筒底部埋設(shè)在混凝土中，埋設(shè)深度需超過1.5m。

結(jié)語：

綜述，文章就橋梁工程建設(shè)中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了論述與分析，強(qiáng)調(diào)了其重要性與必要性，建議施工管理人員給與其足夠的重視，結(jié)合橋梁工程的基本情況與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，引入鉆孔灌注樁施工技術(shù)，確保所有的施工人員能夠按照具體的施工標(biāo)準(zhǔn)來展開對應(yīng)的施工操作，必要時(shí)還需根據(jù)工程建設(shè)中的突發(fā)情況來調(diào)整施工方案、制定應(yīng)對措施，以此來提升施工效率與質(zhì)量。