預(yù)應(yīng)力箱梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

摘要 文章依托204國道響水繞城段改擴建工程一帆河大橋工程，系統(tǒng)分析了鉆孔灌注樁施工的主要步驟，包括施工準(zhǔn)備、鉆孔平臺搭設(shè)、鋼護筒制作及埋設(shè)、泥漿配制及性能控制、成孔工藝、鋼筋籠制作與安裝以及混凝土灌注等，為了確保施工質(zhì)量，對其施工質(zhì)量控制提出了相應(yīng)的要求，結(jié)果表明：通過合理安排施工工序，按照施工技術(shù)要求，做好施工工藝控制和質(zhì)量檢測，可以有效提高樁基的承載力和耐久性，為類似工程提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 預(yù)應(yīng)力箱梁；鉆孔灌注樁；施工工藝；施工質(zhì)量

中圖分類號 U445 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）04-0058-03

0 引言

預(yù)應(yīng)力箱梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中的應(yīng)用日益廣泛。隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，橋梁工程面臨更高的承載力和耐久性要求，而鉆孔灌注樁作為橋梁基礎(chǔ)的重要組成部分，其施工質(zhì)量直接影響橋梁的整體性能和使用壽命[1-3]。該文以204國道響水繞城段改擴建工程一帆河大橋為例，系統(tǒng)總結(jié)了預(yù)應(yīng)力箱梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)，研究成果對提高橋梁工程的施工質(zhì)量和技術(shù)水平具有重要意義。

1 工程概況

以204國道響水繞城段改擴建工程一帆河大橋為例，該橋全長1 200 m，采用雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)，橋面寬度為

24 m，主跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計荷載等級為公路-I級，設(shè)計使用壽命為100年。橋梁下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，采用C30水下混凝土施工技術(shù)。該橋所處地質(zhì)條件復(fù)雜，主要地質(zhì)類型為黏土、粉砂及細(xì)砂層，部分區(qū)域存在軟弱土層，地基承載力較低，橋址區(qū)域地下水豐富，水位埋深為1.5～3 m。

2 鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝包括施工準(zhǔn)備、鉆孔平臺搭設(shè)、鋼護筒制作及埋設(shè)、泥漿配制及性能控制、成孔工藝、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注等步驟，具體見圖1。

2.1 施工準(zhǔn)備

在鉆孔灌注樁施工過程中，首先進行場地平整與壓實，清理施工場地，移除障礙物和松散土壤，然后使用重型壓實設(shè)備對場地進行壓實，達(dá)到地基承載力和穩(wěn)定性要求。根據(jù)工程地質(zhì)情況和成孔要求，選擇適當(dāng)型號的鉆機，以保證成孔質(zhì)量和施工效率。在鉆機安裝過程中，需要保證鉆機底座的平穩(wěn)和鉆架的垂直，對鉆桿、鉆頭安裝進行檢查，測試泥漿系統(tǒng)的運行，確保無漏泥、漏水現(xiàn)象。

2.2 鉆孔平臺搭設(shè)

根據(jù)施工現(xiàn)場的地形和地質(zhì)條件，采用鋼管樁架設(shè)施工平臺。首先，使用鋼管樁作為支撐樁，根據(jù)設(shè)計要求和施工現(xiàn)場水深，確定鋼管樁的長度和間距。鋼管樁的打設(shè)需使用沖擊錘，將其沉入河床或湖底的堅實土層中，確保樁基的穩(wěn)定性。然后在鋼管樁頂部鋪設(shè)鋼梁，形成平臺基本骨架。平臺搭設(shè)過程中，考慮排水和安全防護措施。平臺搭設(shè)完成后，對平臺的水平度、穩(wěn)固性和承載能力進行檢測，確保其滿足鉆孔灌注樁施工的要求[4]。

2.3 鋼護筒制作及埋設(shè)

陸上護筒采用5 mm厚鋼板制作，直徑比鉆孔樁直徑大20 cm，護筒長2.0 m，水中墩護筒采用5 mm厚鋼板制作，直徑比鉆孔樁直徑大40 cm，護筒長2.5 m。卷制好的鋼筒需進行雙面焊接，焊縫應(yīng)連續(xù)、均勻，焊接質(zhì)量需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保無漏焊、虛焊和氣孔現(xiàn)象。為提高鋼護筒的剛度和抗變形能力，在護筒外側(cè)加焊環(huán)形加勁肋。

陸上護筒采用挖孔法埋設(shè)，水中墩采用打入法埋設(shè)。在護筒埋設(shè)過程中，還需注意以下幾點：（1）護筒埋設(shè)前需檢查焊縫質(zhì)量和筒體完整性，確保無滲漏和變形；（2）下沉過程中應(yīng)保持護筒內(nèi)外壓力平衡，防止護筒變形和孔壁塌陷；（3）護筒埋設(shè)完成后，需及時進行孔內(nèi)泥漿循環(huán)，保持孔內(nèi)泥漿液面高于地下水位，以維持孔壁的穩(wěn)定性。

2.4 鉆孔樁定位

根據(jù)復(fù)測過的導(dǎo)線點，用全站儀直接定出各復(fù)核過的鉆孔樁中心，再放出十字護樁，并在護樁上測出其水平標(biāo)高[5]。水中墩施工采用打入木樁，然后在木樁頂用P43鋼軌做縱橫梁，滿鋪4 cm厚木板形成施工平臺。每根樁鉆孔前，對墩臺面的標(biāo)高進行測量復(fù)核，經(jīng)監(jiān)理工程師核對無誤后作為標(biāo)高控制點，以控制孔底標(biāo)高、鋼筋籠頂標(biāo)高、樁頂標(biāo)高。

2.5 鉆孔及成孔檢查

采用全站儀進行放樣，標(biāo)定出每個樁孔的中心點位置，對每個樁位的標(biāo)高進行復(fù)核。根據(jù)工程地質(zhì)條件和樁徑要求，軟土層和中等硬度的地層采用正循環(huán)鉆機，硬質(zhì)地層或含有卵石的地層選用反循環(huán)鉆機。鉆孔過程中，需控制鉆進速度和鉆壓，特別是在易塌陷地層，應(yīng)保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和黏度，定時進行泥漿性能檢測和調(diào)整。

在鉆孔過程中，需確保鉆機設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和鉆頭的完好無損，防止因設(shè)備故障導(dǎo)致的孔壁坍塌或偏孔現(xiàn)象。實時監(jiān)測鉆孔過程中的泥漿液面和孔內(nèi)情況，通過適時調(diào)整鉆進參數(shù)和泥漿性能，確?？妆诜€(wěn)定和鉆孔質(zhì)量。鉆孔記錄應(yīng)詳細(xì)準(zhǔn)確，記錄每層地質(zhì)變化和鉆進深度，鉆孔過程質(zhì)量控制參數(shù)見表2。

成孔完成后，進行孔徑和孔深檢查。清孔過程采用抽渣筒清孔，反復(fù)多次進行，直至孔底沉渣厚度和泥漿性能達(dá)到規(guī)范要求。清孔結(jié)束后，進行孔內(nèi)泥漿性能的最終檢測，確保其比重、黏度等指標(biāo)滿足灌注混凝土的要求。

2.6 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠在陸上加工車間制作，單節(jié)鋼筋籠長度為

12 m。加工好的鋼筋籠要求分節(jié)、分類掛牌編號，鋼筋籠每節(jié)端頭用鋼筋箍加強，內(nèi)環(huán)加強圈處鋼筋加焊“米”字形支撐。根據(jù)前場需要，鋼筋籠通過平地車運至現(xiàn)場。鋼筋加工車間集中加工。鋼筋加工采用彎曲機自動彎箍系統(tǒng)，總共投入鋼筋加工設(shè)備8臺套。樁基聲測管在鋼筋籠加工時同槽安裝，接頭采用焊接并適當(dāng)與鋼筋接頭錯層。灌注樁最長樁長為70 m，鋼筋籠總重最大為25 t。鋼筋籠加工制作成型后，施工現(xiàn)場采用50 t汽吊、安裝下放至孔內(nèi)，避免碰撞孔壁。為了保證鋼筋籠在孔內(nèi)的準(zhǔn)確定位，可在籠體外側(cè)設(shè)置鋼筋耳環(huán)或定位塊，確保保護層厚度符合設(shè)計要求。鋼筋籠制作與安裝技術(shù)要求見表3。

2.7 混凝土灌注工藝

在進行樁基混凝土配合比設(shè)計時，混凝土應(yīng)具有良好的和易性和自密實性能，并適當(dāng)延長混凝土的初凝時間[6]。泵送過程需使用高壓混凝土泵，確保混凝土連續(xù)、均勻地輸送至樁孔內(nèi)。泵送過程中應(yīng)避免停頓，防止混凝土離析和堵管。導(dǎo)管采用Φ250 mm×7 mm無縫鋼管制成，快速螺紋接頭，使用前必須做水密及接頭抗拉試驗?；炷翆?dǎo)管下完后，若沉渣厚度不滿足設(shè)計要求時，在導(dǎo)管內(nèi)下風(fēng)管進行二次清孔。灌注前，導(dǎo)管需下放至孔底，導(dǎo)管底端距孔底約30 cm。灌注過程中，需保持導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不小于2 m，以防止導(dǎo)管被混凝土拉出水面而導(dǎo)致混凝土中斷?；炷翝仓に嚵鞒倘鐖D2所示。

混凝土在拌和站集中拌和。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，同時考慮環(huán)保因素，混凝土在澆筑至設(shè)計頂標(biāo)高上1 m處放入吸漿泵管進行浮漿吸除，此時混凝土澆筑繼續(xù)進行，使鋼管樁內(nèi)泥漿和混凝土浮漿由吸漿管吸除。

3 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點

鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制主要包括泥漿的配制、鉆孔過程中的測量控制和混凝土施工中的質(zhì)量控制。

3.1 泥漿的配制及性能指標(biāo)

泥漿性能的控制主要通過調(diào)整其物理和化學(xué)指標(biāo)來實現(xiàn)，關(guān)鍵性能指標(biāo)包括比重、黏度、膠體率和含砂率，具體指標(biāo)見表4。

為了優(yōu)化泥漿性能，應(yīng)根據(jù)施工過程中遇到的地質(zhì)變化和施工條件實時調(diào)整配方。在軟土層和砂層中，增加泥漿的黏度和比重以提高護壁效果；在硬質(zhì)巖層中，降低泥漿黏度以提高鉆進效率。定期監(jiān)測泥漿的各項性能指標(biāo)，及時補充水和黏土，保持泥漿的穩(wěn)定性和適用性。

3.2 鉆孔過程中的質(zhì)量控制

鉆孔過程中，實時監(jiān)測鉆孔深度和垂直度，使用測斜儀或激光測距儀等設(shè)備進行精確測量。成孔后，對孔徑、孔深和孔壁質(zhì)量進行全面檢查，確保符合設(shè)計要求。如發(fā)現(xiàn)孔偏、孔斜等問題，需及時采取糾正措施，如回填再鉆或調(diào)整鉆機參數(shù)，鉆孔灌注樁質(zhì)量檢查項目具體見表5。

3.3 混凝土施工中的質(zhì)量控制

混凝土施工中的質(zhì)量控制主要體現(xiàn)在拌和、泵送和灌注三個環(huán)節(jié)。拌和過程中，需嚴(yán)格控制配合比和攪拌時間，確?；炷辆鶆蛞恢?，混凝土最短連續(xù)攪拌時間要求見表6。泵送過程中，需保持泵送壓力和速度的穩(wěn)定，防止離析和堵管現(xiàn)象。灌注過程中，需控制導(dǎo)管埋深和灌注速度，確?；炷吝B續(xù)密實。每次灌注的混凝土量和時間需詳細(xì)記錄，防止過量或不足，確保樁體的整體性和強度，混凝土澆筑時的坍落度見表7。

4 結(jié)語

綜上，該文結(jié)合具體工程實例，系統(tǒng)研究了預(yù)應(yīng)力箱梁鉆孔灌注樁的施工技術(shù)，詳細(xì)分析了施工準(zhǔn)備、鉆孔平臺搭設(shè)、鋼護筒制作及埋設(shè)、泥漿配制及性能控制、成孔工藝、鋼筋籠制作與安裝以及混凝土灌注等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過嚴(yán)格的施工工藝控制和質(zhì)量檢測，有效保證了樁基的成孔質(zhì)量和整體穩(wěn)定性，提高了工程的承載力和耐久性。

參考文獻

[1]寧伯偉.瀘州河?xùn)|長江大橋總體設(shè)計[J].橋梁建設(shè)， 2022（4）：110-116.

[2]尚慶果，何明輝，王青云.廣佛肇高速公路北江大橋施工關(guān)鍵技術(shù)[J].世界橋梁， 2023（5）：34-40.

[3]閆曉新.徐凹菱形立交橋設(shè)計與施工技術(shù)要點研究[J].交通世界， 2023（8）：159-161，164.

[4]逯宗典.采用高阻尼支座的PHC管樁橋梁抗震性能分析[J].結(jié)構(gòu)工程師， 2021（3）：58-62.

[5]王寅峰，胡軍，方黎君，等.武漢青山長江公路大橋主橋施工方案[J].橋梁建設(shè)， 2020（Z1）：112-118.

[6]彭浩.新建西十高鐵漢江特大橋邊跨支架設(shè)計與施工[J].建筑技術(shù)開發(fā)， 2024（2）：108-110.

收稿日期：2024-08-14

作者簡介：胡園園（1981—），女，本科，工程師，研究方向：道路和橋隧工程。