公路橋梁鉆孔灌注樁施工工藝的控制方案研究

摘 要：公路橋梁施工的前期步驟為下部結構的施工，而樁基施工更是下部結構的基礎。以重慶三環高速公路銅梁至永川段為研究對象，通過合同圖紙提供的地質柱狀圖及當地的地質水文資料表明，本合同適宜采用旋挖成孔、水泥混凝土灌注樁施工。

關鍵詞：公路橋梁；鉆孔灌注樁；施工

1 工程概況

重慶三環高速公路銅梁至永川段位于重慶市銅梁縣、大足縣、永川區境內。重慶三環高速公路是《重慶市高速公路網規劃》（2003～2020）“三環、十射、三聯”的重要組成部分，有著環接重慶市各條對外高速公路的重要作用。整個工程段落中，橋涵比例占據較大，沿線地層均為沉積巖層，出露地層巖性以侏羅系中統沙溪廟組泥巖、砂巖為主，根據地質情況，本工程選擇采用山河智能SWDM22型鉆機進行施工。

2 鉆孔前期準備

2.1 機械設備及人員組織

鉆孔灌注樁是一項工序較多，技術要求較高，工作量較大，并需要在一個短時間內連續完成的隱蔽性工程，施工人員的技術素質與經驗及操作人員的熟練程度則是直接影響成樁質量、鉆孔事故發生率的主要因素。

2.2 資料準備

為確保復雜地形下的鉆孔質量和工期，規范和指導施工實踐，各作業點一旦進場后，首先要著手鉆孔灌注樁資料的準備，制定研究出切實可行，符合當地地形、地質特點的施工技術方案，制定該橋的施工組織設計及開工報告的準備，在試驗報驗上，首先落實砂、石、水泥、鋼材的貨源，對原材料進行試驗，根據要求試配砼配比供施工時使用。

2.3 測量放樣

主要對平面控制測量與高程控制測量。

1）施工開始前對所有的導線點、水準點進行認真細致的復測，導線點的復測采用附合導線。

2）對復測合格的導線點、水準點進行必要的加固保護措施。

3）對橋位附進行導線、水準點加密時將點位沿兩側布置。

4）對加密后的導線點聯測確定坐標。

5）水準點的加密原則上設于橋位附近安全處，并便于觀測，并進行全線聯測平差后確定點位高程。

6）對加密后的導線點設立護樁。

2.4 場地選擇

1）場地選擇在橋位附近，布置好臨時施工便道及設施，硬化場地，文明施工。

2）材料堆放要整齊，水泥下面要架空，并墊以油毛氈，上面覆蓋彩布，鋼材要架空，上面要覆蓋以防生銹。

2.5 護筒制作與埋設

護筒主要作用是鉆孔定位，導向以及保護孔口，同時隔離地面水和保持孔內水位高出地下水位，維護孔壁不致坍塌，是鉆孔灌注樁不可缺少的設備。

水中護筒的埋設采用沉壓法。

2.6 泥漿的配制與循環

泥漿的主要作用是提高靜水壓力，保護孔壁，通過泥漿的循環把鉆渣清出孔外，減少沉渣。陸上鉆孔直接于橋墩（臺）一側挖泥漿池，設置制漿池、儲漿池、沉淀池，各泥漿池間用循環槽連接。

3 成孔與清孔工藝

3.1 鉆機就位

鉆機安裝就位用吊車配合，安裝現場必須由機長負責指揮，確保安裝正確、安全。

鉆機安裝與調試：

1）由吊車（或自身）將鉆機底盤移至孔口位置，用水準儀進行測量 以調整底盤，并測量其頂面高程，做好記錄。

2）孔內放入泥漿，提升鉆頭試運轉，檢查鉆架的穩定性。

3）檢查循環系統中各個環節是否正常運行。

4）掛牌準備施工，牌上必須標明機號、樁位，地質柱狀圖及相應的有關技術指標。

3.2 鉆孔

本工程鉆孔工藝采用正循環回旋鉆孔工藝，鉆孔時，先啟動泥漿泵和轉盤，使其空轉一段時間，待泥漿輸進鉆孔中一定數量后，再開始正式鉆進。當鉆到一定深度后，按不同的土質情況，采用不同轉速和不同的鉆進速度。

3.3 清孔

在鉆孔達到設計標高后，應立即進行終孔綜合檢查并報監理工程師復檢，監理工程師簽字后即停止鉆進并進行清孔。

清孔過程中，必須保持孔內水頭，防止塌孔。

4 灌注樁的成樁工藝

4.1 鋼筋籠的制作與吊裝入孔

鋼筋籠的分段數量應盡量減少，以縮短鋼筋籠的焊接時間，鋼筋籠分段數量的多少應根據樁長和現場吊裝能力的綜合因素決定。

4.2 導管質量必須符合規范要求，導管使用前進行水密、承壓和接頭抗壓試驗。

4.3 砼灌注

復測孔底沉淀，必要時利用已接好的導管以壓縮空氣進行二次清孔，確保沉淀厚度小于圖紙設計要求。砼第一次灌入后，導管埋入深度不得小于1m。灌注開始后，應緊湊地連續地進行，嚴禁中斷。灌注結束時，樁頂實際灌注高程應高出設計高程50cm以上，以保證鑿除浮漿層后樁頭砼的質量。

4.4 成樁質量控制要求

1）孔的中心位置：任何方向偏差不大于5cm。

2）樁長：應不小于設計樁長。

3）傾斜度：不大于1/100。

4）砼質量：砼試塊試壓合格，樁體完整。

5 鉆進過程中事故的預防和處理

由于水文地質條件的影響或操作不當，會造成鉆孔事故，有些事故不但造成經濟上的損失，而且直接影響施工進度和安全，必須給予足夠的重視。

常見的鉆孔事故有坍孔、孔內漏水等，現分述如下：

5.1 坍孔

1）坍孔的征兆：鉆孔內水位突然下降，孔口常冒細密的水泡。鉆進中，鉆具接觸坍陷，就會出現長時間不進尺或進尺很慢，而鉆機負荷卻明顯增加，發生異響，甚至鉆頭被埋住而無法運轉。

2）坍落的原因

①泥漿比重不夠，護壁不可靠。

②水頭高度不夠。

③護筒埋深不夠，孔口坍塌。

④在提住鉆頭鉆進的情況下，鉆頭轉速過快或空轉時間過久。

5.2 鉆孔漏水

漏水原因

1）在透水性強的砂礫或流砂土層中，過稀的泥漿向孔壁外的漏失很大。

2）埋設護筒時，回填土夯實不夠，或埋置太淺，護筒腳漏水。

6 砼澆筑中事故的處理和預防

6.1 導管漏水

在灌注砼的過程中發生時，應立即召開現場三結合會議，查明事故原因，研究處理方法，及時進行處理。主要的事故有以下幾種：

由于組裝時未擰緊導管法蘭螺栓，致使法蘭接觸不密合；或因灌注砼時導管憋氣將接頭橡皮墊擠開；或因將提升導管的鋼絲繩系于最上面一節導管，提升時法蘭受拉，這些原因都會造成導管漏水。發現導管漏水，應及時查明原因。堵塞漏洞或更換漏水的導管節。

6.2 卡管

砼堵塞在導管內下不去叫做卡管。原因有下列幾種：

1）砼坍落度太小，流動性差，并且夾有大粒徑石料。

2）砼拌和不均勻，運輸中嚴重離析。

3）導管漏水，砼受水沖洗后，粗骨料集中在一處而卡住。

4）砼在導管中停留過久。

5）隔水栓卡在導管中，使砼下不去。

6.3 斷樁

泥漿或泥漿與水泥砂漿混合物把灌注的上下兩段砼隔開，使砼變質或截面積受損，成為斷樁。斷樁是嚴重的質量事故，不作妥善處理，樁不能使用。因此，灌注時要十分注意防止斷樁。斷樁的常見原因有以下幾種：

1）灌注時間長，表層砼失去流動性。

2）導管提升過猛。

3）測深不準。

4）當砼卡管或嚴重漏水，拔出導管處理故障后，未將已灌注的砼土徹底清除就恢復灌注也形成斷樁。

7 質量保證措施

7.1 建立健全質量管理網絡

7.2 確保質量工作的要求

1）提出質量、工期要求，從技術上、設備上、人員配置上滿足施工的要求。

2）建立施工方案審批制度，選擇合理的施工方案。

3）建立質量體制。在施工中指定專人對工序的質量負責。

4）控制原材料的質量。

5）施工前的質量控制

6）施工中的質量控制

7）工藝控制，對關鍵工藝嚴格把關。

8）工程測量控制，采用三級控制制度。

8 結論

通過上文對鉆孔灌注樁施工的詳細論述，工程質量的關鍵在于精心組織，合理安排，嚴抓質量，確保安全，只有這樣才能保證整個工程良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]《公路橋涵施工技術規范》[S] （JTG T F50-2011）

[2]傅光耀，何穎成；《混凝土結構設計規范》修訂內容的分析與理解[J]；四川建筑科學研究；2004（3）

[3]周仲其.鉆孔灌注樁施工工藝[J].山西建筑，2004，30（20）：61-62.

作者簡介

索勇（1981—），男，職稱：助理工程師、現工作單位：中交四公局，單位所在地：北京。