鉆孔樁基礎施工技術在羅葉大橋工程中的應用分析

蒙永思

（廣西百色市公路管理局右江公路局，廣西 百色 533000）

0 引言

在橋梁建筑中，橋樁是整個工程的承重部位，也是保證工程質量最重要的基礎。鉆孔樁基礎施工技術是目前我國廣泛運用的打孔筑樁技術，該技術可以充分利用鉆孔工具和技術，對于地形地勢的影響較小，是一種較為經濟實用的成熟技術，對于保證橋樁的質量具有重要意義［1］。在羅葉大橋工程的建設施工過程中，采用了鉆孔樁基礎施工技術，并取得了良好的施工效果。

1 工程概況

羅葉大橋位于廣西壯族自治區百色市西林縣古障鎮蚌德屯附近，跨越蚌德河，橋下無通行要求。擬建新橋上部構造采用6×20m預應力鋼筋混凝土簡支箱梁，箱梁高1．3m，下部構造為樁基接蓋梁橋臺，雙柱式橋墩，樁基礎。全橋長128．12m，寬10．75m。全橋在0＃臺、6＃臺處各設置一道C－60伸縮縫，3＃墩處設一道MZL－80伸縮縫，1＃、2＃、4＃、5＃橋墩處設置橋面連續，橋面連續端采用CYZ 250×63mm圓形板式橡膠支座，設伸縮縫端采用GYZF4 250×65mm滑板橡膠支座，橋面鋪裝為15cm厚C40防水混凝土鋪裝層。

橋位區屬于丘陵及河谷地貌，地形起伏較大。地表大部分為第四系地層覆蓋，擬建橋梁量測橋臺的丘陵岸坡穩定，未見塌陷、岸坡崩塌等不良地質現象。

橋址處地層結構較復雜，鉆孔深度內覆蓋層為第四系人工素填土，第四系沖擊第二層粉質黏土、第一層圓礫，第四系殘積第三層粉質黏土、第二層粉質黏土、第一層碎石土組成。下伏基層為三迭系強風化砂巖、強風化石灰巖、中風化砂巖、中風化石灰巖。

該工程設計樁基共7處，根據工程施工情況，樁基施工順序安排如下：

2＃墩①＃樁基、2＃墩②＃樁基、4＃墩①＃樁基、4＃墩②＃樁基、0＃臺①＃樁基、0＃臺②＃樁基、1＃墩①＃樁基、1＃墩②＃樁基、6＃臺①＃樁基、6＃臺②＃樁基、5＃墩①＃樁基、5＃墩②＃樁基、3＃墩②＃樁基、3＃墩①＃樁基（以上按先后順序排列）。樁基計劃開工時間為2015－08－15，計劃完工時間為2015－10－15。

2 工程難點

該工程橋梁基礎設計采用鉆孔灌注樁基礎，施工放樣采用全站儀重復測量和閉合測量的方法進行，做到處處有檢核，同時對樁位的縱、橫間距進行核對，核對無誤后進行護樁。護樁采用“十”字線定位，要求樁位準確無誤，護樁牢固。樁基就位穩定后及在安裝鉆頭前，應從樁基的鉆頭鋼絲繩中心線位置吊下三角吊錘，調整三角吊錘尖頭對準“十”字線中心。在安裝鉆頭后，使用全站儀對鉆頭的鋼絲繩進行縱、橫向復核，發現鋼絲繩偏離樁位中心時須先進行調正后，才能進行打樁作業。

3 施工方法

該施工法的過程是：平整場地→護筒埋設→安裝鉆機并定位→壓套管→鉆進成孔→檢查成孔質量→鋼筋骨架制作與安裝→放導管→灌注混凝土→拉拔出套管→質量檢查［2］。

3．1 施工準備

施工準備階段，主要做好場地的平整、布置，以及鉆機、鉆具的選擇等。

施工現場平整：施工現場平整是進行鉆孔施工重要的前期準備工作，對于保證施工質量具有重要意義。在相關機械進場就位時，需對施工現場進行必要的保養，并進行設備安裝，同時要保證電力供應。由于鉆孔機械設備的功率較大，所以需要對現場的電力系統加強管理，保證電力供應的持續性和安全性。另外需要特別關注混凝土灌注施工時的電力供應，為保證相關工作的連續性，應配備備用發電機組，并明確負責人，保證施工的順利進行。

鉆機、鉆具選擇：根據羅葉大橋工程所在地的地質特點以及樁徑和工期情況，對鉆機等鉆孔灌注樁施工的主要設備進行合理選擇，最終確定采用沖擊鉆機進行基樁成孔作業。

3．2 護筒埋設

該工程采用鋼護筒，護筒底角及各管節均設加強箍筋。在具體施工中確定護筒內水頭高度≥1．5m，并保證使用高質量泥漿，采用鋼護筒最大的入土深度，搭設工作平臺。

3．3 鉆孔

羅葉大橋工程鉆孔樁基礎施工中，針對鉆孔施工工序的要求較高，對開孔質量、鉆孔順序，以及造漿系統等施工工序提出了嚴格的施工操作要求。首先，對開孔施工過程提出了必須壓好護筒及對準中線、保持垂直度等要求，如發現有成孔偏斜問題，應及時停工進行校正。其次，在施工前必須確定好施工順序，并在施工過程中嚴格按照相關順序開展工作，保證各個樁孔的施工有序進行，不會對其他樁孔施工質量造成影響。同時還要確保在鉆機移動時以中央向兩邊施鉆的順序進行施工，這樣可以將鉆機移動對樁孔施工的影響降到最低。造漿系統在鉆孔施工中的重要作用在于可以進行護壁保護。在該工程中，所有泥漿的相對密度為1．05～1．25，含砂率＜4%，黏度為20～35，膠體率＞95%，失水率＜20%。由于該工程采用的是沖擊鉆成孔技術，因此需根據不同的地質情況進行鉆頭、鉆具的選擇，并控制好鉆壓、鉆速和進尺等數據，以防止坍孔現象的出現［3］。

3．4 清孔

沖擊式鉆機施工會對工程周圍土層造成震動，導致鄰孔的穩固性下降，因此需保證在工程施工過程中對已完成的鉆孔進行及時清理，并盡快下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。清理方法確定為換漿法，在進行清理之前還需確保鉆孔深度達到設計標高或由監理工程師確認。在清理過程中還需在換漿的同時向孔內補充泥漿，目的是防止鉆孔坍塌。當孔底的沉渣厚度及泥漿密度達到設計要求時，應及時向監理工程師報驗。

3．5 鋼筋骨架制作與安裝

在灌注混凝土之前，需先將鋼筋骨架整體放入鉆孔內。骨架應進行分節制作，并在內部設置十字內支撐筋，用于運輸過程中保證骨架不變形。另外還需通過設置一定數量的加勁箍筋以及加厚保護層的定位筋板等手段，保證骨架形態。在骨架運輸過程中，應采取分節運送的方式，并保證起吊、下放時骨架的垂直狀態，同時嚴禁骨架與孔壁擦撞，以免造成孔壁破壞。放置骨架時，需順直居中放置，并將每一節骨架用接頭固定，每個斷面上的接頭數量不得超過鋼筋總根數的1／2。

3．6 混凝土制備及灌注

鋼筋骨架安放完成并檢查合格后，開展混凝土灌注導管的安放工作。導管直徑≥250mm，在使用之前進行壓水性試驗，確保質量合格。采用方便裝卸的卡口方式逐節接長，接頭處以密封圈加固，確保不漏水不透氣。在混凝土澆筑之前，還要對導管進行沉淀層厚度復測，如各項指標中出現不符合施工要求的問題，應進行二次清孔，待各項指標合格后再進行混凝土澆筑。混凝土制備需對砂子的粒徑及水泥的品種、標號、初終凝時間、外摻緩凝劑等指標進行嚴格控制，以保證其合格率。其中，混凝土制備必須使用機制砂，以保證其水分揮發的速度。另外在進行混凝土拌制之前，還需對機制砂進行淋水處理，使砂的水分含量達到制備要求。首次進行混凝土澆注時，需針對孔徑和孔深、導管底端的懸空距離情況對用量進行控制，如導管底端的懸空距離為25～40cm，在進行首次混凝土灌注時導管下口埋入混凝土中的深度應≥1．0m。混凝土灌注過程需保證連續、快速，在灌注時還要不斷測量混凝土面的高度及上升速度，確保導管的埋深控制在大于2～6m的范圍內。當混凝土面接近鋼筋骨架底端時，需采用防止鋼筋骨架上浮的有效措施。另外，實際的混凝土灌注標高應高于設計標高50～80cm，還需對泥漿比重和混凝土的最小落差進行控制，以保證樁頂質量。當混凝土灌注操作完成后，需及時將套管拔出。

對于服務器Ni，該服務器計算fsum（Panc.Di）和fsum（P.Di）的值，并令xi=fsum（Panc.Di）-fsum（P.Di），并生成隨機正整數ri。根據SPOS，客戶端生成p，其中p=因為所以若p>0，可得 fsum（Panc）-fsum（P）>0，即 fsum（P） 0，則令Panc=P。重復步驟2-5直至所有服務器返回當前錨點。

3．7 質量檢測

每兩根樁基灌注完成后，由具備相應資質的檢測機構對完成的樁基進行檢測，合格后即進行墩柱和橋臺施工。

4 樁基施工技術的重點、難點及對策分析

在樁基施工技術的操作中，需要注意的重點、難點問題很多，針對這些情況，可采用相應的措施，保證鉆孔樁基礎施工的整體質量：

4．1 孔口高程誤差

針對造成孔口高程誤差產生的原因，應有針對性地采取措施。如因在工程施工前的地質勘探時測量了具體數據，而后對場地進行再次回填，就會對孔口高程產生影響，導致誤差發生。遇到這種情況應在場地回填后再進行一次測量，以保證測量數據的準確性。如因工程廢渣的堆積使施工現場地面升高，導致數據誤差，則應對原始水準點和各孔口的絕對高程進行認真校核，同時在每根樁開孔前進行一次樁位孔口高程復測。

4．2 鉆孔深度誤差

有些工程在場地回填平整前就進行工程地質勘探，地面高程較低，而當工程地質勘探采用相對高程時，應將高程換算一致，避免出現鉆孔深度的誤差。鉆孔的終孔標準應以樁端進入持力層深度為準，不宜以固定孔深的方式終孔。

因此，處理此類問題宜在鉆孔到達樁端持力層后及時取樣鑒定，確定鉆孔是否進入樁端持力層［4］。

4．3 孔徑誤差

孔徑誤差主要是由人為疏忽造成的。不同規格的樁應選用相應規格的鉆頭，一般情況下，樁徑1 500mm的樁，應使用直徑比設計樁徑小30～50mm的鉆頭才合理。另外，由于長期使用，一部分的鉆頭因為磨損等原因，存在鉆頭直徑偏小的問題，如果這些問題沒有得到重視就會造成孔徑誤差。針對此類問題，應在每次開孔前由技術人員對鉆頭規格進行驗證，確定無誤后再進行施工。

4．4 鉆孔垂直度誤差

針對以上情況，應細致平整施工場地，再用壓路機壓實，使地面下陷情況得到有效控制；同時在鉆機的安裝位置鋪設鋼筋混凝土預制板，提高鉆機的穩定性。在施工過程中還需隨時檢查鉆架的穩定性，如發現傾斜或塌陷情況應及時進行調整。鉆頭的質量是確保工程質量的關鍵，因此需開展針對鉆頭的定期檢查，如發現磨損或崩裂問題，應及時更換或維修。在鉆孔過程中，每鉆進1～2m，就應對垂直度情況進行檢查，一旦出現偏斜，應立即采用干預手段糾正偏差。在土層交界處或傾斜巖面處，宜放慢鉆進速度，一旦出現偏斜，應及時回填黏土，再以低速進行鉆進。

4．5 孔底沉渣過厚或開灌前孔內泥漿含砂量過大

如因清孔施工沒有達到設計要求，再加上測量方法不當，就會造成孔底沉渣過厚或開灌前孔內泥漿含砂量過大問題的發生。控制此類問題出現的辦法是：首先應測量孔底沉渣厚度及樁的終孔深度，為保證測量的準確性，可將一重物綁住測繩起點緩緩下放，待測繩達到底端后再上提下放，通過感覺確定沉渣厚度。其次是開展第一次清孔、安放鋼筋籠和第二次清渣三道工序的施工，通過采用一臺4PN泵或2臺3PN泵加強二次清渣的力度，使清渣效果達到設計要求。

4．6 坍孔

坍孔屬于鉆孔樁基礎施工中比較嚴重的施工質量問題，造成這一情況的原因也較為復雜：施工地點的土質松散；施工人員沒有結合施工現場的土質情況進行合理的泥漿拌制；施工工藝不達標使得孔內出現漏水漏漿現象；清孔過程中因供水管對孔壁的強烈沖刷形成孔壁塌陷等，都會導致坍孔［5］。

做好護筒的安裝工作需確保安裝時護筒的水頭高度處于設計要求的范圍內。鉆孔時要將泥漿水的壓力調整至比地下水水壓高的狀態，這樣有利于對鉆孔護壁的保護。同時，還需保證鉆孔施工的連續性、有序性，鉆孔的速度也需嚴格控制，如因孔壁坍塌等原因出現漏水、漏漿問題，應及時中斷施工，回填壓實，待土層穩定后再進行二次鉆孔。

4．7 鋼筋籠錯位

鋼筋籠錯位，包括鋼筋籠上浮、扭曲或偏靠孔壁等多種情況，而鋼筋籠上浮是比較常見的鋼筋籠錯位問題。引起這一問題的原因主要有：因混凝土的初凝和終凝時間太短，使孔內混凝土過早結塊，當混凝土面上升至鋼筋籠底時，混凝土結塊托起鋼筋籠；因孔內泥漿懸浮的砂粒太多，在混凝土灌注過程中砂粒回沉在混凝土面上，形成較密實的砂層，并隨孔內混凝土逐漸升高，當砂層上升至鋼筋籠底部時便托起鋼筋籠；混凝土灌注至鋼筋籠底部時，灌注速度太快造成鋼筋籠上浮［5］。

當發現鋼筋籠上浮問題時，應立即查明原因，采取相應措施防止事故重復出現。

4．8 樁身混凝土強度低或混凝土離析

施工現場混凝土配合比控制不嚴、攪拌時間不夠和水泥質量差是造成樁身混凝土強度低或混凝土離析的主要原因。

因此，嚴格控制好進庫水泥的質量和施工現場混凝土配合比，掌握好攪拌時間和混凝土的和易性，是防止樁身混凝土離析和強度偏低的有效措施。

4．9 擴徑及縮徑

在鉆孔的沖擊過程中，由于沖擊頻率過快、過大，會對原淤泥層形成擠壓，從而形成孔壁擴張或局部坍塌［6］。另外，鉆孔孔壁泥層是在護壁泥漿的作用下形成穩定整體的，如在灌注過程中，在混凝土壓力作用下向四周擴張，形成護壁，或因提拔速度過快而形成縮徑。

針對此類問題，應采用錘擊方法，并采用正確的混凝土灌注方法即可避免問題的出現。

5 結語

在公路橋梁工程項目的建設中，鉆孔樁基礎施工技術因其經濟實用、易于操作等優勢，得到了非常普遍的應用。但該技術在實施過程中，需根據施工現場的地質情況進行科學合理的技術工藝選擇，并在實際操作中以有效的措施解決各種重點、難點問題，才能保證工程施工的質量。因此需對該技術的實際應用進行更深入的研究，這樣才能促進公路橋梁工程整體質量的提升。