橋梁施工中大直徑鉆孔樁施工技術探討

文/陶甜、徐聲進

1 前言

當前，我國大直徑鉆孔樁施工技術被廣泛應用于橋梁工程中，其有著非常強的技術優勢，并發揮著巨大作用。要想確保橋梁具備較長的運行周期，滿足交通運行的需要，就要合理應用大直徑鉆孔施工技術，以此降低成本，延長橋梁使用壽命，從而發揮出該技術的實踐應用價值，避免施工中發生嚴重的安全事故。

2 工程案例

2.1 工程概況

某公路工程項目的總里程為42km，其中所包含的橋梁工程長度達1300m，本次工程項目中的鉆孔灌注樁采用的是北錨碇樁基礎形式，樁長尺寸為26m，數量16根。

2.2 沿線地形特征

2.2.1 地形、地貌

根式空心管樁基礎采用的是北錨碇結構形式，樁體直徑5m、長度26m。根據設計方案需要在樁基底部與頂部6m處布置實心結構；而北錨碇應該布置在沖積平原上，錨碇則設置到水塘內。

2.2.2 地質情況

河堤填土、耕植土是整個橋梁的具體覆蓋地區。北錨碇根式空心樁體結構在施工環節，要深入分析施工地點的土質條件，依據淤泥粉土、種植土等進行施工。本次工程所處地區為亞熱帶季風氣候，整個地區年平均氣溫僅為17℃，一年內環境最高溫度處于7月份，溫度最高可達29℃。夏季為多雨季節，從水文資料中可以發現，該地區的地下水位處于0.4～3.9m 之間。

3 大直徑鉆孔樁施工技術應用

3.1 施工準備

3.1.1 前期準備工作非常關鍵，在大直徑鉆孔樁施工前，要以項目的實際情況為出發點，全面勘察地質，并結合實際情況，確定科學合理的設計方案，確保其各項技術指標都能夠達到工程要求；此外，施工人員還要按照工程的施工要求，選擇科學合理的應急預案，即使發生突發事件，也不會給工程造成嚴重不利的影響；最后，還需要對施工人員進行必要的培訓和教育，使其具備較高的安全防范意識，確保工程方案能有效地運行下去，全面提升工程質量、效率[1]。

3.1.2 嚴控材料質量與樁基質量。施工材料是工程的基礎，因此在材料采購環節，施工單位需要加強材料的質量管理和控制，確保工程的各項性能達標；此外，在確定樁位時，應加大管理和控制力度，將偏差控制在合理范圍內，保證樁體結構的穩定性達標，并嚴格按照施工工藝和技術標準進行施工，組織人員做好施工過程的記錄，以此保證數據達到完整性、準確性、真實性的要求。

3.2 泥漿

3.2.1 泥漿拌制和循環

大直徑鉆孔樁在施工時，由于場地空間有限，所以泥漿制備時要按照工程的具體要求做出必要地調整。該橋梁工程項目應用集中攪拌泥漿的制作方式，可以滿足施工材料的使用需要；此外，工程中電能沉渣池、泥漿管道等都是重要的基礎設備，對于工程質量產生直接影響，因此需要嚴格控制。

3.2.2 泥漿性能指標

沖擊鉆孔在施工過程中，泥漿的主要作用是護壁，所以在泥漿制作時要選擇符合要求的土質，以此保證泥漿的各項性能達到規定要求，提升護壁效果，避免在施工中造成孔壁出現塌陷等質量問題。具體的泥漿性能指標詳見下表1所示[2]。

表1 泥漿性能指標

3.3 鉆孔施工

3.3.1 根據工程的技術標準要求，施工中應用KTY400型液壓鉆機進行鉆進，具體就是使用2.5m的刮刀來進行初步成孔施工，然后應用直徑5m 滾刀完成擴孔操作。通常來說，鉆孔應該通過如下方式完成：單環四翼刮刀的形式，對于砂石、黏土等地質條件效果比較好；滾刀鉆頭形式，在泥質砂巖鉆進方面效果好。鉆進時，如果該地區屬于膨潤土的地質條件，則根據需要增大泥漿比重，以提升鉆進效果。本次工程中泥漿密度為1.8t/m3，含砂率要≥4%，膠體率在95%以上。本次項目使用大直徑鉆頭施工，鉆機中都安裝有ZX-250型號的泥漿分離器，以此保證泥漿達到平衡性的要求；同時還需要使用器具反循環，鉆具位置上應該布置兩個空氣混合室，并合理增大鉆進油壓力，以確保鉆孔工程的效率與質量達標[3]。

3.3.2 清孔和成孔檢測。大直徑鉆孔樁鉆孔結束后，要立即組織人員開始清孔施工，并檢查鉆孔質量。在完成第一次清孔后，該項目應用的是泥漿循環系統實現孔內置換，并把孔底位置上的泥漿全部抽離，連續清孔超過1h 后，要針對孔洞上、中、下3個部分測試泥漿質量，保證其質量符合工程的需要。在大直徑成孔檢測過程中，相關人員要應用DM-84型號超聲波探測儀測定孔深、孔徑、孔傾斜度等參數，并檢查其是否存在指標不合理的情況；在第二次清孔環節，需要應用氣舉反循環的方式進行有效處理，同時還需要將風壓調整為≤8bar。

3.4 鋼筋籠施工

該橋梁項目中的鋼筋籠長度尺寸為30m，重量約36t。從工程實際操作的情況來分析，我們需要將鋼筋籠分成3 節，單節重量最高達12t。鋼筋籠加工過程中，要采用長線法來加工制作，另外還需要制作臺座。在具體操作環節，應該保證接頭搭接位置達到要求，能夠為后續施工提供基礎條件；在大直徑鋼筋籠施工環節，可以選擇使用槽鋼圓環施工方式，將鋼筋籠長度為2～3m處布置一道坎，以此確保吊裝時不出現偏移嚴重的問題；吊裝階段，要使用2臺設備同時完成，然后使用槽鋼圓環制作成鋼筋加強箍裝置，每個裝置之間間隔2～3m，通過履帶吊車逐漸將鋼筋籠吊起，并且合理布置樁位，然后按照要求進行安裝[4]。

3.5 混凝土灌注

3.5.1 導管安裝

鋼筋籠下放到規定位置后，要直接放入導管中。安裝完成后，需測試其抗拉性能與水密性，同時還需要檢查導管是否達到了通暢性的要求。導管的下放施工應逐段進行，以確保其與孔底位置相隔40cm，避免導管尺寸過長的情況。

3.5.2 二次清孔

導管安裝結束且質量檢查全部合格后，施工人員需要使用測繩檢查孔底沉渣厚度；灌注施工開始前，需要將孔底沉渣徹底清除，保證其厚度不能超過5cm。如果不能達到技術要求，則需要實施二次清孔處理，直至達到工程技術標準要求為止。清孔施工結束后，需安排監理工程師對其進行全面檢查，全部達到規定要求后才能將清孔設備移走，并在準備充足后開始灌注施工。

3.5.3 澆筑水下混凝土

樁基混凝土澆筑階段，應用C30 水泥制作混凝土，并在澆筑施工前檢測塌落度，保證其不超過20cm，且緩凝時間不能超過600min。與此同時，導管安裝前應該檢查其密封性，確保導管和孔底保持至少80cm的間距，然后在導管上部安裝8m3的漏斗，再應用吊車將8m3的混凝土封灌固定處理[5]。上述工序結束后，就能夠保證澆筑連續進行，實施水下澆筑施工。另外，還要嚴格控制澆筑施工的壓力，確保其在技術要求范圍內，澆筑結束后，應用振搗棒進行攪拌處理，以達到樁基結構的穩定性與完整性。除此之外，在澆筑施工環節還需要保證混凝土澆筑與樁身的間隔距離為5m，控制漏斗口與混凝土面距離≥5m，以更好地保證樁頭混凝土質量達到要求，滿足大直徑鉆孔樁施工的要求。

4 結語

大直徑鉆孔樁施工技術是當前公路橋梁中的關鍵性技術，其對于提高工程經濟效益、滿足交通運輸需要起到了積極的促進作用，并且被大量應用到實踐中。在具體操作的過程中，施工人員需要全面深入現場進行地質勘察，嚴格控制材料、設備，提升人們的安全防范意識，切實提高橋梁工程的基礎穩定性，充分發揮出大直徑鉆孔樁施工技術的效果，最終提升橋梁工程的質量和效率，促進我國公路橋梁事業的發展。