鉆孔灌注樁在橋梁工程中的施工技術及安全管理

劉德勇 鄭建

【摘要】鉆孔灌注樁施工技術是橋梁工程施工常用的技術，對橋梁工程的總體質(zhì)量有較大影響，但在具體應用過程中，涉及到的內(nèi)容比較多，施工要點也比較多，為向此技術的應用帶來了一定的難度。需要施工人員不斷提升施工技術水平，對施工中常見的問題高度重視，并加強安全管理，才能保證橋梁工程施工質(zhì)量。基于此，本文結合工程實例，先分析了鉆孔灌注樁在橋梁工程中的具體應用，然后提出了安全管理措施，希望對類似工程施工有一定的參考和借鑒。

【關鍵詞】鉆孔灌注樁;橋梁工程;施工技術;安全管理

【引言】橋梁工程是交通體系的主要組成部分，橋梁工程施工水平的高度，反映一個國家交通事業(yè)發(fā)展水平。隨著施工技術的不斷發(fā)展，很多先進技術被應用到橋梁工程施工，鉆孔灌注樁技術就是典型代表，將其應用到橋梁工程施工中，可滿足橋梁對基礎承載力和強度的需求，而且也可以加快施工進度，保證施工質(zhì)量，獲得更大的經(jīng)濟效益。但鉆孔灌注樁具有很強的系統(tǒng)性，每道工序環(huán)環(huán)相扣，任何一個環(huán)節(jié)控制不當，都會影響總質(zhì)量和安全性。基于此種情況，開展鉆孔灌注樁在橋梁工程中的施工技術及安全管理的研究就顯得尤為必要。

1、工程概述

某橋梁工程，總長度為2.14km，地質(zhì)條件復雜多變，各土層的厚度、物力力學性質(zhì)、各項指標的變化范圍較大，總體上呈現(xiàn)自然地面以下3.5m為素填土;3.5～6.5m之間是飽和灰色粉砂土，密實度略微較大;6.5～11.0m之間為流塑性飽和淤泥質(zhì)粘土;11.0～50.2m之間主要是粉砂土和粘質(zhì)粉。地基土質(zhì)結構比較松軟，無法承受橋梁上部結構自重，需要進行處理。為保證施工質(zhì)量和進度，采用了鉆孔灌注樁施工技術，效果顯著。

2、鉆孔灌注樁施工技術在橋梁工程中的應用

2.1 樁位放樣

樁位放樣是鉆孔灌注樁施工的第一步，也是比較重要的一步，放樣的精度，對后期施工質(zhì)量有較大影響。因此，本工程在施工中采用全站儀坐標法進行樁位放樣。護筒埋設完成之后，在護筒四周標記保護，樁位放樣的精度為±2cm。

2.2護筒埋設

在鉆孔灌注樁施工中，護筒的主要作用是固定樁孔的位置，并對孔口進行保護，避免雨季或者施工現(xiàn)場用水進入鉆孔中，防止發(fā)生塌孔現(xiàn)象。常用的護筒有兩種，一種的鋼筋混凝土護筒，另一種鋼制護筒，按照現(xiàn)場施工情況，選擇合適的護筒。鋼制護筒厚度要控制在4～8mm之間，鋼筋混凝土護筒厚度要控制在8～10cm之間，并在護筒上部設置2～4個溢漿液孔，保證護筒的內(nèi)徑略大于鉆孔灌注樁的直徑，比鉆頭直徑大20～30cm即可。

在護筒埋設之前，也要進行放線定位測量，本工程護筒開挖，選擇了挖埋法，降低開挖對孔口造成的擾動，護筒埋設完成之后立即用粘土回填，分層夯實。護筒埋設深度控制在2～4m之間，在特殊情況下，可略微加深埋設深度，以滿足孔內(nèi)泥漿面高度的需求，護筒要高出地面20～50cm，避免孔口四周浸泡，引發(fā)塌孔問題。本工程護筒入土深度示意圖如圖1所示：

2.3制備泥漿

在鉆孔灌注樁施工中，泥漿的主要作用是形成泥皮穩(wěn)定孔壁，懸浮鉆渣，潤滑鉆具。在制備泥漿時，要保證水的pH值在7～8之間，且水中不應含有其他雜質(zhì)。粘土的塑性指數(shù)要大于25，且粒徑小于0.005mm的粘土顆粒含量要大于總量的50%，相對密度控制在1.1～1.5之間。

2.4就位鉆架和鉆機

鉆架需要承受鉆機和其他輔助設備的全部重量，需要具有一定的剛度和高度，在整個鉆孔過程中，成孔的中心必須對準樁位中心，且架體必須保持平衡，嚴禁發(fā)生位移、傾斜及沉陷等問題。鉆架就位時需要詳細測量，確認到達要求再進行鉆機就位操作【1】。

鉆機在進入施工現(xiàn)場之前，需要進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，嚴禁帶病鉆機進入施工現(xiàn)場。本工程選擇了沖擊鉆成孔的方法， 鉆頭直徑可小于設計樁徑的2～3cm。待相鄰孔的混凝土強度達到2.5MPa以上之后，再進行鉆進。開始用小沖程鉆進，當鉆孔深度達到鉆頭高度時加大沖程，達到設計沖程，正常沖擊鉆進。邊鉆進邊檢查鉆孔的孔徑、傾斜度、護壁情況，發(fā)現(xiàn)問題及時停止鉆進，避免發(fā)生掉鉆、卡鉆等問題。

2.5第一次清孔

在鉆孔過程中必然會有部分泥漿、鉆渣沉入孔底，為保證施工質(zhì)量，在混凝土澆筑之前，需要將這些沉積物全部清理出來，以保證混凝土和底層能夠緊密結合，提升樁體的承載力。本工程第一次清孔，采用了抽漿清孔、換漿清孔、掏渣清孔三種方法相互結合，保證了清孔的清潔性。

2.6成孔檢查

當鉆進到設計標高之后，要提升鉆頭35cm左右，進行第一次清孔，將孔底沉渣全部清理干凈。嚴格控制鉆孔深度，不能用超鉆代替清孔。清孔完成之后，由現(xiàn)場工程監(jiān)理對鉆孔的深度、孔徑、傾斜度等進行檢測驗收，達到設計要求之后，才能進行下道工序施工【2】。

2.7制作和安裝鋼筋籠

鋼筋骨架需要每隔2m左右布置一道直徑不小于14mm的加強筋， 由于本工程鉆孔灌注樁數(shù)量較大，為保證鋼筋骨架的質(zhì)量，選擇了分段制的方法，制作完成后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行吊裝，在運行和起吊時，不能使鋼筋骨架發(fā)生變形。采用了鉆機塔架聯(lián)合起吊機的方法，將鋼筋籠放入鉆孔中，在整個下放過程中，要保證下放的垂直性，避免碰撞孔壁。本工程鋼筋籠吊裝施工示意圖如圖2所示：

2.8第二次清孔

當鋼筋籠下放完成后，靜置4小時，此階段泥漿不會發(fā)生擾動，會發(fā)生不同程度的沉淀，致使孔深小于設計鉆孔深度，需要進行第二次清孔。可采用真空循環(huán)系統(tǒng)進行清孔，通過泥漿泵提供動力將漿液壓入孔底孔口排出。

2.9灌注混凝土

灌注混凝土是鉆孔灌注樁施工的最后一步，也非常關鍵的一步，其施工質(zhì)量，對鉆孔灌注樁的總體質(zhì)量有較大影響。混凝土配制時，配制強度要比設計強度高出一個等級，并具有良好的和易性，通過多次配比試驗來確定最佳的配合比。本工程選擇了導管法灌注混凝土，將導管和漏斗中灌滿混凝土，保證導管下端埋入混凝土面以下80cm以上的位置，然后剪斷懸吊隔水栓鋼絲，促使混凝土拌合物能夠在自重的作用下快速排出球賽進入水中【3】。