市政路橋工程的鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

唐微

（中交一公局第九工程有限公司，廣州 510000）

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)很多市政路橋工程都存在著質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)人們的出行造成影響，為此提高市政路橋工程質(zhì)量極為重要。而運(yùn)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)可滿足路橋工程中的結(jié)構(gòu)需求，提高路橋承載能力，且使橋梁具備適應(yīng)性好、抗震性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)勢(shì)，這讓鉆孔灌注樁施工工藝越來(lái)越廣泛地被運(yùn)用到路橋工程建設(shè)中，為此應(yīng)對(duì)其進(jìn)行深入研究，明確該施工具體技術(shù)，為路橋工程建設(shè)發(fā)展提供幫助。

2 市政路橋工程的鉆孔灌注樁施工工藝分析

2.1 準(zhǔn)備工作

鉆孔灌注樁施工前，施工單位應(yīng)了解到工程項(xiàng)目所在的地質(zhì)情況、氣候狀況等，明確整個(gè)樁基礎(chǔ)工程的施工設(shè)計(jì)與具體規(guī)范，為后期各類工作的開展提供依據(jù)，避免設(shè)計(jì)不合理而引發(fā)的施工問(wèn)題。施工現(xiàn)場(chǎng)中需要全面了解到當(dāng)?shù)丨h(huán)境及區(qū)域范圍內(nèi)的管道管線等，并應(yīng)對(duì)各類地下物體及危險(xiǎn)建筑等進(jìn)行預(yù)先調(diào)查，同時(shí)還應(yīng)對(duì)樁體所在位置進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)通過(guò)測(cè)量放線工作來(lái)確保每一個(gè)樁體的位置準(zhǔn)確，如有需要?jiǎng)t提前開展混凝土配合比試驗(yàn)、泥漿適配試驗(yàn)等，避免開工后出現(xiàn)泥漿濃度不匹配問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)施工效率與質(zhì)量造成不利影響，且還需要根據(jù)工程地質(zhì)情況適當(dāng)選擇添加劑，如黏土、水等，確保泥漿與工程相匹配。

2.2 鉆機(jī)鉆進(jìn)

鉆孔灌注樁施工中，應(yīng)確保鉆機(jī)安裝的合理性。為此施工人員需要了解土層地質(zhì)情況，并根據(jù)準(zhǔn)備工作選擇正確的鉆孔方式及設(shè)備，如針對(duì)土質(zhì)較硬的區(qū)域，應(yīng)選擇沖擊性較高的工藝，確保鉆孔機(jī)的沖擊力度，而面對(duì)軟土地層時(shí)，則可采用旋挖鉆的方式，并合理甄選鉆頭，減少鉆頭損壞情況以及對(duì)周邊地質(zhì)的影響。若在施工中鉆孔工作未順利完成，就容易出現(xiàn)坍孔縮孔、孔位傾斜等情況，對(duì)后續(xù)工作造成影響，為此應(yīng)時(shí)刻注意鉆孔的垂直精度，并通過(guò)加密測(cè)量與下探鋼筋籠等方式，確保成孔效果，且還應(yīng)運(yùn)用特制泥漿，確保成孔護(hù)壁效果，并按照預(yù)先設(shè)計(jì)的標(biāo)高及成孔深度等對(duì)成孔進(jìn)行調(diào)整，若情況變化較大，則應(yīng)通知設(shè)計(jì)單位重新進(jìn)行驗(yàn)算[1]。

2.3 清理鉆孔

成孔后，鉆孔內(nèi)部往往會(huì)含有大量的泥漿，為此必須進(jìn)行清孔操作，將孔內(nèi)泥漿清除，避免內(nèi)部鉆渣與泥漿對(duì)后續(xù)施工造成不利影響。第一次清孔時(shí)應(yīng)將鉆桿提起，保持鉆桿與孔底距離50 cm 左右，并利用空壓機(jī)等設(shè)備通過(guò)正循環(huán)的方式進(jìn)行清孔，此時(shí)底部的泥漿比重應(yīng)控制在1.2 左右，含砂率應(yīng)小于8%，滿足相關(guān)要求，而第二次清孔則應(yīng)在鋼筋籠與導(dǎo)管安放以后，混凝土澆筑工藝之前，可采用導(dǎo)管進(jìn)行正循環(huán)清孔，此時(shí)底部泥漿比重應(yīng)控制在1.2 左右，而含砂率則應(yīng)小于4%，沉渣厚度不可高于100 mm，兩次清孔均需要進(jìn)行性能指標(biāo)驗(yàn)收工作，只有監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一步工作。

2.4 鋼筋籠與鋼構(gòu)立柱制作

鉆孔灌注樁施工中，第一次清孔工作完成后，應(yīng)安放鋼筋籠與鋼構(gòu)立柱。鋼筋籠的鋼筋圈應(yīng)設(shè)置在鋼筋內(nèi)部，調(diào)直主筋后應(yīng)確保同一截面的接頭數(shù)量不超過(guò)主筋數(shù)量的50%，鋼筋籠的受力面還需要捆扎鋼管與毛竹，降低受力變形情況，且應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注其位置，此時(shí)應(yīng)對(duì)鋼筋骨架型號(hào)以及相關(guān)位置標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，并檢查鋼筋籠的相關(guān)性能指標(biāo)，確保鋼筋籠制造滿足設(shè)計(jì)要求。圖1 為鋼筋籠結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 鋼筋籠結(jié)構(gòu)示意圖

鋼筋籠放入孔洞后，還應(yīng)對(duì)下部鋼筋籠進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)進(jìn)行鋼構(gòu)立柱的制作安裝，鋼構(gòu)立柱在拼接后應(yīng)采用吊車吊裝至機(jī)臺(tái)，可采用吊車配合樁基起吊，對(duì)準(zhǔn)孔樁中心部位，在鋼筋籠內(nèi)插入鋼格構(gòu)柱，并確保擱置的平穩(wěn)與牢固，使鋼構(gòu)立柱被放置后不可產(chǎn)生形變與墜落情況，可通過(guò)加裝焊吊筋與鋼管固定的方式固定立柱，提升鋼筋籠承載性能與整體工藝效果。

2.5 混凝土澆筑

進(jìn)行混凝土澆筑工作時(shí)，首先應(yīng)確?；炷恋馁|(zhì)量，著重避免澆筑施工中出現(xiàn)的各類混凝土質(zhì)量問(wèn)題，且在澆筑工作中不可進(jìn)行二次澆筑情況，避免產(chǎn)生質(zhì)量不均勻或離析等情況，讓后續(xù)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫、麻面等情況，對(duì)整個(gè)路橋施工造成影響。灌注中除非極特殊情況，其他情況均不可讓混凝土發(fā)生斷層，且若存在反漿情況，則應(yīng)及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出補(bǔ)救措施，避免出現(xiàn)沉渣或塌孔事故，完成鉆孔灌注樁施工[2]。

3 市政路橋工程的鉆孔灌注樁施工應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 護(hù)筒下沉

護(hù)筒下沉情況往往是由地質(zhì)不良影響或準(zhǔn)備工作不足所引發(fā)，為此在護(hù)筒就位前，施工人員應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行充分了解，避免設(shè)計(jì)中的地質(zhì)情況與現(xiàn)場(chǎng)存在差異，特別應(yīng)嚴(yán)格檢查場(chǎng)地松軟情況，從而確定護(hù)筒埋設(shè)深度與方式，嚴(yán)格規(guī)范施工流程。護(hù)筒搭設(shè)中，應(yīng)確保周圍土層夯實(shí)，底部應(yīng)深埋至黏土層以下，避免發(fā)生漏水，增強(qiáng)護(hù)筒的牢靠性。而在發(fā)生護(hù)筒下沉事故時(shí)，則應(yīng)采取加固措施，進(jìn)一步深埋護(hù)筒，而在冬季施工中護(hù)筒則會(huì)由于周圍土層夯實(shí)度不足而存在漏水情況，此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)防水措施，避免造成坍孔情況，并及時(shí)停止鉆機(jī)鉆進(jìn)，對(duì)護(hù)筒進(jìn)行加固，補(bǔ)救后方可重新開始鉆進(jìn)。

3.2 鉆孔傾斜

鉆孔傾斜情況一般是由于鉆機(jī)底座基礎(chǔ)缺乏穩(wěn)定性，或土層發(fā)生沉降，或是由于地質(zhì)土層中存在探頭石等不均勻地質(zhì)，還有可能是由于地質(zhì)較為復(fù)雜，地質(zhì)中軟土與硬土相互交替，而施工人員則盲目加壓力進(jìn)行鉆入，土體軟弱層傾斜。而對(duì)于鉆孔傾斜情況，則應(yīng)在施工前加強(qiáng)對(duì)鉆機(jī)底座穩(wěn)定性的檢查，且應(yīng)時(shí)刻注意地層變化情況，必要時(shí)還應(yīng)采取加固或注漿措施，均勻土體土層質(zhì)量，在發(fā)現(xiàn)傾斜情況時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，同時(shí)可在孔位偏斜處吊住鉆頭，并反復(fù)掃孔，保持孔位回正，而對(duì)于傾斜較為嚴(yán)重的孔洞則應(yīng)通過(guò)填換黏性土的方式，加強(qiáng)土體密實(shí)性，之后方可重新開始鉆進(jìn)。

3.3 坍孔縮孔

坍孔與縮孔情況是鉆進(jìn)過(guò)程中較為常見的問(wèn)題，一方面是由于地質(zhì)因素，如地層存在流沙層，另一方面是由于鉆進(jìn)過(guò)程中的水頭損失，此外，孔內(nèi)泥漿質(zhì)量不足或比重不合適等也同樣會(huì)引起這種問(wèn)題。為此，施工中應(yīng)嚴(yán)格分析地層情況，并時(shí)刻調(diào)整施工方案，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不嚴(yán)重時(shí)，可調(diào)整泥漿配置比例，重新向孔內(nèi)拋灑黏土，而如果問(wèn)題較為嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，避免鉆機(jī)傾覆造成其他問(wèn)題，同時(shí)應(yīng)確定坍孔位置范圍，可用小沙粒進(jìn)行回填，并在發(fā)生問(wèn)題部位進(jìn)行反復(fù)掃孔，及時(shí)進(jìn)行混凝土灌注工作，避免發(fā)生二次坍孔縮孔情況，同時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊鉆頭，再繼續(xù)進(jìn)行施工[3]。

3.4 斷樁

斷樁問(wèn)題一般是混凝土凝固后不連續(xù)，斷層受到了沖洗液影響，或土體間存在疏松地質(zhì)而引發(fā)斷樁。有時(shí)還會(huì)受到地下水位活動(dòng)的影響等，沖洗液浸潤(rùn)混凝土?xí)r間較長(zhǎng)，混凝土內(nèi)部水灰比增大，進(jìn)而導(dǎo)致樁身中段的混凝土不凝固，而為了避免這種情況，應(yīng)提前做好防水排水措施，實(shí)現(xiàn)可用套管進(jìn)行處理，在止水后方可進(jìn)行混凝土灌注，同時(shí)還應(yīng)運(yùn)用綁扎水泥隔水塞等，避免發(fā)生斷裂情況，確保導(dǎo)管的密實(shí)性。此外，在混凝土澆筑中，還會(huì)由于導(dǎo)管拔起過(guò)多，露出的混凝土面積較大，或是停電等原因，混凝土澆筑中夾渣，出現(xiàn)樁身斷裂的情況，為此混凝土在澆筑中，一定應(yīng)確保連續(xù)作業(yè)，且應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高與導(dǎo)管深埋情況，確保導(dǎo)管提升的準(zhǔn)確性，最大限度降低斷樁的可能性。

4 市政路橋施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用

4.1 工程概況

以中山市政路橋?yàn)槔?，該工程施工區(qū)域土體較為平坦，沿線河流較多，可采用矩形、空心形狀的實(shí)體墩作為橋墩，而鉆孔灌注樁施工的應(yīng)用中，可設(shè)立摩擦樁，并根據(jù)工程情況，可設(shè)立2 m、1.5 m、1.25 m、1 m 等直徑，樁長(zhǎng)普遍設(shè)定為7～60 m。根據(jù)該工程要求，樁基礎(chǔ)應(yīng)通過(guò)沖擊鉆機(jī)成孔，并配合旋挖鉆與回旋鉆進(jìn)行輔助鉆孔，而在工程岸邊區(qū)域可采用筑島與編織袋圍堰的方式，還應(yīng)選用性能較高的泥漿進(jìn)行護(hù)壁，而鋼筋與混凝土等原材料在入場(chǎng)前也應(yīng)做好質(zhì)量檢測(cè)，鋼筋籠可在現(xiàn)場(chǎng)制作與加工，再采用特殊板車運(yùn)輸鋼筋籠，還可以利用起重機(jī)等機(jī)械進(jìn)行吊裝，最后采用導(dǎo)管法進(jìn)行灌注施工。

4.2 鉆孔灌注樁實(shí)際施工

該工程中需要按照成孔、護(hù)壁、清孔、安裝鋼筋籠、成樁這一步驟進(jìn)行施工。首先，成孔中需要施工人員使用全站儀對(duì)樁位進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定后在鉆機(jī)安裝時(shí)需要在鉆機(jī)底部進(jìn)行墊平處理，有效避免鉆機(jī)出現(xiàn)沉陷情況，再檢查鉆頭是否對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)，此時(shí)應(yīng)將誤差控制在1 cm 以內(nèi)，并詳細(xì)記錄鉆進(jìn)情況，鉆進(jìn)斜度應(yīng)控制在1/150 樁長(zhǎng)內(nèi)，且應(yīng)按照正循環(huán)的方式，同時(shí)記錄好孔位、孔徑、孔深等指標(biāo)，方便后續(xù)調(diào)整。

其次，在護(hù)壁環(huán)節(jié)中，施工人員應(yīng)將泥漿密度控制在1.1 g/cm3內(nèi)，黏度控制在20 s 左右，泥漿pH 應(yīng)控制在7.03 左右，同時(shí)應(yīng)選擇由水、黏土、添加劑等組成的泥漿，并將含砂率控制在4%以內(nèi)，造漿能力應(yīng)控制在2.5 L/kg 以上，塑性指數(shù)應(yīng)控制在19%左右，同時(shí)在鉆孔完成后的清孔工作中，應(yīng)將鉆孔偏差進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)在反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔結(jié)束后，應(yīng)停止鉆進(jìn)，并將鉆頭提起，在距離孔底部15 cm 位置進(jìn)行空轉(zhuǎn)，確保能夠正常循環(huán)，待孔內(nèi)沉淀層厚度達(dá)到30 cm 以下時(shí)停止清孔。

最后，應(yīng)進(jìn)行鋼筋籠安裝與混凝土澆筑成樁這一工藝。安裝前應(yīng)對(duì)焊接鋼筋籠進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保鋼筋籠性能后方可使用，且還應(yīng)對(duì)鋼筋籠的保護(hù)層進(jìn)行進(jìn)一步檢查，確保其厚度達(dá)到5 cm 以上，避免出現(xiàn)鋼筋籠松散的情況?；炷翝仓袘?yīng)嚴(yán)格遵循混凝土材料拌制、澆筑、檢測(cè)的順序進(jìn)行施工，施工各部門應(yīng)協(xié)同配合，嚴(yán)格控制混凝土的配料，不可將過(guò)大塊狀物直接投入攪拌設(shè)備中，必要時(shí)可用清水沖洗，對(duì)砂礫進(jìn)行篩選，確保混凝土密實(shí)度，減少離析情況的發(fā)生，特別是在機(jī)械攪拌與澆筑中，應(yīng)計(jì)算好拱肋的混凝土承載量，避免混凝土發(fā)生脫水或離析的情況，此時(shí)應(yīng)將水灰比控制在0.55 左右，含砂率應(yīng)控制在0.42 左右，坍落度應(yīng)控制在20 cm 左右，擴(kuò)散度應(yīng)控制在36 cm 左右，確?；炷临|(zhì)量完全符合施工標(biāo)準(zhǔn)。澆筑中應(yīng)將混凝土從導(dǎo)管擠出，并設(shè)置隔水栓，在導(dǎo)管首次深埋后，技術(shù)人員還應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行標(biāo)高檢測(cè)，并標(biāo)注頂標(biāo)高50 cm位置，再對(duì)多余部分進(jìn)行鑿除，確保整體混凝土施工質(zhì)量[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，市政路橋施工中運(yùn)用鉆孔灌注樁工藝可避免出現(xiàn)路橋結(jié)構(gòu)不完整、承載性能不足等問(wèn)題，在工藝運(yùn)用中應(yīng)提前做好施工環(huán)境檢測(cè)，并按照一定順序進(jìn)行施工，嚴(yán)格做好鉆機(jī)鉆進(jìn)、清理鉆孔、鋼筋籠與鋼構(gòu)立柱制作、混凝土澆筑等工藝，避免出現(xiàn)護(hù)筒下沉、鉆孔傾斜、談孔縮孔、斷樁等問(wèn)題，全面提升施工質(zhì)量及施工效果。