道路橋梁工程灌注樁施工技術要點研究

覃文武

(廣西壯族自治區航務工程處，廣西 南寧 530021)

0 引言

灌注樁施工技術具有施工難度較小、施工工程周期較短及成本投入較低等優勢，在道路橋梁的施工中被廣泛運用。在施工技術開展的整個周期中，需要采用鉆孔方式實施灌注樁施工，以便保證道路橋梁工程建設的順利完成。本文結合實踐經驗對道路橋梁灌注樁施工的技術要點進行分析。

1 道路橋梁灌注樁施工技術概述

灌注樁施工技術工藝成熟被廣泛認可，在工程建設中占據著重要的地位。該技術不受灌注樁孔深的限制，且對于非常復雜的地勢同樣適用。目前，灌注樁施工技術主要可以分為四種：(1)人工挖孔施工技術，主要由人工開展施工，這對于淤泥地區是顯然不適用的，需要進行規避；(2)回旋鉆施工技術，該技術成孔的質量一般比較好，固定結實，且不容易受外部環境破壞，但是其技術在復雜地形條件下不能適用；(3)旋挖鉆孔技術，此技術成孔速度快，施工效率一般是比較高的。但該項技術在實施前需要投入大量成本對地形進行探測了解及分析，成本較高；(4)沖擊鉆施工，對于各種地形都是比較適用，成孔的旋轉速度一般比較快，但是在成孔過程中會出現大量的泥漿，降低施工的效率。

1.2 灌注樁施工技術的重要性

道路橋梁灌注樁技術伴隨著國家的發展也在不斷地進步，工程技術人員在歷經實踐過程中不斷總結和探索，成熟的灌注樁施工工藝可以有效降低施工成本，提高施工質量。灌注樁技術大大推動了社會的進步與發展，在現階段道路橋梁工程項目建設過程中具有舉足輕重的作用。

2 道路橋梁灌注樁施工技術的要點分析

本文以某高速公路某大橋樁基施工對道路橋梁灌注樁施工技術的要點進行分析，并提出了施工過程所需要注意的事項。

2.1 項目概況

本橋左線橋梁中心樁號K79+876，橋跨為4×25 m PC連續T梁，橋梁全長107.5 m，平面位于R=4 200的圓曲線路段上，縱斷面位于-1.5%下坡段上；右線橋梁中心樁號K79+838.5，橋跨為7×25 m PC連續T梁，橋梁全長182.5 m，平面位于R=4 200的圓曲線路段上，縱斷面位于-1.5%下坡段上。上部構造主梁直梁設置，橋面縱橫坡通過蓋梁、臺帽橫坡及橋面鋪裝的厚度共同調整。橋墩采用柱式墩，基礎采用灌注樁基礎。橋臺采用U型臺、柱式臺。基礎采用灌柱樁基礎兩橋臺處設置D-80伸縮縫，分聯墩處設置D-160伸縮縫，左幅終點臺、右幅起點臺處設置L=8 m搭板，左幅起點臺、右幅終點臺處設置L=5 m搭板。

本橋上跨村道改造路，村道兩側均設置防撞護欄，并在對應的橋跨設置集中排水。本橋位處構造剝蝕丘陵溝谷地貌區，區內丘頂標高約390～410 m，丘頂平緩，丘脊多呈尖棱狀，丘陵間凹溝呈枝丫狀發育。擬建橋位跨越一小型河溝，河溝寬2～4 m，水深0.2～0.5 m，兩側橋臺坡度約25°～35°，坡面多被開墾為階梯狀，為蜜柚種植區。橋址區處構造剝蝕丘陵斜坡地貌區，橋址區未發現新近構造活動跡象，區域穩定性好。橋址區無各種不良地質現象，場地穩定性良好，適宜公路橋梁工程建設。

橋址區環境類型為Ⅱ類。地下水主要包括賦存于巖層風化帶中的裂隙水。主要接受大氣降水補給，受裂隙開啟性及充填物等因素制約，滲透性較差，水量貧乏。橋址區地下水對混凝土結構具微腐蝕性，對混凝土中的鋼筋也具有微腐蝕性。

2.2 前期準備工作

各項工序在施工前都應當做好各項準備，才可以保證施工的效率、質量，保證施工人員的安全。施工企業在施工之前對將要施工的地形進行全面的勘查，相關人員需要根據現場的地形作出詳細的地形分析報告。對于管道水電及勘查報告等，則應按照施工參數及施工合同的相同規定，選出合適的施工機械設備及建設施工中的各種材料，并做好應對風險的應急方案及各項工作：(1)對鉆孔樁位進行確定，提升鉆孔的準確率及保障施工項目的順利進行；(2)若發現鉆孔位置處于干旱地區且施工環境的地下水位置位于原地面參照物以下1 m，則應當對地理環境進行填埋處理，全面更換軟土，將場地整平；(3)若發現鉆孔地區位于坡道，則應將場地弄平整，挖成平坡，以便為鉆孔做好充分的準備。

進場后對施工中涉及的工程材料進行現場調查，并結合工程規模和施工進場安排確定倉儲數量，選擇好的供應商和生產商，落實好材料管理中“源頭把關，過程控制”的各個環節。建立工程材料管理臺賬，記錄材料的生產廠家、出廠日期、進場日期、數量、規格、批號及使用部位。材料驗收合格后，根據材料的性能和用途合理選擇存放場所，規范碼放。灌注樁樁基施工材料見表1。

表1 灌注樁樁基施工材料一覽表

根據地勘鉆孔柱狀圖資料揭示，全線橋址范圍地質分布大致為素填土、粉質黏土、中砂、全風化粉砂巖、強風化砂巖、中風化粉砂巖。借鑒以往類似施工經驗，采用SR280RC8-SR型旋挖鉆機鉆進成孔方式施工。SR280RC8-SR型旋挖鉆機工作重量72 t、最大鉆孔深度84 m、動力頭扭矩285 kN·m。其性能可靠性高、穩定性高、高效率且強入巖，適應地質復雜條件施工。樁基鋼筋普遍長度均在30.0 m以上，總重4.5～7.4 t不等。通過比較，為保證吊裝高度和重量，選用QY25K型汽車吊，其起吊高度為39 m，起吊重量為25 t，滿足要求。其它主要機械設備投入見表2。

表2 擬投入樁基施工設備一覽表

注：未進場設備根據現場施工情況選擇合適時間進場

2.3 施工準備工作

施工前應平整鉆機工作平臺，夯填密實。由于采用SR280RC8-SR型旋挖鉆機，其自身重量達到90 t以上，為保證鉆機安置于密實的平臺上，鉆孔前應在平臺上鋪設3 cm厚鋼板，避免發生不均勻沉降，造成樁孔傾斜。針對大橋有涉水、臨水施工，施工前先要搭設施工平臺。平臺搭設應先施工圍堰，圍堰采用“U”型鋼板樁圍堰，圍堰內側填充黏土，起到隔水效果。拉伸鋼板樁選用FSP-IV型，選用Z550液壓振動打樁插打，鋼板樁長度選擇9 m，打入深度不低于樁長1/2。為保證施工平臺的整體穩定性，在鋼板樁上端頭距離頂部20 cm處架設一道橫檁，橫檁選材采用雙拼25B工字鋼，同時在施工平臺上下游兩端將圍檁與既有駁岸線內側鋼板樁焊接牢固，以保證整體的穩定性。在樁基礎施工的同時，于施工平臺鋪設3 cm厚鋼板，減少局部壓力對圍堰的沖擊，臨水一側加設高1.2 m的鋼管圍欄(見圖1)。

圖1 鉆孔灌注樁施工立面示意圖(單位：m)

圖2 混凝土灌注樁施工工藝流程圖

2.4 施工流程

鉆孔樁施工順序為：測量定位→制作、埋設護筒→制備泥漿→鉆機就位→鉆進→清孔→檢測→吊裝鋼筋籠→吊裝導管→灌注水下混凝土→開挖基坑、處理樁頭→樁基檢測。具體的施工工藝見圖2，各項工序見表3。

表3 各項工序一覽表

圖3 泥漿池工作區示意圖

2.5 泥漿準備

在灌注施工的過程中，泥漿是一種非常重要的施工材料，需要切實做好泥漿的各項準備工作。橋梁承載力及施工環境的不同對泥漿的需求是不同的。相關專業人員應根據橋梁的各項參數及地形所在地區的氣候天氣進行一個綜合的考量，估量橋梁承載力對泥漿的需求，盡可能符合施工的要求。在泥漿的配置過程中，應按照國家標準用料及標準的流程進行攪拌、加水和使用合格的添加劑等。泥漿配置完成后應進行泥漿成品的檢驗，成品通過檢測之后才可以正式用于橋梁的建筑中。泥漿配備完成，要進行灌注樁的造漿處理，確保泥漿的指標達到實際灌注樁的需求，確保工程質量(見圖3和表4)。

表4 泥漿質量指標表

2.6 護筒的埋設

此項工程主要是為灌注樁施工打下扎實的基礎。在選擇護埋參數時，一定要保證內徑不得小于樁徑，具體數值要根據鉆機類型確定。為確保護埋的質量及施工的質量，護筒埋設的深度要分旱地或淺水、深水、河床軟土、淤泥層、河卵石層等分別設置，一定要>150 cm，同時要滿足護筒剛度和強度的要求，多節護筒連接時接縫處要牢固、不漏水，筒內連接處無突出物。不同的地形護筒埋設的要求是不一樣的，旱地、岸灘、表層土地松軟地區是各不相同的，對此專業人員需要根據地形的需要做好護埋的工作，以便達到護筒四周回填黏土，同時做到分層務實。吊放鋼筋籠及灌注水下混凝土時不得撞擊護筒。

2.7 鉆孔

鉆孔是灌注樁施工技術的關鍵工序。在鉆孔前，專業的工程師需要對地質層進行各種參數的分析，以便根據考量結果選定合適的鉆頭、鉆進壓力、鉆速及泥漿比重等。鉆孔一旦開始則應持續進行，并時刻保證有相應的人員對此進行監督，以防出現人為或是自然環境的意外因素對工程質量造成影響。對此，鉆孔工程需要分班進行，時刻保持對鉆孔泥漿與鉆機對位情況的檢測，及時發現地表層出現意外情況或是其他問題，并得到及時有效的解決。

2.8 清孔

鉆孔結束，可以利用電子孔斜儀或檢孔器等各種準確合格的儀器對鉆孔進行各項參數的檢查，在符合相關要求之后則應及時卸下鉆孔機，實施清孔的工作，避免出現重新掃孔的問題。鉆孔過程中需要對地形進行填埋或掃平等處理的工作后再開發孔洞。在清孔時則需要保證在孔內加入新鮮的泥漿或者清水，以便可以保證孔內水位達到相關的要求。

2.9 鋼筋籠的制作及安裝

鋼筋籠的制造需要統一在鋼筋加工場地完成，并且需要對材料進行嚴格的篩選，切實保證制作材料不僅符合國家的規定，還應當符合地形的需求。鋼筋籠制作的每一個步驟都應按照國家的標準流程執行。鋼筋籠制作完成之后在下放的過程中一定要對下放速度進行嚴格控制，不得對孔壁造成損害，否則有可能會造成鋼筋籠的變形，進而縮短道路橋梁的使用壽命，更嚴重的是在投入使用之后會影響人民的生命及財產安全。

2.10 鉆孔灌注樁混凝土灌注

主要應做好三個方面的工作：(1)安裝導管。在灌注樁施工的過程中，為保證質量的安全一般會選擇有厚實度的螺旋絲扣導管。導管在正式投入使用前需要對導管的性能進行檢測，并注意做好試拼導管的工作；按照鉆孔深度等相關的參數確定導管的拼接長度，注意導管下放的安全，同時注意控制導管與孔底之間的距離。(2)灌注水下混凝土。需要在拆管之前對混凝土面的深度進行檢測，以便可以確保導管埋入混凝土面以下約2～6 cm處。澆筑前則是需要確?？椎壮猎穸确蠘藴剩⑶倚枰獙⒏羲湃氲孤┒分校俟嘧⒒炷粒炷恋牧孔銐騽t可連續進行澆筑工作。(3)破樁頭及樁基的檢測。這項工作主要是利用空壓機配風鎬，由外向內進行?；炷翝仓细裰筮M行樁基的檢測，測量標準如下：確保護筒堅實可靠，不出現漏水的情況；鋼筋位置固定且結實；灌注水下混凝土時則應確保導管出料口埋于混凝土2 m以上。

3 灌注樁施工過程的質量控制措施

3.1 風險控制

道路橋梁在灌注樁施工的過程中必然會面臨各種人為及自然環境造成的風險，在項目施工之前應當做好強化風險的管控工作，將可能出現的風險控制至最低，主要是控制灌注風險。要應對這一風險的出現則需對泥漿的質量進行嚴格檢查，在泥漿的配置過程中切實做好監督檢查工作，泥漿攪拌的時間嚴格按照國家標準執行，并且使用合格的添加劑。在灌注的過程中一定確保是專業的人員進行操作，灌注的速度需要勻速進行，不損害孔壁。現場技術人員應按照相關的施工要求保障自身安全，同時不得做出危害他人的舉措。

3.2 注意事項

道路橋梁灌注樁施工過程中是比較容易出現人身傷害的，施工安全管理人員需要事先對相關施工人員做好安全培訓工作，每個工程環節都應需要按照規范的流程進行。在鉆孔的過程中，根據成孔方式的不同，可以將灌注樁分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、爆擴灌注樁等。灌注過程中都是需要遵循一定的流程規律實施完成，各個流程之間也是需要緊密地結合。除上述因素，專業施工團隊需要不斷加強道路橋梁的安全管理。管理人員需要對施工人員的工作進行大力度的管理，保證各個施工隊伍在項目開展的過程中聽從指揮，人員之間可以做到相互照應，避免出現人員傷害的事件。同時，對于施工過程中出現的事故，相關人員在事后需要對事故進行緊急及系統的應急管理，及時安置受傷害的人員，找出發生事故的原因及可能對施工項目造成的損害，并盡可能將損害降至最低，避免處理不當對施工單位造成不良的影響和此類事件的再次發生。

4 結語

綜上所述，道路橋梁施工項目是關乎民生及社會發展的重大事件，相關施工技術人員需要切實做好灌注樁的作業，確保工程質量。筆者通過某高速公路實際案例分析，充分做好灌注樁的準備工作及施工技術指導的工作，對工程進行有力度的監督，以便施工的順利完成。