橋梁大直徑鉆孔樁施工技術(shù)研究

趙瑾

（撫州市公路事業(yè)發(fā)展中心南城分中心，江西 南城 344700）

0 引言

目前我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展加速，對(duì)于公路橋梁項(xiàng)目建設(shè)更加重視，施工質(zhì)量和專業(yè)水平提升比較明顯。公路橋梁項(xiàng)目建設(shè)過程中，大直徑鉆孔樁施工技術(shù)應(yīng)用非常普遍，可以有效提升公路橋梁運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，還能提升施工速度和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)綜合價(jià)值的提升，延長公路橋梁使用壽命。

1 樁基鉆孔前的準(zhǔn)備工作

1.1 鉆機(jī)選擇

在橋梁大直徑鉆孔樁施工中，不同地層條件、樁徑要求以及施工場地的限制等因素都會(huì)影響鉆機(jī)的選擇。因此，在鉆機(jī)選擇時(shí)需要考慮以下內(nèi)容：

一是需要考慮大直徑鉆孔樁的樁徑和鉆孔深度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程需要，選擇能夠滿足樁徑和鉆孔深度要求的鉆機(jī)。二是了解施工地的地質(zhì)情況和地層條件是選擇鉆機(jī)的重要依據(jù)，不同的地層條件可能需要不同類型的鉆機(jī)，例如對(duì)于堅(jiān)硬的地層，需要選擇具有較大鉆進(jìn)力和扭矩的鉆機(jī)；而對(duì)于軟弱地層，需要選擇具有較好穩(wěn)定性和控制性能的鉆機(jī)。三是考慮施工場地的限制因素，如空間限制、地形地貌、交通條件等。根據(jù)施工場地的具體情況，選擇適合的鉆機(jī)型號(hào)和尺寸，確保施工的順利進(jìn)行。四是選擇鉆機(jī)時(shí)，要綜合考慮施工效率和經(jīng)濟(jì)性。一方面，鉆機(jī)的性能要足夠高，以提高施工效率；另一方面，要合理選擇鉆機(jī)的規(guī)格和型號(hào)，避免過度投資，保證施工的經(jīng)濟(jì)性[1]。

1.2 鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)

對(duì)橋梁所處環(huán)境進(jìn)行全面勘查，分析影響現(xiàn)場施工質(zhì)量和安全的因素。按照鉆進(jìn)施工的要求進(jìn)行鉆孔平臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工，鉆孔平臺(tái)主要包括鉆孔平臺(tái)和輔助平臺(tái)兩個(gè)部分。平臺(tái)面高度在5m 左右，整個(gè)平臺(tái)使用10 根鋼管作為支撐結(jié)構(gòu)，鋼管樁之間通過焊接的方式連接。平臺(tái)一次分布梁使用的是單根或者雙拼鋼，各個(gè)梁體結(jié)構(gòu)之間距離為3m。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，加強(qiáng)對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的計(jì)算分析，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度合格，使平臺(tái)具備較高的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。對(duì)現(xiàn)場施工的材料、設(shè)備、人員進(jìn)行檢查，確保平臺(tái)能夠承受各方重量，滿足現(xiàn)場施工安全性的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 鋼護(hù)筒打設(shè)

在打設(shè)鋼護(hù)筒環(huán)節(jié)，應(yīng)確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免漏漿，具備較高的強(qiáng)度和剛度。在現(xiàn)場施工中，主墩樁基的鋼護(hù)筒直徑為300cm，鋼板厚度為10cm，為避免給原橋梁基礎(chǔ)造成負(fù)面影響，經(jīng)計(jì)算得出主墩樁基鋼護(hù)筒長度為40m，進(jìn)入黏土層深度為20m，使各個(gè)樁基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度合格，滿足現(xiàn)場施工的標(biāo)準(zhǔn)。為確保樁位的精度，需加強(qiáng)護(hù)筒埋設(shè)環(huán)節(jié)垂直度的控制，但存在水流、波浪等方面的影響，護(hù)筒埋設(shè)施工難度較高，可以使用導(dǎo)向架輔助護(hù)筒的安裝施工，增強(qiáng)護(hù)筒安裝時(shí)的控制，使其與河床間垂直度滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。按照目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，護(hù)筒平面偏移在3cm 以內(nèi)，最大傾斜度不超過5cm 即為合格。導(dǎo)向架的使用可以有效避免鋼護(hù)筒發(fā)生傾斜，保證鋼護(hù)筒安裝質(zhì)量合格，樁位精度符合標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2 橋梁大直徑樁基施工方法

2.1 前鉆勘查

在施工之前，對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行全面地質(zhì)勘查，選擇合適的鉆探點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況確定鉆探點(diǎn)的密度，通常間隔20～40m 設(shè)置一個(gè)鉆孔，使勘查作業(yè)順利進(jìn)行。獲取當(dāng)前的地質(zhì)條件，為后續(xù)的現(xiàn)場施工作業(yè)提供基礎(chǔ)。使用單個(gè)鉆孔無法掌握大直徑樁位施工地質(zhì)條件，造成現(xiàn)場施工誤差變大，影響工程的質(zhì)量和安全性。對(duì)于大直徑旋挖鉆孔，在截面范圍內(nèi)，以三角形或正方形的方式設(shè)置3～4 個(gè)超前鉆探點(diǎn)位，掌握樁位的地質(zhì)信息，滿足現(xiàn)場施工標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

2.2 樁體定位

現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)測量的過程中，工作人員提前進(jìn)行平面點(diǎn)位的測量，確保水準(zhǔn)點(diǎn)的精度合格。確定平面點(diǎn)位時(shí)，要考慮方位角及距離等因素，保證現(xiàn)場橋梁施工得到有效控制，避免產(chǎn)生質(zhì)量問題。除此之外，在水準(zhǔn)點(diǎn)布置的過程中，施工單位應(yīng)該考慮水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求，達(dá)到通視的效果，確保樁位的精確性合格，避免水準(zhǔn)點(diǎn)出現(xiàn)誤差而影響施工質(zhì)量。

2.3 護(hù)筒埋設(shè)

在施工開始前，工作人員提前掌握相關(guān)的技術(shù)資料，選擇合適的鋼護(hù)筒設(shè)計(jì)和施工方案，并且將鋼護(hù)筒埋設(shè)到規(guī)定位置上。在埋設(shè)鋼護(hù)筒環(huán)節(jié)，根據(jù)平面垂直傾角及分層刻度盤的順序進(jìn)行作業(yè)。保證鋼護(hù)筒中心的垂直度合格，防止在后續(xù)施工中鋼護(hù)筒發(fā)生傾斜而影響施工質(zhì)量。

2.4 拌制護(hù)壁泥漿

普通直徑旋挖樁使用的泥漿量相對(duì)較少，施工時(shí)只需要在樁位旁邊設(shè)置一個(gè)容積為十幾立方米小型泥漿坑，而且普通直徑旋挖樁的造漿比較方便，成本相對(duì)較低，還可以充分回收利用，通常不需要設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。大直徑旋挖樁的泥漿使用量比較大，如直徑2600mm 的旋挖樁，使用的泥漿量是直徑1200mm 旋挖樁的5 倍左右。大直徑旋挖樁現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，泥漿需求量較大，造價(jià)成本較高，需要在施工之前建設(shè)規(guī)模較大的泥漿池，或者準(zhǔn)備多個(gè)成品泥漿罐；還需配置泥漿循環(huán)處理系統(tǒng)，采取三級(jí)沉淀的處理方式，實(shí)現(xiàn)泥漿循環(huán)利用的效果。

2.5 鉆孔施工

通常情況下，滾刀鉆頭在泥質(zhì)砂巖施工中的應(yīng)用非常普遍，使用效果也非常好，各種地質(zhì)條件下都能滿足施工要求。橋梁大直徑樁基長度較大，鉆孔施工過程中一般需要使用泥漿進(jìn)行護(hù)壁，選擇合適的泥漿材料進(jìn)行優(yōu)化配比，滿足現(xiàn)場施工標(biāo)準(zhǔn)要求。大直徑樁機(jī)鉆孔過程中，泥漿含砂率在4%以上，膠體率保持95%以上，這種質(zhì)量的泥漿可以保證孔壁滿足穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，避免在鉆孔環(huán)節(jié)發(fā)生塌孔。

2.6 清孔作業(yè)

大直徑樁基現(xiàn)場清孔分兩個(gè)步驟進(jìn)行。第一次清孔，工作人員使用內(nèi)置換的方式，將孔內(nèi)殘留泥漿全部抽出，第一次清孔結(jié)束1 小時(shí)后，工作人員需進(jìn)行泥漿護(hù)壁質(zhì)量檢查，確保護(hù)壁質(zhì)量符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求?，F(xiàn)場檢測過程中，利用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行深度、傾斜度方面的檢查，防止出現(xiàn)施工偏差。第二次清孔，使用器具反循環(huán)的方式進(jìn)行，加強(qiáng)管風(fēng)壓的控制，將孔底殘?jiān)謇砀蓛?，保證施工作業(yè)順利完成[4]。

2.7 鋼筋籠制作和安裝與混凝土灌注施工

2.7.1 大直徑樁基一般使用鋼筋骨料的方式進(jìn)行材料澆筑施工，鋼筋籠的應(yīng)用可以提高樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼筋籠生產(chǎn)制造階段，選擇整根鋼筋作為主筋，并且利用焊接的方式進(jìn)行連接，達(dá)到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。單一截面上的焊接接頭數(shù)量不超過總數(shù)的一半，相鄰接頭的間隔距離在1m 以上。

鋼筋籠安裝開始之前，對(duì)鉆孔內(nèi)部進(jìn)行全面檢查，確保沒有殘留物。吊裝鋼筋籠時(shí)注意輕拿輕放，在安裝過程中及時(shí)進(jìn)行校正，防止出現(xiàn)嚴(yán)重偏差而影響樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的性能。施工人員需檢查鋼筋籠的規(guī)格和質(zhì)量，確保橋梁工程的施工效果達(dá)到要求。對(duì)鋼筋籠采取調(diào)直、除銹等處理措施，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，防止出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2.7.2 在混凝土灌注施工環(huán)節(jié)，通常使用混凝土運(yùn)輸車和混凝土泵車完成灌注作業(yè)。

第一，施工開始前進(jìn)行水密性、抗拉性的試驗(yàn)檢測，達(dá)到要求后開始施工作業(yè)；在混凝土運(yùn)輸環(huán)節(jié)，輸送導(dǎo)管保證連接緊密。

第二，混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場后，檢測均勻性、坍落度等；混凝土澆筑施工保持連續(xù)，避免因澆筑停滯而影響樁體結(jié)構(gòu)質(zhì)量；在施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)施工各項(xiàng)參數(shù)的控制，滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高要求，頂面應(yīng)超出規(guī)定標(biāo)高一部分距離，確保結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量合格；及時(shí)將多余的部分清理干凈，樁頭殘余的分散層必須全面清除掉。

第三，混凝土灌注施工中，將孔內(nèi)溢出的水和泥漿清理干凈，引流到其他位置上，避免出現(xiàn)污染問題；在澆筑工作結(jié)束后，及時(shí)拔出導(dǎo)管，保持均勻性操作，防止出現(xiàn)斷樁問題。

3 橋梁大直徑樁施工注意事項(xiàng)

3.1 材料質(zhì)量控制

在橋梁大直徑樁施工中，保證材料質(zhì)量是確保施工質(zhì)量基礎(chǔ)。鋼筋是樁基的主要承載結(jié)構(gòu)，混凝土是填充樁孔的重要材料，注漿材料用于加固樁基。因此，對(duì)這些材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制是至關(guān)重要的。

第一，鋼筋的質(zhì)量要符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在采購鋼筋時(shí)，施工單位必須選擇正規(guī)的供應(yīng)商，確保鋼筋的材質(zhì)符合要求，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。對(duì)于鋼筋的直徑、長度和彎曲程度等指標(biāo)，要進(jìn)行全面檢查，確保鋼筋的尺寸和形狀符合設(shè)計(jì)要求。此外，還需要對(duì)鋼筋的外觀進(jìn)行檢查，防止鋼筋表面出現(xiàn)銹蝕和損傷。

第二，混凝土作為填充樁孔的主要材料，其質(zhì)量直接影響樁基的穩(wěn)定性和承載能力。在選擇混凝土供應(yīng)商時(shí)，施工單位應(yīng)選取有資質(zhì)和信譽(yù)的供應(yīng)商，保證混凝土的配合比和成分符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于混凝土的強(qiáng)度、坍落度、抗?jié)B性等指標(biāo)，要進(jìn)行嚴(yán)格檢查和測試，以確?；炷恋馁|(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

第三，在選擇注漿材料時(shí)，施工單位必須選擇質(zhì)量可靠的供應(yīng)商，保證注漿材料的配比和性能符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于注漿材料的流動(dòng)性、黏度、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)，要進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保注漿效果和加固效果達(dá)到要求。

3.2 施工工藝控制

3.2.1 在進(jìn)行鉆孔作業(yè)前，施工單位必須仔細(xì)規(guī)劃鉆孔位置和深度，確保樁基的布置滿足設(shè)計(jì)要求。在鉆孔過程中，要嚴(yán)格控制鉆孔的直徑和垂直度，避免鉆孔偏離設(shè)計(jì)位置或出現(xiàn)傾斜，以確保鉆孔質(zhì)量的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。

3.2.2 在進(jìn)行灌注混凝土或注漿前，施工單位必須按照設(shè)計(jì)要求和施工方案，準(zhǔn)備好混凝土或注漿材料，并確保施工設(shè)備的運(yùn)行正常。在灌注混凝土或注漿的過程中，要嚴(yán)格控制澆筑速度和澆筑壓力，避免產(chǎn)生空隙和夾雜物。同時(shí)，要確?；炷粱蜃{在樁孔中的均勻性和致密性，以提高樁基的承載能力和穩(wěn)定性。

3.2.3 鋼筋籠作為橋梁大直徑樁的主要承載結(jié)構(gòu)，其安裝質(zhì)量直接影響樁基的穩(wěn)定性和承載能力。在鋼筋籠的安裝過程中，施工單位必須按照設(shè)計(jì)要求和施工方案進(jìn)行操作，嚴(yán)格控制鋼筋的數(shù)量、直徑和布置。同時(shí)，要確保鋼筋的連接牢固，防止出現(xiàn)鋼筋錯(cuò)位或脫落等問題，以保證鋼筋籠的質(zhì)量和可靠性。

3.3 施工現(xiàn)場管理

在橋梁大直徑樁施工中，嚴(yán)格管理施工現(xiàn)場是確保施工安全和順利進(jìn)行的重要措施。施工單位必須嚴(yán)格遵守施工現(xiàn)場管理規(guī)定，確保施工過程中的安全性。

第一，要設(shè)立專門的施工管理團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工的組織和協(xié)調(diào)。施工現(xiàn)場要?jiǎng)澏ò踩珔^(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域，確保施工人員在安全區(qū)域內(nèi)工作，嚴(yán)禁閑雜人員進(jìn)入施工現(xiàn)場。

第二，要保持施工現(xiàn)場的整潔和有序。及時(shí)清理施工現(xiàn)場的雜物和垃圾，保持道路暢通，為施工設(shè)備和車輛的通行提供便利。同時(shí)，要合理布置施工設(shè)備和材料，確保施工現(xiàn)場的秩序和安全。對(duì)于施工設(shè)備和機(jī)械，要定期檢查和維護(hù)，確保其正常運(yùn)行和安全使用。

第三，施工單位還要做好施工記錄，記錄施工過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和事件。對(duì)于施工中出現(xiàn)的問題和難點(diǎn)，要及時(shí)記錄并采取措施解決。通過施工記錄，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正施工中的問題，確保施工的連續(xù)性和順利進(jìn)行。

4 結(jié)論

此次研究探討了橋梁大直徑鉆孔樁的施工方法和技術(shù)要點(diǎn)，得出一些重要結(jié)論。

首先，橋梁大直徑鉆孔樁具有較大的承載能力和穩(wěn)定性，能夠滿足大跨度橋梁的設(shè)計(jì)要求。在施工過程中，合理選擇鉆孔機(jī)械和工藝，確定適當(dāng)?shù)臉稄胶蜆堕L，對(duì)保證施工質(zhì)量和工期具有關(guān)鍵作用。

其次，橋梁大直徑鉆孔樁施工技術(shù)的應(yīng)用可以提高橋梁的安全性和可靠性，為橋梁的長期使用提供穩(wěn)固基礎(chǔ)。通過采用合理的施工方法和嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，可以確保鉆孔樁精確定位、垂直度和承載力的要求。

最后，橋梁大直徑鉆孔樁施工技術(shù)需要重視環(huán)境保護(hù)和安全管理。在施工過程中，嚴(yán)格遵守環(huán)境保護(hù)法規(guī)，采取有效的防護(hù)措施，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。同時(shí)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理，確保施工人員的安全和施工過程的順利進(jìn)行。

綜上所述，橋梁大直徑鉆孔樁施工技術(shù)在橋梁基礎(chǔ)工程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過不斷的研究和實(shí)踐，不斷改進(jìn)這一技術(shù)，為橋梁工程的建設(shè)和發(fā)展提供有力支持。