淺談橋梁樁基施工技術及質量控制措施

劉伶利

摘 要：文章結合樂昌至廣州高速公路樁基施工，對樁基施工技術進行了闡述，提出樁基施工質量控制優化及問題處理措施。

關鍵詞：高速公路；樁基施工；質量控制；措施

1 工程概況

樂昌至廣州高速公路是京港澳高速公路粵境段復線，走向大致與京港澳高速公路平行。本項目的建設，將進一步加強粵北地區與珠三角地區的經濟聯系，不僅是完善廣東省南北高速公路網的需要，同時對緩解京港澳高速公路粵北段的交通壓力，加快武廣高鐵和京廣鐵路人貨集散有重大意義，并能大幅度提升南北大通道的抵抗自然災害的能力。本工程T23合同段位于英德市連江口鎮，起點樁號K185+100，終點樁號K199+830，路線全長14.73km。本項目主線采用雙向六車道高速公路標準，設計速度120km/h、路基寬度34.5m。本工程橋梁樁基共有4種樁徑，分別為：φ1.2m、φ1.5m、φ1.8m、φ2.0m，采用鉆孔灌注樁及人工挖孔樁，陡坡上沖樁機很難就位，影響進度；小塘大橋、下步村大橋、鯉魚沙大橋、連江大橋、高洲浦大橋、樹壩大橋等跨飛來峽庫區，按水中樁基施工，需采用圍堰、鋼便橋等施工措施搭設平臺后方能施工，成本投入大。

2 樁基施工

2.1 施工方法

2.1.1 水中樁基施工

利用鉆孔平臺沉放鋼護筒，且固定鋼護筒。利用沖擊鉆機鉆進成孔，鉆進過程泥漿護壁。汽車吊或50t履帶吊吊放鋼筋籠，導管法水下灌注混凝土成樁。

2.1.2 灘地樁基施工

場地平整，埋設孔口護筒，選用沖擊鉆機鉆進成孔，鉆進過程泥漿護壁。汽車吊吊放鋼筋籠，導管法水下灌注混凝土成樁。

2.2 施工工藝

本工程主橋樁基分為水中樁和陸地樁，施工工藝略有不同。

水中墩鉆孔灌注樁施工中首先搭設水上作業平臺，利用振動錘振設鋼護筒，選用沖擊鉆機泥漿護壁正循環鉆進成孔；鋼筋籠在陸地加工場分段制作完成后運至水上作業平臺，利用履帶吊或汽車吊安放鋼筋籠，孔口對接接長，用定位鋼筋控制標高；灌注前利用導管氣舉反循環二次清孔；導管法水下混凝土澆灌成樁。陸地樁施工時首先對場地進行平整，然后根據測放的樁位點埋設孔口護筒，選用沖擊鉆機泥漿護壁正循環鉆進成孔，鋼筋籠在加工場分段制作完成后運至施工墩臺，利用汽車吊安放鋼筋籠，孔口對接接長，用定位鋼筋控制標高；灌注前利用導管氣舉反循環法二次清孔；導管法水下混凝土澆灌成樁的施工工藝。

2.3 施工平臺要求

平臺尺寸應能滿足鉆孔設備的布置、操作、移動和混凝土澆筑的要求。平臺頂標高確定應考慮施工期水位、潮位、波浪和鉆孔工藝等因素。本工程平臺頂標高確定為+22.30m。平臺應有足夠的穩定性，應能承受施工設備、材料和人員的荷載，并能承受水流力、波浪力、風力和施工船舶系靠力等荷載。要能承受80t履帶吊行走和8m3混凝土罐車行駛到各孔口。平臺結構應考慮裝拆方便和成樁后下一步工序的施工，且具有安全生產設施，并設立航行警示標志。

2.4 鋼護筒施工

護筒的作用：控制樁位中心、導正鉆具；防止孔口失穩孔壁坍塌、防止漏漿；隔離鉆孔內外的水力聯系；固定鋼筋籠等。鋼護筒施工步驟如下：

（1）水上鋼護筒施工步驟：導向架安裝定位→首節護筒入導向架→測量校核→首節護筒振動下沉→測量校核→第二節接長、焊縫檢驗→第二次振動下沉→移走導向架→繼續振動下沉到位→防護措施。

（2）陸地鋼護筒施工步驟：平整場地→測放樁位→挖比護筒直徑大0.5m、深約1.7m的引孔→吊起鋼護筒插入孔內→校正鋼護筒平面位置→固定鋼護筒→護筒周圍回填黏性土振搗密實。

2.5 沖擊鉆進成孔

正常沖擊鉆進時，開孔前先往護筒內灌入泥漿（或填入黏土），開始低錘（小沖程）密擊，沖程控制在0.4～0.6m，當地層較為松散時，可往孔內加入黏土使孔壁擠密。當沖擊鉆頭底距鋼護筒底0.5～1.0m時，必須向孔內投入1.5m3片石和黏土混合體（比例為1∶1），然后小沖程沖孔，控制成孔進尺，當沖至護筒底口附近時，再向孔內投入1.5m3片石和黏土混合體（比例為1∶1），然后小沖程反復沖孔造壁，防止因護筒底口孔壁不穩固發生滲漏和坍塌故障。當鉆出鋼護筒底（入巖初期），須放慢成孔進尺速度，待巖面平整后再正常成孔。直至沖至護筒底口以下3～5m后，可加大沖程并轉入正常速度鉆進。沖孔時可邊沖擊邊用正循環排渣，也可采用間歇式排渣方式，每沖擊1～2m必須循環排渣，以提高鉆進效率。

2.6 混凝土灌注

2.6.1 下放導管

（1）施工過程利用專用灌注架下放導管及二次清孔。導管可使用φ300mm的無縫鋼管加工制作，壁厚要大于4mm，導管接頭采用粗螺紋連接，使用前導管需進行水密承壓和接頭抗拉試驗。進行水密試驗的水壓不宜小于1.0MPa。

（2）根據孔深配備所需導管，導管底節長度為4～6m，下放導管時應準確測量每節導管長度及安裝順序，并認真做好記錄。導管連接時，接頭部位應清洗干凈，密封圈應清潔無損傷，并涂抹黃油。導管應擰緊上牢，防止灌注過程出現事故。

（3）導管在吊放入孔時，應保持位置居中，防止導管撞壞鋼筋籠。并在每根導管連接前檢查防水膠墊是否完好，有無老化現象，保證連接部位的密封性。導管下至底口距孔底30～50cm時即可停止，并在孔口用夾板固定，進行二次清孔。

2.6.2 二次清孔

導管下放完畢，重新測量孔深及孔底沉渣厚度，如孔底沉渣厚度超過要求，則應進行二次清孔，直至孔底沉渣厚度達到要求。

（1）氣舉反循環二次清孔

氣舉反循環二次清孔是在鋼筋籠和灌注導管安放完畢后，利用灌注導管通過氣舉反循環進行清孔，其原理為：壓縮空氣通過供氣管路送至導管內，在導管內形成密度小于泥漿的氣液混合體，并在導管內外密度差和不斷壓氣的聯合作用下，空氣、泥漿和巖屑三相混合流沿導管內孔上升，噴向地面沉淀池，空氣飄散、鉆渣沉淀、泥漿流回孔內，形成氣舉反循環。

利用氣舉法清孔時，首先將直徑50mm的風管下入導管內，風管的長度不宜小于30m，風管上部通過專用接頭與空壓機的氣管相接，并將專用接頭與導管連接。二次清孔時，先將導管提起一定高度（根據孔底沉淀厚度確定），然后開啟空壓機供氣，氣舉反循環正常后，邊循環邊緩慢下放導管，直至導管下放至孔底，反循環排出的泥漿中含砂量滿足要求，孔底沉渣清除干凈時為止。

（2）正循環二次清孔

對于大直徑的鉆孔樁，可利用兩臺3PNL泥漿泵正循環二次清孔。

2.6.3 水下混凝土灌注

混凝土灌注采用導管法，使用聚苯乙烯泡沫板隔水，利用吊車提升導管灌注混凝土。灌注過程應按以下程序進行操作。

（1）安裝集料斗：二次清孔完畢后，在導管頂端安裝初灌料斗，以便混凝土罐車卸料。

（2）放置泡沫隔水塞：利用聚苯乙烯泡沫板制作隔水塞，隔水塞直徑比導管內徑小約5cm，將隔水塞放置在導管內，使其漂浮在泥漿面上，并用鋼板封住初灌斗底口。

（3）混凝土初灌：初灌時，首先利用10m3的混凝土罐車直接往初灌斗內進行卸料，當混凝土灌滿初灌斗后，換用另一輛裝滿10m3的混凝土罐車使其卸料斗對準初灌斗。拔掉隔水板，使首批混凝土一起壓住隔水球迅速落下，然后從罐車往初灌斗內快速卸料，直至罐車中的混凝土全部灌入孔內。此時孔口迅速返出大量或泥漿，表明隔水球和混凝土順利到達孔底并上升，首批混凝土灌完即轉入連續灌注。

（4）混凝土面上升高度測量：混凝土面測量以測錘多點測量為準，同時用混凝土灌注量計算值進行復核，如二者誤差較大時應找出誤差原因，排除影響混凝土灌注的因素，再繼續進行灌注。用測錘測量時應在鉆孔內四周多點測量，并取測點中的低點作為拆除導管的依據，如有意外情況時應增加測點數。由于測量時主要由測量人員手感確定，所以在拆除導管前由質檢員進行復核，確認無誤后才能拆除導管，測量時間間隔不大于20min，每次測量都要進行記錄。

（5）導管的拆除：根據施工規范要求及施工經驗，拆除導管由埋管深度和混凝土埋管時間來決定，混凝土的埋管深度宜控制在2～4m之間。導管拆除時應對導管進行記錄，與下導管時的原記錄進行復核，確保導管拆除無誤，導管拆除后要及時清洗，以備下次再用。

（6）混凝土灌注標高的確定：混凝土的實際灌注標高要高于設計標高0.8～1.0m，以保證樁頂部位混凝土強度。在灌注將近結束時，應核對混凝土的灌入數量，以確定所測混凝土的灌注標高是否正確。

（7）在混凝土的灌注過程中，隨時對混凝土的和易性、坍落度進行檢測，確保混凝土的質量。灌注過程中由記錄員做好灌注記錄，同時應組織好人力、物力，確保連續灌注，不得中間停頓。水下灌注應在最短時間內完成，本工程混凝土灌注時間不應超過8h。

3 施工重難點及應對措施

（1）多處覆蓋層主要為礫礫和卵石層，鋼護筒振沉難度大，底口易于變形應對措施：制定合理的鋼護筒振沉方案，鋼護筒加工時底口和頂口應包箍進行加強，嚴格控制鋼護筒在礫砂和卵石層的貫入度，必要時引孔后進行二次振沉。

（2）多處覆蓋層較薄，鉆孔灌注樁施工時護筒底口易串通漏漿應對措施：鉆孔灌注樁施工時嚴格控制孔內泥漿面高度，避免泥漿面過高導致護筒底口外地層壓翻而漏漿。

（3）鉆孔灌注樁設計為嵌巖樁，要求孔底沉渣厚度小，清孔難度大應對措施：嚴格控制泥漿性能參數、氣舉反循環二次清孔、直螺紋連接鋼筋籠、首批混凝土控制及沉渣檢測。

4 結語

總之，橋梁樁基施工質量控制至關重要，在解決施工中存在的問題時，要根據實際施工現場情況來選取施工工藝和相關技術，對各個環節嚴格把關，從而提高施工質量。

參考文獻

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