高速公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術及質量控制要點分析

魯成輝

（中交四公局第一工程有限公司，北京 100020）

1 鉆孔灌注樁施工技術對高速公路橋梁工程建設的重要作用

鉆孔灌注樁施工技術是高速公路橋梁工程建設的重要技術之一，具有重要的作用。首先鉆孔灌注樁技術是工程的地基結構，其適應性較強，能夠有效地避免因地下的地質條件不穩定、水文條件復雜導致的工程穩定性下降、質量和安全性降低情況發生；其次鉆孔灌注樁施工技術成熟、原理簡單，對提高工程效率、縮短工程周期具有明顯的效果，為橋梁后續下部結構提供充足施工時間；最后鉆孔灌注樁施工技術好具有噪音較小、抗干擾能力強以及能有效改善地下土體結構的優點，不僅能夠降低對周圍環境和人們生活的影響，還能夠提高工程的質量和穩定性，促進地區土體結構穩定性的良性變化，為人們的生活、自然條件的改善和地區發展提供幫助作用[1]。

2 高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工工藝流程

2.1 施工前的準備工作

在進行高速公路橋梁工程的鉆孔灌注樁施工前，需要先進行一系列的準備工作。第一步是對施工區域的陸地進行加固和改造，一方面能夠方便進行施工機械的安裝，不利于施工機械運行的松散區域進行加固、硬化；另一方面能夠提高區域的排水效率，做好泥漿、沉淀池的設置和改造。第二步是樁位的測量和放樣，在檢測時必須保證檢測結果的準確性，對結果進行復測，使結果的誤差小于5mm，將直徑10mm、長400mm的鋼筋打入土中300mm作為標記樣本，并在鋼筋頭部做出明顯的標記。第三步是制作和埋設護筒，以4～8mm厚的鋼板加工成高度1500～2000mm的護筒，筒的內徑應比鉆機使用的鉆頭直徑大200～400mm，在埋設護筒時，護筒頂部應高出地面250～350mm，采用反循環時應高出地下水位2m，護筒埋設的位置應在設計的樁位上，挖坑、平整后再放入護筒，埋設的深度在黏土中要在1m以上，在砂土中要在1.5m以上，在泥漿液面應高于地下水位1m以上。第四步是安裝鉆機設備和其他施工設備，在安裝完成后進行試機工作。第五步是進行泥漿的制備，制備的泥漿應當具備物理和化學的穩定性，使其不會因為靜置發生沉淀，并且在一定時間內發生物理性質的改變，不會因為水泥和海水等的混入發生污染，失去效果[2]。

2.2 沖擊鉆孔

在做好和高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工的準備工作之后，就要進行沖擊鉆孔。沖擊反循環鉆進的方式應從正循環開始，在鉆進時要觀察孔內浮出的鉆渣，如果從孔口浮出的鉆渣粒徑為5～8mm，表示泥漿濃度合適；如果浮出的鉆渣粒徑小又少，表明泥漿濃度不夠，需往孔內添加黏土。當潛水砂石泵潛入孔內泥漿后，若孔壁比較穩定，則可以停止正循環鉆進，進行反循環鉆進，在鉆進過程中既不能少放，也不能多放，放少了，鉆頭落不到孔底，打空錘；放多了，鉆頭落到孔底后處于自由狀態，可能向孔壁傾斜撞擊孔壁，造成擴孔。

2.3 清孔

在完成高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工的鉆孔工作后，要進行清孔的工作。清孔工作分為第一次清空和第二次清孔，第一次清孔是將鉆孔工作完成后，殘余在鉆孔內的殘渣進行清理，為之后進行的鋼筋籠吊放做準備，避免殘渣的存在影響鋼筋籠放置的效果；第二次清孔是在鋼筋籠的吊放之后，對孔內殘渣進行清理，使最后的混凝土灌注不會被殘渣所影響，降低工程的質量和效果，給高速公路橋梁工程的安全性和穩定性造成威脅。

2.4 鋼筋籠的放置及導管的安裝

在進行高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術的實施過程中，要進行鋼筋籠的放置。在進行放置的過程中要保持緩慢下放，準確地將其放置于計劃的位置中，避免因為下放位置偏離，降低工程的質量和效果，對工程的實施造成阻礙，也要避免在下放的過程中速度過快，使鋼筋籠發生擠壓變形等問題，降低鋼筋籠損害的風險，提高工程建設的質量效果、安全性和穩定性；在放置完鋼筋籠之后，再進行導管的安裝，以便于之后注入混凝土，在導管安裝前，應對導管進行水壓密封試驗，試驗壓力應不小于灌注混凝土時導管可能承受的最大壓力的1.3倍。吊放導管時，應控制好導管的垂直度，防止卡掛鋼筋籠和撞擊孔壁，造成塌孔。導管上口設漏斗和儲料斗。導管底部距孔底一般為0.3～0.5m，不得大于1m。

2.5 水下混凝土灌注

高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁技術施工的最后一步，也是最重要的一步就是進行水下混凝土的灌注，如圖2所示。首先要設置隔水栓，隔水栓比導管內徑小2cm，設置在漏斗底口，之后再采用砍球法和拔球法灌注首批混凝土，首批混凝土的數量應能滿足導管初次埋置深度（不小于1m）。在灌注混凝土時應連續進行，避免在導管中形成高壓氣囊，使混凝土灌不下去。在導管提升時，要保持位置居中，拔升后的導管埋深不得小于2m，也不得大于6m，拆除導管一般不宜超過15min。

圖2 水下砼灌注施工流程示意圖

3 目前高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術中存在的問題及解決措施

3.1 鉆孔過程中發生坍塌的問題

在進行高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁的施工時，最容易出現的就是鉆孔坍塌的問題，主要表現在鉆孔完成后泥漿中出現氣泡、鉆孔的護筒內水位突然下降等。引起鉆孔坍塌的主要原因首先是在進行鉆孔的過程中，沒有嚴格按照標準要求和操作規范進行施工，導致鉆孔對地質條件的穩定性造成了破壞，發生鉆孔坍塌；其次是在鉆孔后進行護筒的設置時，護筒的深度不夠，導致鉆孔周圍的土質受到水文等影響發生坍塌；最后是由于在鉆孔完成后至水泥灌注前的時間間隔過長，或者是水泥灌注時經歷的時間較長，導致鉆孔發生坍塌。針對這個問題要在鉆孔的過程中嚴格按照規定要求進行操作，及時檢查鉆孔和護筒的狀態，降低發生坍塌問題的概率。

3.2 鉆頭脫落和卡住的問題

在進行高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工中，有可能會發生鉆頭脫落、卡住等問題。造成這個問題的原因一方面是在進行鉆孔設備的安裝時，鉆頭的連接處結合不緊密，結構不牢固，導致鉆孔設備在運轉的過程中發生脫落；另一方面是鉆孔設備的鉆頭和滑絲結合不牢，或者其中的零件受到損壞，使鉆孔設備的鉆頭發生脫落或者卡住，不能有效運轉。解決這個問題的方式是在使用鉆孔設備前，嚴格檢查安裝及結構的穩定性，積極更換損壞的零件，對于已經發生的問題要及時采取專業手段和設備進行打撈，避免造成更大的影響。

3.3 鉆孔中殘渣多的問題

在進行泥漿灌注之前，時常出現鉆孔中存在過多殘渣的問題，首先這可能是在進行清孔作業時，對鉆孔中的殘渣清理不徹底導致的；其次可能是在進行鋼筋籠的放置時，由于鋼筋籠和鉆孔沒有良好地對準和貼合，使鉆孔壁上的殘渣被刮落造成的；其次還可能是鉆孔等待的時間較長，泥漿發生沉淀作用導致的。解決這個問題的方法是運用有效的方式徹底清理鉆孔，盡量縮短鉆孔完成至灌注的時間，在放置鋼筋籠時對準位置，緩慢下放。

4 高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工質量控制的要點

4.1 嚴格按照規定要求和規范進行施工

要對高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁進行良好的質量控制，就必須按照規定和規范進行施工。首先要按照標準要求和實施方案，準備好施工的設備，保障設備的完好和性能要求；其次是選擇合適的導管，下放到合理的位置，導管的直徑應為200～350mm，下放到距離鉆孔底部50cm的位置，同時要對導管進行氣密性和抗壓性能測試，水壓應當為孔內水深的1.3倍，計算公式如下：

式中：p為導管可能受到的最大內壓力，kPa；rc為砼拌和物的重度（24kN/m3）；hc為導管內砼柱最大高度（以導管全長或預計的最大高度計），m；rw為井孔內水或泥漿的重度，kN/m3；Hw為井孔內水或泥漿的深度，m。

4.2 加強施工環節的控制和管理

加強管理和控制是提高高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工質量控制效果的重要方式。一方面要對施工中各個環節加強管理和監督，保障每個步驟都能夠達到規定的質量標準，促進工程整體質量和穩定性的提升；另一方面要加強對施工規程中行為的規范，避免不規范操作和失誤等造成工程質量降低，影響施工的安全性和穩定性，降低管理的能力水平和效果，對人們的生命財產安全產生威脅。

4.3 加強對灌注泥漿的管理與控制

高速公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工中，泥漿的質量是影響整個工程質量和安全性和穩定性最重要的部分，因此必須加強對泥漿質量的管理與控制。首先要結合實際情況，嚴格按照規定進行泥漿的制備，避免制備不當降低泥漿的灌注效果；其次要提前對泥漿進行試驗和試用，避免在灌注中泥漿因為其他因素的影響造成效果降低，影響工程的安全穩定性；最后要選擇質量有保障的泥漿原料供應商，保障泥漿能夠達到良好的質量效果。

5 結束語

綜上所述，在高速公路橋梁工程中進行鉆孔灌注樁技術的施工具有重要的作用，但是其中也存在著一些問題，因此必須找到解決問題的辦法，提高施工質量控制的水平，只有這樣才能保證高速公路橋梁工程的安全性和穩定性，從而為人們的生命財產安全提供保障。