市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工技術研究

陳賢濤

（廣東如一建設科技有限公司）

0 引言

市政橋梁工程是城市基礎設施建設的重要組成部分，在橋梁工程的建設中，基礎部分的施工對于工程項目質量具有關鍵影響。在市政橋梁工程基礎施工過程中，鉆孔灌注樁施工技術屬于一種應用較為廣泛的技術類型，在其應用過程中，需要充分把握其中的關鍵技術要點。

1 鉆孔灌注樁施工技術概述

鉆孔灌注樁施工技術是指在施工過程中，在基坑內部通過鉆孔并放置鋼筋籠、澆筑混凝土等方法制樁，增加結構強度的施工方式，在路橋工程施工等方面應用較為廣泛，其中灌注樁可以根據成孔方法的區(qū)別分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁以及挖孔灌注樁等類型[1]。此種施工技術的主要優(yōu)勢在于成本較低、適用性強、抗震性能與承載能力高，能夠適用于多數橋梁工程的施工。鉆孔灌注樁施工技術的應用要點在于保持基坑平整，而對土質與氣候條件的要求相對較低，因此可以應用于河道、海床位置的橋梁工程。應用此技術前，需要事先對施工現場土質條件與周邊環(huán)境等因素作出詳細考察，同時保證施工現場基層的平整度，確保灌注管樁與基坑保持垂直。并根據實際施工要求設置鉆孔深度。鉆孔灌注樁施工流程如下：

場地準備→樁位放樣→埋設護筒→制備泥漿→鉆架與鉆機就位→鉆孔→終孔并第一次清孔→安放鋼筋籠并下導管→第二次清孔→混凝土澆筑→成樁

2 現階段市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工技術要點

市政橋梁工程基礎施工中應用鉆孔灌注樁施工技術時，需要對其中的技術要點進行充分把握，以便提升工程質量。根據不同的施工步驟，主要包含以下技術要點。

2.1 施工準備工作

市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工開始前，應事先做好前期準備工作。在前期考察階段應充分掌握施工現場工程地質與水文地質資料，充分了解地下管線布局等信息。對施工過程中所需鋼筋、水泥、砂、碎石、泥漿等材料與機械設備進行質量檢查。施工開始前，需確保相關技術文件與施工方案編制全部完成并通過審核，施工技術人員及操作人員全部到位，并進行技術交底，還要對工程質量、安全、工期與環(huán)保等要求作出充分明確。施工場地準備過程中，應確保施工場地平整，施工場地坡度應小于6%，同時要保證樁基所在位置的整潔度，對場地內雜物進行清理，開展鉆孔樁樁位放樣，可以采用全站儀坐標法對樁位坐標加以明確，并作出相應的標記。

2.2 埋設護筒

護筒在鉆孔灌注樁施工過程中的作用主要包括固定樁孔位置、保護孔口、隔離地面水、防止塌孔與提高孔內水壓力等，成孔過程中能夠對鉆頭方向進行有效引導。護筒的制作材料一般包括鋼材與鋼筋混凝土材料兩種，應根據工程具體需求作出合理選擇，通常情況下鋼制護筒厚度為4mm～8mm，鋼筋混凝土護筒厚度為8cm～10cm，在護筒上部應設置1～2 個溢漿孔。護筒內徑應確保大于鉆孔樁設計直徑200mm 以上，其中在采用回轉鉆機鉆孔時應加大200mm～300mm；采用沖擊鉆與沖抓鉆進行鉆孔時應加大300mm～400mm。護筒的埋設過程中，埋設深度一般在2m～4m，深度的設置上還應充分考慮橋梁設計要求以及樁位的水文地質條件。為了防止孔口周圍受到水浸導致塌孔，護筒頂面應超過地面0.2m～0.5m，高度上應滿足孔內泥漿面高度要求。埋設護筒時可以采用挖埋、錘擊、振動、加壓等埋設方法，埋設過程中應避免孔口的開裂與傾斜問題，埋設結束后要對孔口周圍進行分層填壓夯實。

2.3 泥漿制備

鉆孔灌注樁施工過程中，采取泥漿護壁對于提升樁基施工質量具有顯著效果。進行泥漿制備時，需要對泥漿的組成成分加以準確控制。泥漿的制備原料主要包括水、粘土與添加劑。其中制備用水的PH 值應在7～8 之間，并控制好雜質含量。粘土或膨潤土的塑性指數應大于25；粒徑在0.005mm 以內；顆粒含量應大于總量的50%；相對密度在1.1～1.5 范圍內。添加劑可以選擇純堿、丹寧、拷膠液等，能夠起到促進顆粒分散、防止凝聚下沉、降低粘度等作用。制備過程中水土比例通常在l：l 左右。泥漿制備完成后應做好比重、粘度與含砂量的檢測，確保符合工程要求。粘度上一般地層應在16～20s，松散地層為18～28s；新制泥漿含砂率在4%以下[2]。

2.4 鉆孔及清孔施工

2.4.1 鉆孔

在鉆孔施工開始前，應事先安裝好鉆架與鉆機。鉆架確保能夠承受鉆具及其他輔助設備的重量，并保證鉆孔過程中成孔中心能夠對準樁位中心，同時保持鉆架的穩(wěn)定性，避免施工過程中出現沉降或位移。鉆架安裝就位后，應將底座用枕木塞實，頂部采用纜風繩進行固定。鉆孔施工技術可以根據施工工藝分為沖擊鉆機鉆孔、全套管沖抓成孔、正循環(huán)鉆孔、反循環(huán)鉆孔、旋挖鉆機鉆孔等技術類型。具體施工過程中應根據土質條件對成孔方式與所用設備作出合理選擇。成孔方式與適用土質條件如表1 所示。

鉆孔施工過程應根據施工工藝的差別選用不同的質量控制方法。例如在應用沖擊鉆成孔技術時，需要采用低錘密擊施工方法，確保保持孔內泥漿面穩(wěn)定，并采用必要措施防止發(fā)生擾動孔壁、塌孔、擴孔、卡鉆、泥漿流失等事故。每鉆進4m～5m 應進行一次驗孔，同時在更換鉆頭前以及容易發(fā)生縮孔位置也應進行驗孔并記錄。沖孔時如果出現斜孔、梅花孔與塌孔等情況，應在處理完成后才能繼續(xù)進行施工。而在應用正、反循環(huán)鉆孔時，應根據泥漿補給情況控制鉆進速度，保持鉆機穩(wěn)定。在鉆孔達到設計深度后，應保證孔底沉渣厚度符合設計要求，設計未作要求的情況下，端承型樁沉渣厚度應在100mm 以內；摩擦型樁沉渣厚度應在300mm 以內。

表1 成孔方式與適用土質條件

2.4.2 驗孔與清孔

開展驗孔工作時，需要事先將測量繩捆綁于栓孔器頂部，并利用鋼絲將栓孔器向井底下方，在栓孔器到達井底后通過米尺對樁基中心與鋼絲強間距離進行測量，而后除以測繩讀數求出孔斜率[3]。其中，要利用鋼尺對樁基平面位置作出確定，確保孔中心平面位置不超過50mm；傾斜度＜1%同時不超過50cm；孔徑應大于設計樁徑，孔深超過設計深度50mm 以上。在驗孔合格后可以采用換漿法進行清孔工作，向孔內壓入比重為1.03～1.10 的泥漿，對原有泥漿進行置換，并保證置換后泥漿粘度在17～20s，膠體率＞98%。置換過程一般需要3～5h，最后應對比重進行檢測，確保含砂率＜2%。清孔完成后需要立即開展鋼筋籠下放施工。

2.5 鋼筋籠與導管安裝

進行鋼筋籠的制作時，需要充分重視鋼筋接頭施工，施工過程應確保符合JGJ 107－2016《鋼筋機械連接通用技術規(guī)程》的規(guī)定。接頭鋼筋截面的面積應小于總截面面積1/2，同時在進行連接時，混凝土保護層厚度也應確保符合規(guī)定，連接間距不應小于鋼筋直徑。鋼筋籠制作完成后，應采用兩點吊裝方式進行吊裝，其中第一吊點應位于骨架下部，第二吊點位于骨架中部。起吊時按照先起吊第一吊點，后起吊第二吊點的順序進行。在吊放鋼筋籠入孔時，應避免與孔壁發(fā)生碰撞，就位后應采取加固措施對鋼筋籠進行固定。導管安裝時應選用直徑20cm～30cm、節(jié)長2m 的導管，確保導管內壁光滑、接口密封性良好。導管軸線偏差應在孔深的0.5%以內，同時不超過10cm。安裝前應對導管性能進行測試，確保不存在漏水現象。在鋼筋籠下放結束后對導管進行連接并下放，深度在導管口底部距離孔底0.3cm～0.5m位置。吊放應盡可能保證導管垂直，并且位于孔中間位置。

2.6 混凝土施工

混凝土施工主要包括混凝土的配比與灌注兩部分。其中應用于灌注樁的水下灌注混凝土應選用預拌混凝土，骨料粒徑應在40mm 以內，坍落度在180mm～220mm范圍內。在進行灌注前，應事先進行二次清孔，對樁底部沉渣進行清理。開始灌注混凝土時導管底部至孔底距離應在300mm～500mm；導管首次埋入混凝土灌注面以下不應小于1m，并且導管埋入混凝土深度應處于2m～6m范圍內。在灌注水下混凝土過程中，需要保證連續(xù)施工，對提拔導管速度進行控制，應注意避免將導管提出混凝土灌注面以外。樁頂混凝土澆筑完成后應高出設計標高0.5m～1m，確保樁頭浮漿層鑿除后樁基面混凝土達到設計強度。此外，混凝土澆筑后應對溫度進行合理控制，在氣溫低于0℃時應采取保溫措施，而在氣溫超過30℃時應適當采取緩凝措施。

3 結論

市政橋梁工程建設是基礎設施建設的重要部分，在其基礎施工過程中，鉆孔灌注樁施工技術具有良好的應用效果。具體應根據工程的設計要求，采用合理的施工技術，從而最大程度提高工程質量。