橋梁施工鉆孔灌注樁施工技術應用分析

文/鄒瑋、胡百沐

1 橋梁施工鉆孔灌注樁施工技術特點分析

鉆孔灌注樁技術的特點非常明顯，它可以應用到很大的范圍內，并且能夠滿足橋梁工程施工的需要。首先，該技術施工噪音比較小，直徑與深度都比較大，最大灌注樁深度可以達到300m以上；其次，該技術采用樁身擴擠方式進行施工，可以提高樁體的承載力與強度，滿足工程的應用需要。由于樁間距相對較大，所以設計過程中并不需要考慮到成樁效應造成的影響。施工中可以通過原地成樁的作業方式，優化施工流程，有效降低配筋率；最后，在施工中應該綜合分析各個方面的樁身質量影響因素，避免在施工中存在斷樁或者縮徑等嚴重質量問題。此外，在摩阻力的影響下，鉆孔灌注樁施工難度比較高，會給施工的質量和效果造成影響；而且樁長靈活性較高，需要利用基礎沉降方式控制施工質量[1]。

2 工程概況

某高速公路橋梁的長度為985m，設計為雙向四車道的形式，設計時速為100km/h。該工程的地質勘察后發現，風化砂巖以淺紫紅色的顏色分布，顏色較為均勻，干燥度比較好，結構形式完整性高，巖石硬度相對較高，設計鉆探深度內沒有發生穿透的情況。經過綜合分析后確定，使用鉆孔灌注樁技術進行橋梁基礎結構部分的施工。橋墩下基礎為Φ1200 鉆孔灌注樁，共32根。

3 鉆孔灌注樁施工技術

3.1 施工準備

3.1.1 橋梁工程施工前，要分析和研究各個方面資料，比如設計圖紙、施工工藝、地質勘察報告等，結合項目施工方案，制定出切實可行的安全和質量管理措施。

3.1.2 加強現場的整理與處理工作。如果鉆孔樁基礎在水中，需要設置工作平臺以便開展施工；如果樁基礎處于陸地上，要進行現場雜物清理，保證施工質量合格。

3.1.3 設置護筒。護筒埋設施工階段，軸線要和樁位中心進行對正處理。護筒周邊和底部應該保持緊密接觸，通常要保證護筒偏差不會超過5cm，傾斜度偏差確保在1%以下。在不具備護筒包含的條件下，工程人員不能隨意進行鉆孔作業施工；如果必須進行施工，應該采用必要的保護處理措施，確保護筒的質量合格。

3.1.4 制作泥漿。泥漿生產制作階段，應該將打碎后的黏土全部都投入護筒結構內，然后再通過沖擊錐進行沖擊制漿作業。在黏土進行攪拌泥漿處理，符合要求后就可以進行鉆孔作業。

3.1.5 鉆機就位。護筒埋設施工后，檢查要符合標準要求，然后進行鉆機安裝就位作業。鉆錐中心應和樁位中心對正，通常來說其對中偏差不能超過5cm。

3.2 鉆孔施工

該工程項目中，鉆孔施工采用的是沖擊鉆機進行鉆孔作業。通常來說，沖擊鉆機可以應用的鉆頭比較多，主要是實心錘、空心錘等。為了避免在施工中因為振動而導致相鄰孔壁發生坍塌的情況，要在相鄰孔的混凝土膠州結束后達到強度的標準要求再進行鉆孔作業。在鉆孔施工環節，需要使用小沖程開孔作業方式，鉆孔的孔壁要達到順直度的要求，在鉆入規定深度超出鉆頭全高加沖程后開始進行沖擊施工[2]。

3.3 清孔

為了有效地清理沉渣，要做好清孔作業施工，避免因為沉渣嚴重造成樁體承載力不合格。清孔施工的目標是要確保泥漿的流動性達到要求，能夠發揮底部沉渣沖擊作用，直接將沉渣帶出孔外，保證沉渣全部清理干凈，使清孔與排渣施工質量合格。泥漿黏度17～20min，含砂率小于6%，膠體率超過90%，施工開始前要做好施工范圍內的材料選擇和使用管理，應用符合要求的施工材料，選擇合適的施工工藝、機械、材料等，嚴格控制配合比參數，達到工程質量的標準和要求。需要注意的是，在清孔施工環節還需二次清孔處理，二次清孔也是采取高壓水槍對孔洞進行清理，完畢后測量孔洞直徑是否達到鋼筋籠的安裝要求。

3.4 鋼筋籠的制作和下放

鋼筋籠在制作完成后，要進行抗拉強度試驗、冷彎試驗以及焊接性能試驗等方面試驗，在全部達到要求的基礎條件下應用到工程中。鋼筋應用前，要做好表面清理，保證不會存在油漬、漆皮等雜質，確保不會有彎曲的質量缺陷。鋼筋骨架成型前，要進行鋼筋的調直作業。為了確保鋼筋籠骨架的強度合格，需要在骨架結構中間隔2～3m 安裝一道加強箍筋。在清孔作業結束后，應該把制作完成后的鋼筋籠分段吊入樁孔結構中，前后兩端鋼筋孔要保證孔口部位進行對接作業，通過焊接方式固定結構。在鋼筋籠下入規定深度后，做好孔口固定施工，防止在灌注混凝體階段出現上浮的情況。

3.5 灌漿混凝土

3.5.1 本次工程中，應用的混凝土灌注施工的導管直徑20cm。導管正式投入應用前，要做好導管焊縫檢查處理，然后通過封閉水壓試驗，使管道質量合格。

3.5.2 導管的底部應比孔底高出30～40cm的高度。灌注施工環節，導管埋設到混凝土深度2～3m的支架，導管上部應該安裝振動器裝置。混凝土灌注環節，導管提升應該做到緩慢、均勻的要求。

3.5.3 開管混凝土數量應該保證導管埋入深度達到要求，同時要準備足夠混凝土施工材料。

3.5.4 混凝土的灌注環節要實現連續進行，如果因為意外因素導致中斷，中斷時間要控制在30min以內。灌注到達頂部后，要做好超灌處理，確保頂部標高超出設計標準0.5m以上[3]。

3.6 清理樁頭

樁頭部位的混凝土強度達到設計標準的25%后，要把護筒全部拆除掉，然后將樁頭部位的多余混凝土進行鑿除處理，保證其達到設計標高的要求。為了使樁身質量符合標準，在樁頭清理中可以采用人工清理作業方式，不能應用爆破方式進行。

4 鉆孔灌注樁施工階段主要問題分析

4.1 鉆孔時容易發生塌孔的問題

鉆孔階段出現塌孔的問題比較普遍，主要導致原因如下所示：其一，土質條件比較差，鉆孔施工環節要有堅固性的基底才能滿足質量標準，以承載灌注樁的重量。因此，需要尋找硬度較高的土質條件進行施工。但是從具體情況分析，施工團隊往往會忽視這一問題，選擇使用流砂或者軟淤泥的土質條件，導致基底穩定性不足，出現塌孔的問題；其二，泥漿比重失衡情況，泥漿制作中存在比例失調的情況，沒有及時進行鉆頭的冷卻與清洗處理，導致施工環境變化引發孔壁塌孔，施工質量難以達到要求。

4.2 鋼筋籠上浮問題

鉆孔灌注樁在具體實施中，鋼筋籠上浮的情況也是比較常見的質量缺陷，對工程的質量影響比較大。鋼筋籠的主要作用就是固形，通過鋼筋籠形狀來保持灌注樁的形狀。從這一方面分析，鋼筋籠的作用就是模具。但是在具體的施工中，鋼筋籠會因為混凝土的灌注施工而出現上浮問題，這種情況下對灌注施工的穩定性會產生不利的影響。鋼筋籠上浮問題很多都是因為混凝土傾注速度比較快造成的，鋼筋籠在擠壓作用的影響下導致其上浮；其次，灌注樁的直徑比較小也會造成鋼筋籠上浮，這是壓力方面的問題。面積比較小，承壓面積也會相應減小，鋼筋籠承擔了大部分壓力，所以受到壓力作用而上浮。

5 鉆孔灌注樁施工技術水平提升的主要措施

5.1 確定泥漿比例參數

有效預防發生鉆孔塌孔的質量問題，就要從以下幾個方面出發：

5.1.1 要結合當地的實際情況展開深入分析，選擇圖紙符合灌注樁的施工環境，如果環境條件比較差，就要做好松散和粉沙土鉆孔施工速度的控制，加入砂礫或者石子進行補充處理，有效預防發生鉆孔塌孔問題。

5.1.2 泥沙調和要符合規定比例的要求。施工團隊要充分了解現場和周邊的環境，分析泥沙調和中所存在的細微差異，結合具體情況確定最佳泥漿配比參數，從而保證泥漿質量合格，預防發生塌孔問題。

5.2 做好鋼筋籠維護管理工作

對于鋼筋籠上浮的問題來說，通常要從下面兩點出發進行控制：首先在合理范圍內控制混凝土塌落度，保證其符合要求，滿足流動性標準。通常情況下，混凝土塌落度比較小，流動性就會變差，在灌注施工中會給鋼筋籠造成比較大的壓力，這樣就會出現上浮的問題。因此，做好混凝土塌落度控制顯得尤為重要。從大量工程實際經驗分析發現，混凝土塌落度保持在20～22cm 之間可以產生最好的效果；其次，應該適當增加灌注樁的直徑和承壓面積，分擔鋼筋籠的強度。通過上述兩種方式聯合應用，可以有效消除鋼筋籠上浮的問題，提高施工的質量，保證施工效率符合要求。

5.3 采取措施消除導管堵塞問題

導管堵塞問題一般都會和混凝土凝固存在直接關系，因此在合適的范圍內應該適當增加混凝土輸送帶速度，這是極為重要的因素。施工團隊應該做好混凝土凝固時間的控制，在導管內成型前將其灌入樁體內。此外，做好導管清理也是極為關鍵的，在長期、連續的混凝土灌注施工下，應該適當增大灌注施工速度，避免有少量混凝土附著在管壁上，長此以往導致堵塞。所以，我們需要確定合適的清洗周期，做好導管沖洗處理工作，從根本上消除導管堵塞的缺陷。

6 結語

鉆孔灌注樁有著非常明顯的優勢，比如成本低、強度高等，可以滿足多種條件的應用，所以被大量應用到橋梁基礎施工中，但是要做好各個環節的控制，采用先進施工工藝，保證灌注樁質量合格，滿足橋梁的運行需要，為工程質量提升奠定基礎。