橋梁施工中鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用研究

呂勇平LV Yong-ping

（廣州市高速公路有限公司，廣州510310）

0 引言

鉆孔灌注樁是橋梁下部結(jié)構(gòu)與地基連接的重要形式，鉆孔灌注樁的穩(wěn)定性，將直接對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著直接影響，只有夯實(shí)橋梁工程質(zhì)量，提升鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，基于技術(shù)視角，強(qiáng)化影響因素、技術(shù)要點(diǎn)、注意事項(xiàng)分析，加強(qiáng)工程質(zhì)量控制，以確保橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)得到高效應(yīng)用。

1 橋梁鉆孔灌注樁的技術(shù)因素

在橋梁樁孔灌注樁施工中，影響質(zhì)量的技術(shù)因素較多，在施工之前，必須加強(qiáng)對其的重視，以確保橋梁工程樁基質(zhì)量得到保障。第一，樁基荷載帶來的影響，橋梁結(jié)構(gòu)在承受荷載時(shí)，不僅有永久荷載，還有可變荷載，在施工中考慮可變荷載的影響，除永久荷載帶來影響外，還有偶然荷載也會帶來影響。可變荷載受到車輛制動、牽引形成的作用力。偶然荷載則是指自然災(zāi)害給鉆孔灌注樁帶來的影響。橋梁鉆孔灌注樁承受的荷載較大。第二，負(fù)摩擦力。若鉆孔灌注樁周圍的地層出現(xiàn)了沉陷，就在地層樁體中出現(xiàn)向下滑動的位移，在位移過程中，位移量大于樁基下沉的位移時(shí)，樁基側(cè)土將對鉆孔灌注樁形成向下的作用力，這個(gè)力就叫作負(fù)摩擦力，在施工時(shí)精確計(jì)算負(fù)摩擦力，降低負(fù)摩擦力帶來的影響。第三，樁的間距也會帶來影響，科學(xué)確定相鄰樁之間的間距，將群樁效應(yīng)引發(fā)的負(fù)面影響降低。此外，當(dāng)樁間距較小時(shí)，就會對施工帶來障礙，亦或是導(dǎo)致承載力下降，最小間距為樁頭直徑的3.5 倍。

2 橋梁鉆孔灌注樁的技術(shù)要點(diǎn)

橋梁鉆孔灌注樁施工時(shí)，嚴(yán)格按照圖1 所示的流程進(jìn)行施工，以下對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 放樣定位 在鉆孔灌注樁放樣定位時(shí)，施工人員加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖審核，緊密結(jié)合施工圖，在施工現(xiàn)場做好樁位坐標(biāo)計(jì)算、復(fù)核，將數(shù)據(jù)上報(bào)給測量監(jiān)理人員，在核準(zhǔn)后方能使用。在樁位放樣時(shí)，加強(qiáng)全站儀的應(yīng)用，對其放樣點(diǎn)位精度有效控制，在鉆孔灌注樁中心位置做好相關(guān)標(biāo)示。

2.2 埋設(shè)護(hù)筒 在完成放樣定位之后，護(hù)樁埋設(shè)，做好放樣結(jié)果的保護(hù)。施工現(xiàn)場護(hù)筒用厚鋼板制作，采用定位控制樁，對埋設(shè)護(hù)筒中心位置確定，護(hù)筒底部則是標(biāo)注十字線，將護(hù)筒位移之后，對其位置調(diào)整，保證其中心與中心孔的位置剛好重合，再到護(hù)筒周邊均勻回填，確保護(hù)筒不傾斜。在完成埋設(shè)護(hù)筒之后，頂部比施工地面高出30-50cm。注意的是，在放線定位之后和鉆孔之前，根據(jù)樁位開挖樁孔的表層土，做好護(hù)筒的埋設(shè)，在護(hù)筒的上部設(shè)置1 到2 個(gè)溢漿孔。護(hù)筒采用4 到8mm 厚鋼板制作，內(nèi)徑大于鉆頭直徑20cm，利用護(hù)筒對樁孔位置進(jìn)行固定，確保孔口得以保護(hù)，避免地面水進(jìn)入孔內(nèi)，降低孔內(nèi)水壓力，避免出現(xiàn)塌孔，在鉆孔時(shí)對鉆頭方向起到引導(dǎo)作用。

2.3 泥漿制備 在泥漿制備過程中，嚴(yán)格控制泥漿的含沙量和泥漿比重與泥漿粘度。泥漿池采用兩個(gè)排樁并共用，按照就近布置、兼顧環(huán)保原則，采用挖掘機(jī)開挖泥漿池和沉淀池，確保泥漿池與沉淀池分開，二者之間相互連通，再到護(hù)筒口部位開挖泥漿溝直至沉淀池。泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)。比如在容易坍塌的地層中，采用相對密度在1.02 到1.06 之間，粘度在16 到20 之間，含砂率不超過4%，打碎制備泥漿所需的粘土，攪拌成漿液之后，在降低成漿時(shí)間的同時(shí)促進(jìn)泥漿質(zhì)量的提升。把粉碎后的粘土投入套管之后，利用沖積錐進(jìn)行沖擊制漿，當(dāng)粘土沖攪為泥漿時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)確定泥漿配比，以確保性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

圖1 橋梁鉆孔灌注樁工藝流程

2.4 鉆孔與清孔作業(yè) 在鉆孔灌注樁鉆進(jìn)施工過程中，要做到鉆進(jìn)平穩(wěn)，切勿突然變速，若需發(fā)生變速亦不能過快，以預(yù)防出現(xiàn)孔壁和護(hù)筒被撞擊的情況出現(xiàn)，孔口周邊存在的安全隱患要清理，確保施工現(xiàn)場的安全。鉆孔過程嚴(yán)格控制中線和垂直度，在鉆進(jìn)過程中隨時(shí)對成孔存在偏斜與否進(jìn)行檢查，并及時(shí)糾偏。在清孔作業(yè)中，鉆孔深度、直徑、位置、孔形等均與成樁質(zhì)量、樁身的曲直有著直接的聯(lián)系，不僅在鉆孔過程中加強(qiáng)對其的觀測和監(jiān)督，在確保鉆孔符合設(shè)計(jì)深度的基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)情況判斷符合終孔條件，檢查其孔位、孔深、孔形、孔徑等技術(shù)參數(shù)。當(dāng)終孔完成檢查達(dá)標(biāo)后，做好孔底清理工作，預(yù)防泥漿沉淀導(dǎo)致鉆孔坍塌的情況出現(xiàn)。若摩擦樁的孔壁容易出現(xiàn)坍塌，在水下砼灌注之前確保沉渣厚度在30cm 之內(nèi)，孔壁不容易坍塌的話，沉渣厚度則在20cm 之內(nèi)。如果是柱樁，在射水或者是在射風(fēng)之前，確保沉渣厚度在5cm 之內(nèi)，清孔中采用的鉆機(jī)不同時(shí)則靈活地應(yīng)用，常見的清孔方法主要有正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)清孔與抽渣筒清孔。在抽孔內(nèi)泥漿時(shí)，孔內(nèi)所抽泥漿的粒徑在2mm 以下時(shí)方能停止，相對密度不大于1.1，含砂率不大于2%，黏度在17-20s 之間。完成鉆孔作業(yè)之后，采用鋼筋制作的探孔器進(jìn)行檢查，保持外徑和樁徑一樣大，長度是樁徑的4-6 倍。在檢測過程中，對其進(jìn)行起吊，保證孔中心、鋼絲線所在位置相同，再與鉆孔中心對準(zhǔn)之后，緩慢下放。只有在上下暢通的情況下，才說明孔徑與傾斜度滿足質(zhì)量要求。

2.5 鋼筋籠施工要點(diǎn)分析 在鋼筋籠施工中，嚴(yán)格按照公路橋涵施工規(guī)范，結(jié)合實(shí)際需求針對性地確定配筋方式。比如在彎矩最大的部位進(jìn)行配筋作業(yè)，或者是將鉆孔灌注樁的主筋插入樁底之中。這兩種方式結(jié)合實(shí)際確定。其中，前者比后者具有較強(qiáng)的安全性和合理性，后者比前者具有較強(qiáng)的便利性。在制作鋼筋籠時(shí)，選取專業(yè)的鋼筋加工基地進(jìn)行，確保其制作質(zhì)量達(dá)標(biāo)，對每個(gè)鋼筋籠做好編序，將其按照序號擺放，便于后續(xù)施工使用。加強(qiáng)對連接鋼筋的質(zhì)量控制，有條件的可采用專用套筒連接，若采用焊接方式連接，必須保證焊接質(zhì)量，采用雙面焊接，搭接長度不小于5 倍鋼筋直徑。在鋼筋籠的下入環(huán)節(jié)，利用吊車兩點(diǎn)起吊的方式，把骨架下端設(shè)為首個(gè)吊點(diǎn)，骨架中間往上的三分之一處作為其第二吊點(diǎn)，在鋼筋籠下放之前在主筋與箍筋上綁扎鋼筋砼墊塊，將鋼筋籠保護(hù)層厚度增加，在下放鋼筋時(shí)，做好下放速度的控制，預(yù)防出現(xiàn)孔壁被鋼筋籠撞擊，確保孔的穩(wěn)定性得到保障。

2.6 澆筑混凝土 在混凝土澆筑之前和清孔結(jié)束之后，安裝砼漏斗和隔水膠球，把導(dǎo)管提升距孔底50cm 處，在砼初灌量控制時(shí)，要確保埋設(shè)導(dǎo)管的80 到130cm 處。在每次澆筑混凝土?xí)r，根據(jù)規(guī)定對坍落度進(jìn)行測試，對孔口進(jìn)行隨機(jī)取樣后留置試塊，在試塊上將樁號和日期以及混凝土的標(biāo)號等標(biāo)注后，放入標(biāo)養(yǎng)室中養(yǎng)護(hù)4 周。澆筑至樁頂標(biāo)高時(shí)，大于設(shè)計(jì)標(biāo)高50-100cm，每澆筑50m3就要有一組試件，當(dāng)樁的體積小于50m3時(shí)，每根樁都要設(shè)置一組試件。當(dāng)完成混凝土澆筑之后，將吊筋隔斷，在空孔部位做好回填，對混凝土的坍落度進(jìn)行檢查。

3 注意事項(xiàng)

掉鉆、孔壁坍塌、鉆孔偏斜、斷樁等技術(shù)質(zhì)量問題是鉆孔灌注樁施工中較為常見的問題，須在施工中加以重視，在下列技術(shù)問題方面經(jīng)常忽視，筆者將其進(jìn)行簡要分析。

一是在豎向澆筑混凝土灌注樁時(shí)，深度線性的增加導(dǎo)致極限端阻力被增加。加上持力層埋設(shè)的深度又直接對樁長度帶來影響，在持力層施工時(shí)，確保其滿足單樁承載力的施工要求，確保安全度，加強(qiáng)對其沉降量的控制，差異沉降與規(guī)范要求相符。但是不同的鉆孔灌注樁類型在持力層方面的要求也有所不同，加上從持力層好壞也具有相對性，結(jié)合實(shí)際加強(qiáng)對其的優(yōu)化和完善。以施工荷載為2000kN 為例，若為鋼筋砼預(yù)制樁，在硬塑殘積土層中就不能采用，若為人孔擴(kuò)底沉管灌注樁，其在硬塑殘積土層中就具有較強(qiáng)的適力，得到的持力層較為理念，在持力層施工時(shí)緊密結(jié)合施工技術(shù)特點(diǎn)，分析其在不同類型的持力層中的成樁可能性。必要時(shí)采取人工的方式對持力層所處的狀態(tài)優(yōu)化，比如采用強(qiáng)夯法，以及采用灌漿固結(jié)等方式，以滿足實(shí)際需求。二是在配筋質(zhì)量和布局方式確定時(shí)，配筋質(zhì)量與布局方式將對鉆孔灌注樁澆筑質(zhì)量帶來直接影響，在鉆孔灌注樁配筋施工過程中，把鉆孔灌注樁豎向鋼筋從頂部深入最大彎矩部位，預(yù)留鉆孔灌注樁鋼筋錨固的長度，采取此類方式布置，在穿入夾心層時(shí)快速又準(zhǔn)確，對于鉆孔灌注樁施工質(zhì)量與效率的提升有著十分重要的意義，特別是現(xiàn)在很多橋梁工程在軟基中，采取的方式能有效地促進(jìn)鉆孔灌注樁穩(wěn)定性的提升和優(yōu)化。三是在抗震施工時(shí)，尤其是基礎(chǔ)施工，使之達(dá)到整體施工的科學(xué)性與合理性，在發(fā)生地震時(shí)能滿足抗震的需要在鉆孔灌注樁抗震施工時(shí)，保證其完整性與合理性，即增強(qiáng)鉆孔灌注樁抗震的穩(wěn)固性，使其布局更加合理。提升其整體抗側(cè)壓力，在增強(qiáng)鉆孔灌注樁抗震整體抵御能力的基礎(chǔ)上避免中心位置出現(xiàn)偏移，確保橋梁整體抗震性得以提升。

4 結(jié)語

綜上所述，鉆孔灌注樁的施工技術(shù)問題較多，也是控制技術(shù)質(zhì)量的關(guān)鍵，除了注意掉鉆、孔壁坍塌、鉆孔偏斜、斷樁等技術(shù)質(zhì)量問題，為夯實(shí)其質(zhì)量，在施工中注意其影響因素，做好對其的鉆孔、鋼筋籠、豎向布置、配筋布置以及抗震等方面的施工工作，強(qiáng)化質(zhì)量控制，提升施工水平。