高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術(shù)分析

摘要 文章重點(diǎn)研究了高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術(shù)的核心要點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)踐。通過對(duì)施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致剖析，揭示了施工中遇到的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，提出了針對(duì)性的優(yōu)化策略，進(jìn)一步驗(yàn)證了鉆孔灌注施工技術(shù)的實(shí)用性。該技術(shù)能夠有效提升橋梁樁基的承載能力和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，可為同類型高速公路的橋梁施工提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 高速公路；樁基鉆孔；樁基灌注

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）05-0052-03

0 引言

高速公路橋梁作為現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系交通的安全與暢通。鉆孔灌注施工技術(shù)作為樁基施工中的一種重要方法，因其施工效率高、承載力強(qiáng)、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì)，在高速公路橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。該文將對(duì)高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術(shù)進(jìn)行深入分析，以期為同類施工提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 工程概況

工程區(qū)段基本沿金沙江左岸布置，中、高山坡麓展布，局部跨越?jīng)_溝，溝深達(dá)百余米，屬高山峽谷地貌區(qū)。按初步設(shè)計(jì)，該標(biāo)段全長(zhǎng)7.39 km。該標(biāo)段起止樁號(hào)K125+300～K132+690位于金陽(yáng)縣內(nèi)，包含伊莫洛隧道2/3、伊莫洛隧道排煙斜井、窩子溝隧道1/2、向陽(yáng)花大橋、窩子溝改溝中橋，該標(biāo)段控制性工程為伊莫洛隧道、窩子溝隧道。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 測(cè)量放樣

采用全站儀準(zhǔn)確施放施工平臺(tái)的填挖線。根據(jù)樁基施工所需施工平臺(tái)尺寸、原地面高程、開挖坡比，推算出填、開挖寬度。測(cè)量人員采用全站儀放出填、開挖線角樁。再根據(jù)角樁處的實(shí)際高程，計(jì)算出準(zhǔn)確的填、開挖寬度，并用滑石粉灑出填、開挖邊線。

2.2 護(hù)筒及其埋設(shè)

護(hù)筒埋設(shè)過程需靈活調(diào)整，其中挖孔埋設(shè)法是一種常用且有效的方法。在預(yù)定的樁位處挖掘一個(gè)圍坑，外徑應(yīng)比護(hù)筒的外徑大出80～100 mm。

3 沖孔施工

3.1 鉆機(jī)安裝

沖擊鉆機(jī)安裝示意圖見圖1所示：

鉆頭中心、鉆架頂部的起重滑輪外槽緣、樁基設(shè)計(jì)位置中心在同一條豎直線上，鉆機(jī)鉆架頂部的起重滑輪外槽緣的鉛垂線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位中心，其偏差不大于2 cm。

3.2 泥漿制作與沖孔

在膠體率試驗(yàn)中，當(dāng)有水析出且泥漿和析出水之間的分界面較明顯時(shí)，可能是由于某種陽(yáng)離子造成凝集，原因可能是水質(zhì)不好或分散劑起凝集劑的作用。若泥漿和析出水之間的分界線不太明顯，且越是上面清水越多時(shí)，原因可能是膨潤(rùn)土量較少或分散劑的摻加量較多。如果在泥漿的穩(wěn)定性試驗(yàn)中比重出現(xiàn)較大差別，就需增加膨潤(rùn)土的摻加量。泥漿30 min的失水量應(yīng)在20 ml以內(nèi)，同時(shí)泥皮厚度應(yīng)小于3 mm。當(dāng)失水量較多時(shí)，需增加PAC的摻加量；泥皮較厚且軟弱時(shí)，需增加分散劑和PAC的摻加量。

在泥漿的排放處理沖擊過程中，采用泥漿泵抽漿至孔底，以形成循環(huán)泥漿系統(tǒng)浮渣到孔外，然后撈渣，以此反復(fù)循環(huán)作業(yè)。撈渣時(shí)，應(yīng)注意隨時(shí)加入補(bǔ)足孔內(nèi)泥漿液面，以保持水頭壓力，防止由于孔內(nèi)壓力低于孔外壓力而造成坍孔事故。

3.3 沖擊鉆孔

在初始鉆進(jìn)階段，應(yīng)采取輕壓、慢速鉆進(jìn)，并控制泵量，使鉆頭逐漸適應(yīng)地層情況。隨著鉆進(jìn)的深入，可以逐漸加大轉(zhuǎn)速和鉆壓，以達(dá)到正常的鉆進(jìn)狀態(tài)。進(jìn)尺的快慢需要根據(jù)土質(zhì)情況進(jìn)行控制。對(duì)于黏性土及含砂率小的泥巖，采用中等轉(zhuǎn)速稀泥漿鉆進(jìn)，以提高鉆進(jìn)效率。對(duì)于砂性土及含砂率高的地層，采用低轉(zhuǎn)慢速、大泵量、稠泥漿鉆進(jìn)，以增強(qiáng)孔壁的穩(wěn)定性。泥漿的比重應(yīng)調(diào)整在1.15～1.25之間，具體數(shù)值需要根據(jù)孔位的土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整。泥漿的黏度、含砂量等也需要定期檢查，如果發(fā)現(xiàn)泥漿性能發(fā)生變化或孔內(nèi)出現(xiàn)異常情況（如孔壁坍塌、鉆頭脫落等），應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，查明原因并采取相應(yīng)的處理措施。沖孔示意圖見圖2所示：

4 成孔清理及檢測(cè)

在清孔方法上，換漿法是一種常用的清孔方式。通過不斷置換孔內(nèi)的泥漿，將鉆渣和沉淀物排出孔外，從而達(dá)到清孔的目的。在清孔過程中，需要嚴(yán)格控制泥漿的性能指標(biāo)，如泥漿比重、含砂率和黏度等。根據(jù)提供的信息，孔內(nèi)排出或抽出的泥漿應(yīng)滿足手摸無顆粒感的要求，泥漿比重在1.03～1.1之間，含砂率小于2%，黏度在17～20 s之間。

清孔過程分為兩次進(jìn)行。第一次清孔在鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行，其主要目的是清除大部分鉆渣和沉淀物，為后續(xù)工作創(chuàng)造良好條件。在第一次清孔滿足規(guī)范要求后，下放鋼筋籠。第二次清孔則在鋼筋籠和導(dǎo)管安裝完成后進(jìn)行。在澆筑水下混凝土前，應(yīng)確?？椎椎某猎穸炔淮笥?00 mm。

孔底沉渣測(cè)量：孔底沉渣采用自制測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量工具分為兩套，工具A為3根直徑為20 mm的鋼筋焊接成一根鋼棒，一端連接測(cè)繩，另一端連接鋼針；工具B為3根直徑為12 mm的鋼筋與一厚度為8 mm的圓環(huán)鋼板構(gòu)成圓錐。成孔后先使用A工具測(cè)量得到測(cè)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)1，清孔完成后使用B工具測(cè)量得到測(cè)繩長(zhǎng)L2，兩者的差值即為沉淀厚度[1]。

5 鋼筋籠制作與安裝

主筋在鋼筋加工場(chǎng)完成加工絲口后，在鋼筋場(chǎng)進(jìn)行制作。鋼筋籠采用加勁筋成形法制作。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度為9 m一節(jié)，根據(jù)設(shè)計(jì)鋼筋籠長(zhǎng)度劃分節(jié)段，并分節(jié)制作。

制作時(shí)，先在弧形模具上施放兩根縱向主筋，然后按圖紙間距分出加強(qiáng)鋼筋環(huán)的位置并點(diǎn)焊，再在加強(qiáng)鋼筋環(huán)上準(zhǔn)確分出縱向主筋間距，并對(duì)稱點(diǎn)焊好縱向鋼筋，當(dāng)縱向鋼筋全部按規(guī)定完成點(diǎn)焊后，按圖紙間距在其上分出箍筋位置，纏繞全部箍筋并點(diǎn)焊成籠。

在第一節(jié)鋼筋籠吊放完成后，在起吊第二節(jié)籠至孔口的過程中，需要鋼筋籠吊直扶穩(wěn)，采用人工拉繩配合吊裝，使上下節(jié)做好標(biāo)記的主筋中心對(duì)準(zhǔn)，然后緩慢下放，避免搖晃碰撞孔壁和強(qiáng)行入孔。當(dāng)兩節(jié)鋼筋籠連接完成后，取出支撐鋼棒，繼續(xù)下放鋼筋籠，以進(jìn)行下一節(jié)鋼筋籠的吊裝，如此循環(huán)操作。鋼筋籠入孔接長(zhǎng)通常采用螺紋套筒連接，這種連接方式既牢固又可靠。

鋼筋籠入孔后，進(jìn)行牢固定位，注意鋼筋籠的方向和內(nèi)外側(cè)，并采取鋼管叉等措施防止在灌注水下混凝土過程中下落或上浮。入孔定位標(biāo)高允許誤差為±5 cm，同時(shí)需要懸空其下部。鋼筋籠上口應(yīng)和樁中心對(duì)準(zhǔn)并固定，允許誤差為±3 cm，可在上口外圈焊定位筋支撐在護(hù)筒壁上。

鋼筋籠和鋼護(hù)筒之間的連接可以通過焊接或扣板方式進(jìn)行連接。焊接連接需要將兩者端口對(duì)接，通過焊接設(shè)備進(jìn)行連焊，保證焊縫密度均勻、強(qiáng)度好且無裂縫。而扣板連接則是在鋼筋籠內(nèi)墻上焊一個(gè)扣板，鋼護(hù)筒端口處有一個(gè)對(duì)應(yīng)的折邊，將折邊插入鋼筋籠內(nèi)的扣板中，并壓緊固定。

6 灌注混凝土

灌注導(dǎo)管使用Φ258 mm快速接頭灌注鋼導(dǎo)管。根據(jù)樁孔的實(shí)際長(zhǎng)度，計(jì)算并確定導(dǎo)管的拼裝長(zhǎng)度。在吊裝過程中，導(dǎo)管應(yīng)嚴(yán)格位于井孔中央，并在灌注前進(jìn)行升降試驗(yàn)，以驗(yàn)證其穩(wěn)定性和可靠性。導(dǎo)管吊放完成后，繼續(xù)輸入密度較低的泥漿，采用泵吸反循環(huán)法進(jìn)行清孔作業(yè)，直至孔內(nèi)條件滿足灌注要求。在清孔過程中，應(yīng)密切關(guān)注泥漿的性能變化，確?？變?nèi)清潔無雜質(zhì)。灌注作業(yè)時(shí)應(yīng)連續(xù)和穩(wěn)定。在灌注過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制單樁混凝土的灌注時(shí)間，一般不超過6 h，防止頂層混凝土流動(dòng)性喪失，導(dǎo)致頂升困難和質(zhì)量問題?；炷恋膶?shí)際澆灌量應(yīng)不小于計(jì)算值，將充盈系數(shù)控制在1.1～1.2以內(nèi)。設(shè)置隔水球并剪斷吊繩，使混凝土迅速下落至孔底并裹住導(dǎo)管。導(dǎo)管底部至孔底應(yīng)保留一定空間，通常為0.25～0.4 m，以便于混凝土的順利流動(dòng)和灌注。

由于混凝土量大且攪拌時(shí)間長(zhǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象和流動(dòng)性變差等問題。在灌注過程中，若導(dǎo)管中出現(xiàn)混凝土堵塞或漏斗內(nèi)仍有混凝土殘留，應(yīng)增加設(shè)備的起重能力，迅速向漏斗加入混凝土，并適當(dāng)提升或晃動(dòng)導(dǎo)管，確?；炷另樌禄量椎住Ｔ诤罄m(xù)灌注過程中，邊提升導(dǎo)管邊拆除上一節(jié)導(dǎo)管，使混凝土始終處于流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)導(dǎo)管底埋置深度達(dá)到3 m左右或混凝土無法繼續(xù)下落時(shí)，應(yīng)及時(shí)提升導(dǎo)管。埋管深度應(yīng)控制在2～6 m之間，每次提管拆管長(zhǎng)度不得超過6 m，拆管后的埋管深度不得小于2 m。導(dǎo)管下口在混凝土內(nèi)的埋置深度宜控制在2～6 m，導(dǎo)管應(yīng)勤拆，一次提拆應(yīng)不超過6 m[2]。

在混凝土灌注的后期階段，由于孔內(nèi)壓力可能逐漸減小導(dǎo)致上部混凝土的密實(shí)度不如下部。為了提高上部混凝土的密實(shí)度，可以稍微提起漏斗，以增加混凝土在灌注過程中的落差，提高上部混凝土的密實(shí)度。當(dāng)灌注即將完成時(shí)，注意控制拔管的速度。緩慢拔出導(dǎo)管可以使混凝土面口逐漸閉合，防止過快拔出而導(dǎo)致泥漿混入，影響混凝土質(zhì)量。如果泥漿混入混凝土中，可能會(huì)降低其強(qiáng)度和耐久性，甚至影響整個(gè)樁基的承載能力和穩(wěn)定性。

在混凝土灌注完成后，樁基的澆筑高度應(yīng)超過設(shè)計(jì)高程約1.0 m。仔細(xì)鑿除超出設(shè)計(jì)高程的部分，露出清潔且密實(shí)的混凝土表面，以便與承臺(tái)相接。在鑿除過程中，必須格外小心，以免破壞樁身，影響其整體結(jié)構(gòu)和使用壽命[3]。

7 質(zhì)量控制

高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工是一項(xiàng)復(fù)雜而精細(xì)的工程，其質(zhì)量控制貫穿于施工的全過程。為確保施工安全與工程質(zhì)量，需從多個(gè)方面入手，實(shí)施全面質(zhì)量控制與精細(xì)施工要點(diǎn)。

7.1 施工準(zhǔn)備階段

施工準(zhǔn)備是確保工程質(zhì)量的前提。在此階段，需詳細(xì)審閱設(shè)計(jì)圖紙，了解地質(zhì)與水文條件，以制定科學(xué)合理的施工方案。同時(shí)，需對(duì)進(jìn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢修與保養(yǎng)，確保設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)。此外，還需清理施工場(chǎng)地，挖設(shè)泥漿池，并埋設(shè)符合規(guī)范要求的護(hù)筒[4]。

7.2 鉆孔作業(yè)精細(xì)化管理

鉆孔作業(yè)是樁基施工的核心環(huán)節(jié)。在此過程中，需確保鉆機(jī)平穩(wěn)就位，鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位后方可開鉆。在鉆進(jìn)過程中，需根據(jù)土層變化適時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)速度與泥漿性能，保持鉆孔的垂直度與孔徑。同時(shí)，應(yīng)做好施工記錄，為后續(xù)分析提供依據(jù)。

7.3 清孔與鋼筋籠安裝的精準(zhǔn)控制

清孔作業(yè)需徹底清除孔底沉渣，保證孔底干凈、無雜物。在清孔完成后，需對(duì)孔徑、孔深及垂直度進(jìn)行再次檢查，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行鋼筋籠的安裝。鋼筋籠的制作與吊放需嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求，確保搭接長(zhǎng)度、焊縫質(zhì)量及保護(hù)層厚度均達(dá)標(biāo)。在安裝過程中，需避免鋼筋籠碰撞孔壁，保持順直且固定牢固。

7.4 混凝土灌注的嚴(yán)格把控

混凝土灌注是成樁的關(guān)鍵步驟。在此階段，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量與灌注工藝。混凝土應(yīng)具有良好的和易性，坍落度控制在適宜范圍內(nèi)。在灌注過程中，應(yīng)保證導(dǎo)管埋深在合理范圍內(nèi)，避免導(dǎo)管提出混凝土面而導(dǎo)致斷樁?？刂乒嘧⑺俣龋貏e是在混凝土接近鋼筋籠底部時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放慢速度以減少混凝土上升的沖擊力。灌注完成后，應(yīng)確保樁頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)樁頂高出一定高度，保證混凝土強(qiáng)度且不夾泥[5]。

7.5 預(yù)防質(zhì)量事故與持續(xù)改進(jìn)

在施工過程中，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，如坍孔、鉆孔偏斜、鋼筋籠上浮等，并提前制定預(yù)防措施。建立完善的質(zhì)量管理體系，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)，確保工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。針對(duì)施工中出現(xiàn)的問題與不足，應(yīng)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，持續(xù)改進(jìn)施工方法，提升工藝水平。

8 結(jié)論

鉆孔灌注施工技術(shù)以其獨(dú)特的施工優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用范圍，在橋梁樁基施工中發(fā)揮著不可替代的作用。在施工過程中，嚴(yán)格控制鉆孔精度、確保灌注質(zhì)量、加強(qiáng)施工監(jiān)控等關(guān)鍵要點(diǎn)，能夠有效提高橋梁樁基的承載力和穩(wěn)定性。同時(shí)，不斷優(yōu)化施工工藝、提升施工效率，也是推動(dòng)該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。綜上所述，高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術(shù)是一種成熟、可靠的施工方法，對(duì)于保障橋梁安全、提高工程建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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