高速公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術

魏沖

【摘要】本文以實際工程為例，通過對實際工程進行總結分析，結合自身施工經驗就樁基施工技術進行探討。

【關鍵詞】高速公路;橋梁鉆孔灌注樁;施工技術

橋梁建設在交通建設過程中有著舉足輕重的地位，而在高速公路橋梁建設施工中橋梁工程已將樁基作為其主要內容。鉆孔灌注樁在施工過程中常常受內外因素影響，而無法保證整體施工質量。因此，對鉆孔灌注樁技術進行深入討論，根據特定施工環境進行優化及完善，進而保證橋梁在運營中的安全。

1、工程概況

東帝汶Suai至Zumalai 高速公路為一條雙向四車道高速公路，全長30.355km。全線橋梁共計8座，樁基共計1018根，其中直徑1.2米樁基538根，直徑0.8米樁基480根，群樁基礎。海以馬努橋樁基樁長12米，直徑1.2米，樁基地質層含有巖石層，因此沖擊鉆機適合施工海以馬努橋樁基。

2、鉆孔樁的主要施工工藝流程

2.1施工準備和樁孔定位

樁基施工之前，在現場由測量班確定其軸線和各基樁中心，并設置好固定樁或控制樁，以便隨時校核。本橋位置常年水位不高，因此鉆孔樁施工平臺采用筑島土圍堰。由于項目位于熱帶，常有大暴雨，因此考慮到施工安全，圍堰需要高于最高水位1米。在施工鉆孔樁之前需要對圍堰頂層做好碾壓，頂層封水材料必須碾壓到與路基工程要求一致，同時做好排水橫坡，確保在施工過程雨水或施工用水不滲透到下面筑島土體中。在圍堰上需要布置鉆機， 圍堰大小需滿足實際施工需求。

2.2埋置護筒埋

護筒是位于孔口且中心線與樁孔一致的筒狀物，其作用是：1）定樁位，并作鉆孔導向;2）防止孔口土層坍塌;3）隔離孔內外表存水，并保持孔內水位高出地下水以穩固孔壁;4）充當測量基準。故此，埋置護筒要求準確，穩固。 護筒采用人工埋設，先放樣出護筒中心點，然后按直徑比設計直徑大20～40厘米，挖出深度 2.5 米的圓形土坑，放入護筒，控制護筒位置及垂直度，傾斜度不超過1%，平面誤差不超過5厘米，護筒高出圍堰頂面0.3米，在露出圍堰部分頂面采用C15混凝土硬化處理。

2.3安裝鉆機

根據施工平面布置圖平整、 穩固鉆機基礎，并進行試運轉檢查，以防止成孔或灌注中途發生機械的故障。本橋樁基施工采用沖擊鉆機施工，卷揚機牽引沖擊鉆頭鉆進施工。安裝鉆機時應特別注意保證樁身中心、轉盤中心和鉆機頂部的起吊滑輪緣、三者在同一鉛錘線上，其最大偏差為 2厘米。

2.4泥漿配制

土源采用現場合格的紅粘土，采用淡水進行泥漿拌制，現場設置一個6～8 方的泥漿池，用以泥漿拌制、儲存和循環。泥漿比重：入孔泥漿比重為1.1～1.3;在圍堰筑島層和土層與巖層結合處鉆進取大值，使孔壁能形成有效的泥皮，可以防塌孔。 黏度：圍堰筑島層19～28s，巖石層 16～22s，含砂率不大于 4%。膠體率不小于 95%，PH 值大于6.5。

2.5開孔鉆進

泥漿配置完成后，將泥漿池泥漿導入鉆孔樁，開始低擋慢速鉆進，使護筒腳處有牢固的泥漿皮護壁，鉆至護筒腳下1米后，方可正常進行鉆進。在鉆孔過程中，要時刻檢查地質情況，對不同的地質情況采用不同的鉆速、鉆壓、泥漿比重和泥漿量。開孔及土層中，采取短沖程、慢速鉆進，一方面確保開孔位置準確性，另一方面防止土層中發生塌孔;進入巖層50厘米后可以按正常速度鉆進。整個土層范圍及進入巖層50厘米范圍內泥漿比重控制在1.3左右，粘度控制在25s左右。進入巖層50厘米后泥漿比重控制在1.2左右，粘度控制在20s左右。鉆進和起落鉆頭速度要均勻，鉆孔應一次成孔，不得中途停頓，每進尺 3～4米，應檢查鉆孔直徑一次，并做好施工記錄。在鄰孔開始施工前，前一孔已灌注的混凝土強度應達到設計強度的50%以上，目的是避免相鄰孔壁坍塌和影響鄰孔已灌混凝土的凝結。

2.6成孔檢查

鉆孔深度達到設計深度時，采用全自動檢測儀對位置、深度、直徑和傾斜度進行檢查，確保各項指標符合規范要求。成孔是鉆孔樁施工中的重要工序，樁孔的各項指標是否符合要求，直接關系到基樁能否安全使用。

2.7清孔

清孔采用掏渣法和換漿法，先采用掏渣筒進行沉渣清理，然后把經處理過的泥漿注入孔內，置換出孔內攜帶沉渣渾濁泥漿。清孔應達到的要求：泥漿相對密度應不大于1.1，含砂率不大于4%，粘度 17～20s，沉渣厚度不超過5厘米。

2.8鋼筋籠加工及安裝

根據本橋鋼筋籠長度為13米，可以采取整體制作鋼筋籠，不需要分節，現場吊裝采用25 噸汽車吊即可滿足施工要求。

2.9導管及漏斗安裝

導管采用鋼導管，直徑為300毫米，導管使用前進行試拼和水密試驗。檢查每節導管有無明顯孔洞，檢查每節導管的密封圈情況。導管安裝應自下而上順序編號和標示尺度，導管長度按孔深和工作平臺高度決定。漏斗底下一到兩節導管設置 0.5米、1 米或 1.5 米作為調整節。導管采用螺旋絲扣型接頭，增加防水墊圈。漏斗采用 3mm 厚的鋼板制成，漏斗在混凝土灌注時使用，其容積應滿足首批混凝土數量。首批混凝土進入漏斗之前，用 8 號鐵絲將其固定在導管泥漿面處，要求隔水球與泥漿面之間無空氣柱。

2.10灌注混凝土

鉆孔樁施工的核心工序既是水下灌注混凝土，其施工質量將直接影響基樁質量，應予以高度重視。確保導管底部距孔底距離為0.25～0.4米，安裝好導管以后，進行二次清孔，孔底沉渣厚度符合要求后，開始灌注混凝土。應先將首批混凝土灌注到漏斗中，數量必須保證導管埋深不少于1米及導管內混凝土柱能平衡孔內泥漿水頭，經計算本樁首批混凝土數量不少于2.0立方。繼續灌注混凝土至樁頂，在灌注時，應及時測量孔內的混凝土面的位置，并及時調整導管口高度。其基本原則是：導管埋深一般不宜小于2m 或大于6m。混凝土面進入鋼筋骨架一定深度后，應適當提升導管，但導管埋深仍不小于2m。繼續灌注一定的混凝土，使孔內混凝土面超出設計樁頂 0.5～1米，以保證混凝土強度。測量水中混凝土面的高度利用測錘，測錘為圓錐形，使用鋼板焊砂填心。最后一車混凝土灌注完成后，及時用測錘探測混凝土高度，計算混凝土標高，滿足超出設計樁頂0.5-1米時，即可終孔。確認終孔后，緩慢提起導管，嚴禁快速拔出導管，避免混凝土頂面形成中空。等待一天時間，然后抽出孔內泥漿，回填鉆孔頂部，夯實，拔出鋼護筒，準備下一個樁基施工。

2.11鑿除樁頭

鑿除樁頭需要在混凝土強度達到設計強度70%之后進行，用手持式切割機進行切割，避免切斷鋼筋，后采用風鎬清除多余混凝土，注意掌握深度，避免損傷鋼筋。

3、施工中遇到的問題及預防和控制措施

（1）護筒冒水。護筒的外壁漏水，將導致基礎嚴重下沉，樁身傾斜和移位，導致鉆孔偏移，甚至無法繼續施工。原因：樁身周圍的土壤松散，護筒的水位差過大，或鉆頭在升降時碰觸周圍土體。預防和控制措施：在埋入護筒時，應選擇合理含水率的粘土，在周圍進行分層壓實。當鉆頭上升和下降時，應防止其與周圍土體碰撞。當發現護筒被水淹沒時，應立即停止施工，并使用粘土填充和加固周圍區域。如果護筒嚴重下沉或移位，則應重新進行安裝。（2）縮孔、擴孔。原因：坍孔或鉆錐擺動過大，造成擴孔;鉆頭磨損嚴重，補焊不及時，地層中有軟土層、粘土泥巖在鉆進過程中大量流向孔內造成縮孔。預防和控制措施：及時補焊鉆頭，采用的泥漿護壁要求優質且失水率要小。（3）孔壁塌陷。如果在排出的泥漿中不斷產生氣泡，或在鉆孔過程中發現泥漿突然大量損失，則表明孔壁可能已塌陷。孔壁坍塌有很多原因，如土質松散，護筒深度不夠，接縫不準確嚴密，并漏漿，泥漿比重太小。預防和控制措施：在松散的土層中，控制護筒埋置深度，護筒四周夯填密實，嚴格控制泥漿的比重和粘度。（4）過厚的樁底沉渣。造成原因：未能在二次清孔時清除過厚的樁底沉渣，在下放鋼筋籠過程中觸碰周圍土體，造成泥渣不斷下落，或因泥漿比重過小所造成的樁底沉渣難以上浮。預防和控制措施：二次清孔要徹底，下放鋼筋籠過程中要緩慢，嚴格控制中心位置，避免觸碰孔壁，選擇合適比重的泥漿進行清理。（5）鋼筋籠上浮。原因：導管在鋼筋籠下部時，混凝土澆筑速度過快，沒有采取有效措施固定鋼筋籠，在澆筑混凝土時，混凝土產生的沖擊力使鋼筋籠上浮。預防和控制措施：導管在鋼筋籠下部時，對鋼筋籠采取有效的加固措施，嚴格控制混凝土澆筑速度，澆筑過程中及時檢查鋼筋籠標高，出現上浮時立即采取措施糾正。

結語：

本文總結了沖擊鉆鉆孔灌注樁主要施工過程及施工中遇到的部分問題及處理方法，得到了沖擊鉆施工樁基的成功經驗，為以后灌注樁施工的成功實施打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]DG-TJ08-202-2017，鉆孔灌注樁施工規程[S].

[2]JTG/TF50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].