鉆孔灌注樁技術在橋梁施工中的應用

謝明軍

（四川公路橋梁建設集團有限公司海外分公司， 四川 成都 610041）

鉆孔灌注樁是一種非常成熟的樁基礎施工技術，在房屋建筑，水利工程，路橋工程等領域中應用十分廣泛。在橋梁橋墩施工中，鉆孔灌注樁常用，而且技術有保障，但由于施工環境較為復雜，稍不不慎就可能導致比較嚴重的質量與安全問題，所以探析其在橋梁施工中的應用，具有顯著的現實意義。

1 鉆孔灌注樁技術簡介

鉆孔灌注樁施工技術相當成熟，穿透力非常強，所成型樁基承載力高，可適應多種地質條件，適用范圍非常廣泛。但鉆孔灌注樁工藝較為復雜，成本較高，有許多細節需要注意，稍有不慎就可能控制不好質量。

相比其他樁基礎施工方法，如PHC管樁等，鉆孔灌注樁有很多種施工工藝，可以適應各種地質條件，僅以泥漿護壁鉆孔灌注樁為例，如果細分有40多種工藝，是鉆孔灌注樁施工工藝當中的一個大類，它成功的關鍵在于泥漿。泥漿的循環方式上可分為正循環和反循環，而成孔方式則有旋挖、沖抓以及沖擊成孔等。

2 橋梁施工應用鉆孔灌注樁

橋梁施工環境通常比較惡劣，尤其是跨江（河、湖、海）橋梁，其基礎施工條件非常復雜由于需要在水下鉆孔，并完成混凝土灌注形成灌注樁，其難度相對較大，其中相當關鍵的一點在于施工平臺的建立，這是橋梁基礎施工中非常關鍵的前提條件。下文以某橋梁工程5#橋墩施工為例進行探析，該工程按照以往的成功經驗，設計要求以及地質勘查報告給出的數據資料，樁基礎施工采用泥漿護壁鉆孔灌注樁，具體成孔方法選擇正循環沖擊鉆沖孔。5#墩處于深水區，施工平臺為鋼棧橋加浮世平臺的組合。

（一）鉆孔灌注樁工藝簡述

泥漿護壁鉆孔灌注樁施工工藝，復雜程度相對較高，但十分成熟，而橋梁工程中由于要在水下環境作業，復雜程度更高，具體可歸結為以下幾個工藝要點，包括但不限于鉆孔平臺的搭建、測量放樣、護筒、鉆孔、清孔、鋼筋籠、砼灌注（水下）。雖然這樣歸結起來看似比較簡單，但實際其中涉及很多細節方面的內容，如泥漿制備與回用，砼拌制與輸送、施工平臺的搭建等等。

（二）鉆孔灌注樁施工要點

1.施工準備

基于上文提及的施工工藝來看，橋梁鉆孔灌注樁施工前期，必須要注意以下幾個關鍵節點。這幾個節點若沒有做好，對于后續施工以及質量控制影響巨大。

第一，施工場地。水中樁基的施工場地由于涉水，需要考慮水深，成本等因素制定最優化的施工平臺，通常比較常用的方式為吹沙筑島（淺水），圍堰以及沉箱（深水），當然這些并不是固定的方式，本文研究對象由于5#墩處于深水區，場地限制非常大，為保證施工的順利，設計采用鋼棧橋+浮世平臺的組合，先期利用工字鋼、鋼管樁、槽鋼、花紋鋼板等搭建主線鋼板橋，隨后利用鋼浮箱拼接為浮世平臺方便在主線橋上搭建具體橋墩施工的支線鋼棧橋。

第二，泥漿。在泥漿護壁鉆孔灌注樁施工中，泥漿非常關鍵，它在鉆孔過程中起一個保護孔壁的作用，也方便清孔和鉆孔。泥漿植被通常采用水、粘土以及添加劑等材料。其中水必須潔凈，不能有雜質，PH值通常為7～8，粘土需要達到25以上的塑性，至少要含50%的0.0005mm粒徑顆粒，相對密度應在1.1～1.5范圍內。添加劑則根據具體情況選擇有機或無機添加劑。泥漿制備好必須檢查比重、粘度以及含沙量，必須保證符合要求。

第三，測量放樣。測量放樣定位樁位，實地放樁。由于樁位在水下，不好做標識，一般需要在施工平臺完成后進行放樣，將樁位標識在平臺上。測量時一般采用全站儀，測量成果必須準確，放樣前必須對施工圖紙給出的坐標進行核對，實地放樁前必須對其進行核算。放樣成果在具體施工前還需進行復核，以確保放樣正確。放樁中心點與設計誤差一般不能超過2cm。

第四，混凝土配置。灌注樁成樁的關鍵是混凝土，必須要滿足泵送要求，強度也要合理。橋墩基礎混凝土至少應滿足以下條件，水泥使用普通硅酸鹽水泥，強度等級42.5級、用量370kg/m3以上，初凝時間2.5h以上。粗細骨料方面，選用級配良好的天然中粗砂和堅硬碎石或卵石，粒徑不宜超過40mm，且不超過鋼筋凈距四分之一、導管內徑的六分之一。水下用砼，應適當加入外加劑，用于加強砼和易性及緩凝。

2.施工過程

第一，鉆機平臺的搭建。平臺需要承擔相應施工機具、人員、材料等施工荷載，高度要合理，剛度要合適，必須架設平穩，不能有位移、傾斜和沉降。本研究對象采用鋼棧橋和浮世平臺。在主線鋼棧橋的基礎上利用鋼浮箱搭建的浮世平臺搭建支線鋼棧橋。利用多根鋼管樁嵌入基巖支撐鋼棧橋，配合貝雷梁、工字鋼、槽鋼、花紋鋼板搭建施工便道，并形成施工平臺。由于本研究對象中鋼管樁長度較大，且入巖較深，需要引孔，此時利用浮世平臺在其中采用旋挖鉆機引孔。

第二，鉆孔。本研究對象為正循環沖孔，鉆孔的關鍵在與根據地質條件調整沖程。本研究對象面臨卵礫石覆蓋層、覆蓋層與基巖交界面以及巖層三個層次的沖孔。首先在卵礫石覆蓋層上沖孔，較為復雜，因為其上下層區別較大，上層松散，而下層相對密實。在沖孔時上部需要采用低沖程，緩慢沖孔，或中途遭遇孤石，則適當提高沖程，破壞孤石，如果這類石頭出現在孔壁，則需要查明具體位置，采用回填的方式反復沖孔回填直至完整穿過該位置。進入該層下部增加沖程（0.6～0.8m,30～40次/h），同時控制泥漿比（1.40～1.50g/cm）。其次，覆蓋層與基巖交界面沖孔，這個層次容易發生鉆頭晃動的情況，當發現主鋼絲晃動，表明基巖面傾斜，需要及時糾正，防止偏孔，此時可以低沖程，加回填的方式反復沖砸直至水平后，調整沖程沖擊基巖層。當沖孔至護筒底部時需要注意，此處容易塌孔或串孔，應采取上述方法，回填，沖孔反復進行，回填材料為紅土（含卵石、淺石），回填高度2，則沖孔深度1。反復進行直至護筒底部位置孔壁穩固。如果效果不好，可在泥漿中加入一定比例的水泥漿，提高強度。最后，當穿越基巖，進入風化層。此時沖孔較為簡單，進尺一般可到1～2m，此時關鍵是要控制泥漿性能。

第三，清孔。當鉆孔至設計孔深，停鉆孔，不停泥漿，利用泥漿完成第一次清孔。而當鋼筋籠安裝完成和混凝土灌注這一段時間間隔較長，在鋼筋籠以及混凝土導管安裝完成后還需要進行第二次清孔，使孔底沉渣符合要求，并且在此次清孔完成后30分鐘內必須進行首批砼灌注。

第四，鋼筋籠。鋼筋籠可以交給專業加工廠生產，也可以在施工現場的鋼筋加工場地上進行制作，關鍵是控制鋼筋籠的制作質量，控制誤差。而鋼筋籠的安裝，一般為吊裝，安裝時輕放，保護成孔，如遇問題必須停止安裝，查找原因，排除后繼續安裝。安裝完成固定。

3 結束語

鉆孔灌注樁作為十分成熟的樁基礎施工技術，在多個領域應用廣泛，在橋梁基礎施工中也是非常常用的基礎施工技術。但由于橋梁通常需要跨水域，鉆孔灌注樁施工難度較大，需要注意很多細節，本文進行了探討，可能有所不足，但希望能夠與業內人士探討，共同進步。