橋梁施工應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

周明亮

摘要：隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，灌注樁施工技術(shù)越來(lái)越重要。鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)可以根據(jù)持力土層的起伏面變化，并按使用期間可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力組合配置鋼筋，具有鋼筋用量少、施工操作簡(jiǎn)便、施工效果顯著等特點(diǎn)。因此，關(guān)于鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋梁施工中應(yīng)用的研究，對(duì)指導(dǎo)工程施工實(shí)踐作業(yè)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：鉆孔；灌注樁；橋梁；施工技術(shù)

一、施工前的準(zhǔn)備

在鉆孔灌注樁施工前，①依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)勘察報(bào)告以及現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)果進(jìn)行合規(guī)性檢查，審查方案設(shè)計(jì)的編制依據(jù)、鉆孔灌注樁的工藝流程、技術(shù)指標(biāo)以及安全施工措施等內(nèi)容是否符合相關(guān)要求，還應(yīng)對(duì)施工方案中是否有應(yīng)對(duì)突發(fā)性事件的應(yīng)急救援預(yù)案進(jìn)行審查；②檢查施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)施設(shè)備以及材料等，檢查泥漿循環(huán)系統(tǒng)的完整性；檢查導(dǎo)管的出廠合格證之后，需要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密性承壓試驗(yàn)；檢查灌注混凝土材料尺寸是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求；嚴(yán)格按照規(guī)范、設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工放樣，復(fù)核樁位偏差，檢查護(hù)筒的埋設(shè)高度，確保其位置滿(mǎn)足規(guī)范、設(shè)計(jì)要求；在鉆機(jī)就位后，檢查其水平度以及穩(wěn)固情況，檢查鉆桿是否保持鉛垂。

二、鉆孔灌注樁技術(shù)的工藝流程

鉆孔灌注樁的施工程序主要包括：護(hù)筒埋置、泥漿制備與護(hù)壁、鉆孔清孔、鋼筋骨架的制作與安放、灌注水下混凝土等工序。

（一）埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒埋置是鉆孔灌注樁施工過(guò)程中的第一步，護(hù)筒有穩(wěn)定孔壁、防止塌孔、隔離地表水保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和導(dǎo)向鉆頭的作用。護(hù)筒的埋置，要確保護(hù)筒的中心線(xiàn)與樁的中心線(xiàn)重合，除設(shè)計(jì)另有規(guī)定外，平面允許誤差為50mm，垂直線(xiàn)傾斜率不大于1%。護(hù)筒高度要高出地面0.3m或水面1～2m，由于護(hù)筒的直徑比樁徑大20～40cm，在埋置護(hù)筒完畢后，用粘質(zhì)土對(duì)護(hù)筒的底部和四周進(jìn)行分層填塞夯實(shí)。

（二）制備泥漿

在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，需用泥漿進(jìn)行懸浮泥渣、冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮隔斷空內(nèi)外滲流，防止坍孔。因此，合理調(diào)配的泥漿的稠度顯得尤為重要。施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)情況以及其他的相關(guān)影響因素決定泥漿的稠度，泥漿稠度的合理與否直接會(huì)對(duì)應(yīng)用此技術(shù)的工程的質(zhì)量與安全性造成影響，具體參考下表。

（三）鉆孔施工

鉆孔施工是鉆孔灌注樁施工過(guò)程中較為重要的一步，灌注樁成孔的方法的選擇決定了成孔進(jìn)度和質(zhì)量，成孔質(zhì)量直接決定整個(gè)鉆孔灌注樁的工程質(zhì)量，因此很有必要重視正確選擇成孔方式（表2：灌注樁一般成孔方式與適用條件）。選擇合適的成孔方式后，按照以下環(huán)節(jié)控制鉆孔樁施工：①充分做好鉆孔前的相關(guān)準(zhǔn)備工作，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)、地質(zhì)情況選擇相應(yīng)的鉆孔以及鉆孔方式；②鉆機(jī)就位，鉆機(jī)就位后應(yīng)保證鉆孔位置準(zhǔn)確、鉆機(jī)機(jī)身的水平、鉆桿的垂直度滿(mǎn)足要求；③鉆孔作業(yè)中，如若遇到障礙物，無(wú)法進(jìn)行正常的鉆孔作業(yè)，此時(shí)需用粘土墊平表面之后，再進(jìn)行鉆孔。在此過(guò)程中，應(yīng)有專(zhuān)人及時(shí)記錄施工狀況并填寫(xiě)施工記錄，工作人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)土層發(fā)展變化進(jìn)行仔細(xì)觀測(cè)，認(rèn)真核對(duì)相應(yīng)地質(zhì)剖面圖，確保鉆孔工程安全、正確、可控的進(jìn)行。

（四）清渣作業(yè)

清孔的方法有抽漿法、換漿法、掏渣法、噴射清孔法以及砂漿置換鉆渣法等。清孔的質(zhì)量要求：（1）摩擦樁，除設(shè)計(jì)另有規(guī)定外，對(duì)于直徑小于1.5m的樁，孔底沉淀厚度小于200mm；樁徑大于1.5m或樁長(zhǎng)大于40m或土質(zhì)較差的樁，孔底沉淀厚度小于300mm；（2）端承樁，除設(shè)計(jì)另有規(guī)定外，樁底沉淀厚度小于50mm。清孔后泥漿指標(biāo)符合表1要求。

（五）安裝鋼筋籠

清孔完成后，必須第一時(shí)間安裝鋼筋籠，安裝鋼筋籠時(shí)間必須控制在4個(gè)小時(shí)以?xún)?nèi)，特別是對(duì)于地下水位較高的沙性土層等特殊土層，嚴(yán)禁成孔超12時(shí)未澆筑砼。嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)要求制作鋼筋骨架并安放，防止鋼筋骨架變形。在鋼筋骨架安裝的過(guò)程中，需要選擇合適的吊點(diǎn)方式和正確的起吊位置，放置過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照預(yù)定方案緩慢放下。

（六）灌注混凝土

鋼筋骨架放到指定位置之后，不能立即灌注混凝土。首先需要進(jìn)行二次清孔，清除樁底沉渣，然后檢查孔底沉渣的厚度以及泥漿指標(biāo)是否符合相關(guān)要求。符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求之后，才可以灌注混凝土。在混凝土灌注的過(guò)程中，導(dǎo)管下口距離孔底應(yīng)有 30—50cm的高度，導(dǎo)管首次埋入混凝土灌注面以下不小于1m，灌注過(guò)程中始終保持導(dǎo)管的埋置深度在 2 m至 6 m范圍。為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時(shí)，應(yīng)降低混凝土灌注速度。當(dāng)混凝凝土頂面上升至鋼筋骨架底部4m以上時(shí)，提上導(dǎo)管使其導(dǎo)管口高于鋼筋骨架底部2m以上，即可恢復(fù)正常灌注速度。灌注樁底標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出一定高度，以保證樁頂混凝土的質(zhì)量。

三、施工中常見(jiàn)問(wèn)題以及防范措施

（一）塌孔與縮徑

塌孔與縮徑的原因基本相同，主要是地層復(fù)雜，鉆進(jìn)速度過(guò)快、泥漿護(hù)壁性能差、成孔后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)沒(méi)有灌注混凝土等原因所致。

主要預(yù)防措施：成孔過(guò)程中穿過(guò)砂層、礫石層時(shí)，成孔速度控制在2m/h以?xún)?nèi)，泥漿性能主要控制其相對(duì)密度在1.3—1.4g之間，黏度在20—30Pa.S之間。沒(méi)有特殊原因，鋼筋籠安裝后立刻灌注混凝土。

（二）鉆孔偏斜

在鉆孔作業(yè)的過(guò)程中，出現(xiàn)鉆孔偏斜也是常見(jiàn)的問(wèn)題。出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的原因如下：（1）在鉆孔前安裝鉆機(jī)時(shí)場(chǎng)地不平，鉆機(jī)就位不平，鉆桿部垂直。（2）零件松動(dòng)，鉆架機(jī)不牢固不穩(wěn)定，導(dǎo)致鉆桿在施工的過(guò)程中不能保持垂直，導(dǎo)致鉆孔位置偏斜；（3）在進(jìn)行大鉆孔作業(yè)時(shí)，向上擺動(dòng)的偏位，導(dǎo)致鉆桿彎曲以及接頭不正；（4）鉆孔土層軟硬不均勻，土質(zhì)情況不好，土層中有探頭石、大孤石或極堅(jiān)硬的傾斜基巖，在鉆進(jìn)的過(guò)程中，局部受阻，導(dǎo)致鉆孔位置偏斜。

主要預(yù)防措施：鉆機(jī)的架設(shè)要嚴(yán)格檢查鉆機(jī)機(jī)身水平、鉆桿垂直，鉆機(jī)各部件無(wú)松動(dòng)脫落、零部件完好。對(duì)于軟硬不均勻土層、有孤石、堅(jiān)硬傾斜巖層等特殊地質(zhì)情況時(shí)，降低鉆進(jìn)速度，隨時(shí)檢查鉆機(jī)各部件，檢查鉆桿的垂直度。

四、結(jié)束語(yǔ)

橋梁工程是百年工程，基礎(chǔ)工程尤為重要。灌注樁施工工藝的逐步完善和掌握，對(duì)處理鉆孔灌注樁施工中常見(jiàn)的問(wèn)題、細(xì)節(jié)問(wèn)題，規(guī)范施工流程，切實(shí)推動(dòng)橋梁建設(shè)發(fā)展十分重要。

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（作者單位：江蘇開(kāi)通建設(shè)工程有限公司）