公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用剖析

魏富鴻

【摘? 要】鉆孔灌注樁施工作為公路工程施工當(dāng)中常用的一項技術(shù)，是保障工程質(zhì)量的重要技術(shù)。論文以太行山高速公路京蔚段項目工程為例，對該工程施工中鉆孔灌注樁的技術(shù)應(yīng)用情況加以分析，同時對其中常見的問題給出一些解決方案。

【Abstract】As a common technique in highway construction， bored pile construction is an important technique which can ensure the quality of engineering. Taking the Taihangshan Expressway Jingwei Section as an example， this paper analyzes the technical application of bored pile construction of this project， and gives some solutions to the common problems.

【關(guān)鍵詞】公路橋梁工程;鉆孔灌注樁施工;施工技術(shù)

1 工程概況

該工程位于涿鹿縣的南部山區(qū)，按照工程的地形地貌可分為兩部分：一是山地丘陵工程地質(zhì)區(qū);二是洪積河谷工程地質(zhì)區(qū)。

該標(biāo)段起訖里程為K21+000～K65+720，長44.7km，挖方193.5萬m3，填方571.9萬m3。橋梁14座，合計4649m，其中大橋長21座合計3122m、中橋長21座合計1369m、車行天橋2座合計158m。路面底基層77.89萬t、路面下基層74.2萬t、路面上基層71.27萬t，瀝青混凝土柔性基層42.17萬t（12cmATB-25），瀝青混凝土中面層20.99萬t（6cmARHM-20），瀝青混凝土上面層13.93萬t（4cmAC-13C），橋梁瀝青層5.74萬t。房建工程19827m2/6處。

2 鉆孔施工的技術(shù)流程分析

2.1施工流程

在公路橋梁當(dāng)中運用鉆孔灌注樁的施工流程具體如下：場地平整→定樁位→埋設(shè)護筒→鉆孔→檢測孔質(zhì)量→清孔→安裝鋼筋籠→灌注混凝土→移除護筒→清理樁頭[1]。

2.2 準(zhǔn)備工作

在施工開始之前，施工人員應(yīng)當(dāng)首選對場地的地質(zhì)狀況進行考查和分析，并向設(shè)計單位遞交和地質(zhì)考查分析相關(guān)的檢測報告，設(shè)計單位根據(jù)報告制定施工圖紙和施工方案。在施工開始之前，應(yīng)當(dāng)確保場地平整無雜物，及時清理場地中的垃圾，夯實場地中的軟土層，做好施工準(zhǔn)備工作。

2.3 鉆孔灌注樁施工中的技術(shù)重點

2.3.1埋設(shè)護筒

完成樁位設(shè)定之后，便可對護筒進行埋設(shè)。埋設(shè)的護筒為鋼制護筒，采用8mm厚的不銹鋼板，施工過程中采用卷制設(shè)備將不銹鋼板卷制為護筒后進行埋設(shè)。該工程中將護筒的直徑設(shè)定為超過樁基直徑15cm。護筒的埋設(shè)深度由場地的土地性質(zhì)決定，如果場地中的土壤存在大量的沙和碎石等，呈現(xiàn)出較為干燥的狀態(tài)時，則控制的埋深應(yīng)當(dāng)小于2m;如果場地的土地較為濕潤，存在大量的淤泥、軟土等，場地整體的土層較為松軟，則為了保證護筒的穩(wěn)定性，埋設(shè)深度不能小于3m。護筒在埋設(shè)時應(yīng)當(dāng)保證垂直放置和埋設(shè)，盡量防止出現(xiàn)傾斜，如出現(xiàn)傾斜應(yīng)當(dāng)保證垂直方向上的傾斜誤差小于1/150。

2.3.2鉆孔泥漿護壁

鉆孔的泥漿以黏土為主要材料進行配制，制作泥漿池時，應(yīng)當(dāng)保證泥漿的比重控制在1.2～1.4，向護筒中灌注泥漿時，泥漿的頂部標(biāo)高應(yīng)當(dāng)始終不得低于地下水位。由于場地地下各部分的土層結(jié)構(gòu)不同，因此，在灌注時，施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)前灌注深度所對應(yīng)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)整泥漿的組分，以保證泥漿的性質(zhì)能夠契合地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。泥漿的重要指標(biāo)有膠體率、含砂率、黏度和比重。為提升灌注中泥漿的利用效率，可專門設(shè)置沉淀池，將鉆孔中流出的多余的泥漿導(dǎo)入沉淀池中，經(jīng)過沉淀去除其中的雜質(zhì)，重新轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫哪酀{。

2.3.3鉆孔作業(yè)

鉆孔作業(yè)所用的設(shè)備以沖擊鉆為主，鉆孔一般使用十字形鉆頭。在鉆孔之前，應(yīng)當(dāng)檢查固定的沖擊鉆的位置，保證擊錘的中心和樁體的中心相重合，防止鉆孔出現(xiàn)傾斜。沖擊鉆的鉆探范圍在護筒內(nèi)部和護筒腳下的3m之內(nèi)，在鉆探過程中應(yīng)當(dāng)注意是否存在超鉆。鉆探時，應(yīng)當(dāng)將沖擊鉆的鉆探方式設(shè)置為小沖程、高頻率，防止過度鉆探導(dǎo)致穿孔或塌孔。在鉆探的過程中，應(yīng)當(dāng)經(jīng)常注意清理鉆頭上的泥土和雜質(zhì)，防止雜物影響鉆探效果，在淤泥較多的土層中應(yīng)當(dāng)特別注意。在鉆探時，鉆探的最大沖程一定小于3m，防止出現(xiàn)過鉆或穿孔。為確定最大沖程，在鉆探之前可以先用鋼絲繩在樁體上做好標(biāo)記，并時刻注意鉆探的過程。鉆孔過程中應(yīng)當(dāng)注意觀察孔內(nèi)的水位，當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)的水位過高時，應(yīng)當(dāng)立刻停止鉆探并及時清除孔內(nèi)的水，將水位控制在不超過護筒的頂端。每鉆進4～6m時應(yīng)當(dāng)更換一次鉆錘，同時對鉆孔情況進行檢查，檢查鉆孔質(zhì)量以及鉆孔的深度和孔內(nèi)的水位等信息，并做好記錄。

2.3.4清孔

吹氣清孔流程如圖1所示。清孔的目的主要是為了清除孔內(nèi)在鉆探過程中沉積的殘渣，因此，采用圖1中的空氣導(dǎo)管的形式將殘渣吹出。空氣導(dǎo)管最好選擇厚度為3mm左右的無縫鋼管，采用膠墊進行接頭，清孔完成后應(yīng)當(dāng)檢查孔的水密性，水密性合格的孔才能認(rèn)定為質(zhì)量合格。

2.3.5制作鋼筋籠

鋼筋籠的制作可以在鉆孔期間同步進行，可以提升施工效率。制作鋼筋籠通常需要使用起吊設(shè)備，因此，鋼筋籠的骨架大小和重量應(yīng)當(dāng)控制在起吊設(shè)備的承受能力之內(nèi)。制作鋼筋籠采用？準(zhǔn)25的鋼筋，按照分段焊接的方式，將鋼筋焊接在主筋上，完成鋼筋籠的制作。制作鋼筋籠之前應(yīng)當(dāng)先制作鋼板胎膜，在胎膜中制作鋼筋籠以保證其穩(wěn)定性。在鋼筋籠制作完成后，利用起吊設(shè)備將其吊離胎膜，并安裝到指定的位置。

2.3.6灌注混凝土

樁基中的混凝土一般采用導(dǎo)管灌注的方式，首先應(yīng)當(dāng)按照工程的要求將混凝土拌合完畢后，由專用的運輸車運輸?shù)绞┕龅剡M行灌注。灌注的導(dǎo)管由厚度為8mm的鋼板卷制而成，采用分節(jié)安裝的方式組裝為長導(dǎo)管。分節(jié)的長度可以為1～3m，具體長度根據(jù)孔的深度確定。為保證導(dǎo)管的穩(wěn)定性，分節(jié)數(shù)量應(yīng)當(dāng)控制在4節(jié)以下。導(dǎo)管分節(jié)之間采用法蘭螺栓牢固連接。在開始灌注之前，應(yīng)當(dāng)先用水進行模擬實驗，確定導(dǎo)管不漏水后再進行混凝土的灌注。灌注時，導(dǎo)管的下端距離孔底的距離應(yīng)當(dāng)控制在25～40cm。

3 鉆孔灌注施工技術(shù)應(yīng)用的常見問題處理方案

3.1 坍孔

倘若坍孔的程度并不嚴(yán)重，則可以進一步增加護筒的埋深，同時在護筒的周圍填土，確保護筒周圍的土層足夠牢固后重新進行鉆進，鉆進的過程中應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提升泥漿的比重，同時提升水位，防止鉆進過程中出現(xiàn)進一步坍孔。如果坍孔的范圍較大或情況較嚴(yán)重，則應(yīng)當(dāng)先停止鉆進，向孔中加入一定量的黏土并觀察孔的情況，當(dāng)孔的情況穩(wěn)定后重新進行鉆進，但應(yīng)當(dāng)控制鉆進的速度。

3.2 鉆孔偏移

此問題的原因多為鉆探設(shè)備的安裝不到位出現(xiàn)傾斜，因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆孔偏移時，應(yīng)當(dāng)首選停止鉆進，并檢查設(shè)備的狀態(tài)，如果設(shè)備的安裝位置出現(xiàn)偏移，則應(yīng)當(dāng)重新安裝設(shè)備，并對其進行進一步固定。當(dāng)鉆孔偏移的程度較小時，可以在重新暗轉(zhuǎn)設(shè)備后繼續(xù)鉆探，但當(dāng)偏移程度過大時，應(yīng)當(dāng)用土石方填孔，并重新進行鉆探。

3.3 卡鉆

卡鉆的原因是鉆孔過程中存在堅硬巖石或其他的雜質(zhì)阻塞鉆頭，當(dāng)出現(xiàn)卡鉆的問題時，應(yīng)當(dāng)立刻停止鉆探，并將鉆頭以較低的速度上下來回提升，使鉆頭擺脫阻塞。當(dāng)無法進行上下提拉時，可以用小型沖擊鉆對鉆頭兩側(cè)進行沖擊，當(dāng)鉆頭松動后重新進行提拉。提拉鉆頭后應(yīng)當(dāng)檢查鉆頭的狀態(tài)，如果磨損嚴(yán)重或損壞應(yīng)當(dāng)及時更換，同時檢查卡鉆處的土層結(jié)構(gòu)，一般都會存在探頭石或垃圾等，發(fā)現(xiàn)探頭石后利用小型沖擊鉆對其進行粉碎，或者清除垃圾后重新進行鉆探。

4 結(jié)論

本研究選擇延崇高速Y3項目工程為研究對象，分析了埋設(shè)護筒、鉆孔泥漿護壁、鉆孔、清孔、制作鋼筋籠和灌注混凝土等鉆孔灌注施工過程中的施工技術(shù)。針對鉆孔施工中容易發(fā)生的坍孔、鉆孔偏移以及卡鉆的問題，提出了相應(yīng)的解決方法，期待能夠為我國公路橋梁的施工提供參考。

【參考文獻】

【1】龐春燕.公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術(shù)及其質(zhì)量控制分析[J].中國科技投資，2017（17）：126.