橋梁樁基中沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)

肖志國(guó)

（福建海峽人力資源股份有限公司廈門(mén)分公司，福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)是橋梁樁基建設(shè)中常用的一種重要技術(shù)，該技術(shù)具有鉆孔速度快、施工受限較小、鉆孔質(zhì)量能夠得到充分保證的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，所以在橋梁建設(shè)工程中的應(yīng)用日益廣泛。沖擊鉆鉆孔灌注樁技術(shù)對(duì)于施工水平要求較高，需要嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行，從而保證橋梁樁基整體施工質(zhì)量。本文結(jié)合廈門(mén)市某橋梁工程的具體案例，對(duì)沖擊鉆鉆孔灌注樁的應(yīng)用方法進(jìn)行詳細(xì)介紹，希望能夠?qū)ξ覈?guó)橋梁工程建設(shè)行業(yè)有所幫助。

1 工程案例

本次橋梁工程位于我國(guó)廈門(mén)市地區(qū)的某段市政道路中，線路總長(zhǎng)度為2.57km，線路全段建設(shè)有一座大型橋梁，總長(zhǎng)度為453.08m。因?yàn)樵摌蛄核巺^(qū)域的地質(zhì)情況較差，存在部分軟土層和沙土層，為了保證施工質(zhì)量，結(jié)合前期現(xiàn)場(chǎng)勘察資料，技術(shù)人員設(shè)計(jì)采用沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)，該樁基施工技術(shù)符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，能夠有效提高本次橋梁工程整體質(zhì)量。按照該橋梁建設(shè)的基本情況，沖擊鉆鉆孔灌注樁施工工藝流程：初步放樣→筑島回填→樁位放樣→埋設(shè)護(hù)筒→樁機(jī)定位→樁位復(fù)測(cè)→鉆孔→成孔檢測(cè)清孔→鋼筋籠安裝→導(dǎo)管安裝→二次清孔→混凝土澆筑→破樁頭。

2 沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 初步放樣施工技術(shù)和筑島

在該橋梁工程正式開(kāi)展前，需要將施工區(qū)域的排水、施工便道以及樁基周?chē)厣稀⒌叵抡系K物等進(jìn)行相應(yīng)地處理，保證施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境質(zhì)量及場(chǎng)地的平整堅(jiān)實(shí)，并對(duì)橋梁現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行換填，將其平整壓實(shí)，從而確保施工機(jī)械設(shè)備能夠順利進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)，保證鉆機(jī)能夠處于平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)，之后按照控制點(diǎn)復(fù)測(cè)報(bào)告所提供的導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)采用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確保初步放樣定位準(zhǔn)確性，橋墩中線在橋軸線方向中的位置誤差不能超過(guò)±10mm，否則會(huì)影響后續(xù)的施工質(zhì)量，定位后將其成排成列進(jìn)行放樣，放樣后采用鋼尺對(duì)其進(jìn)行核對(duì)，確保所有放樣點(diǎn)位準(zhǔn)確，避免對(duì)后續(xù)的施工造成影響。在筑島方面，因?yàn)楸敬螛蛄菏┕がF(xiàn)場(chǎng)為淺水，所以通過(guò)草袋圍堰的方式進(jìn)行筑島，填充采用普通中粗砂，筑島高出水面2cm，高出樁頂高程1m 以上。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)施工技術(shù)

護(hù)筒埋設(shè)是本次橋梁樁基工程中的重要環(huán)節(jié)，具有導(dǎo)向和定位等作用，靠護(hù)筒內(nèi)的水位和泥漿比重使孔內(nèi)水壓超過(guò)外部水壓，從而能夠防止塌孔問(wèn)題出現(xiàn)，本次工程中所采用的護(hù)筒內(nèi)徑超過(guò)樁徑約300mm，護(hù)筒頂高度應(yīng)超出地面0.3m 以上，鋼護(hù)筒壁厚15mm，采用Q345 鋼板卷制，高度在2～4m 范圍內(nèi)，如遇不良地質(zhì)可適當(dāng)加長(zhǎng)護(hù)筒埋深。

2.3 鉆孔施工技術(shù)

在泥漿的配置方面，泥漿質(zhì)量能夠直接影響鉆孔施工質(zhì)量，本次工程中對(duì)泥漿配置進(jìn)行全方位把控，配置的高質(zhì)量泥漿在長(zhǎng)期停轉(zhuǎn)的情況下不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的沉淀物，同時(shí)能夠使孔壁形成具有一定黏性和密度較大的泥層，泥層能夠防止孔內(nèi)泥漿滲透，從而減少孔內(nèi)水頭降低速度，提高孔壁穩(wěn)定性，是提高鉆孔施工質(zhì)量的有效方式，能夠?qū)︺@孔起到良好的保護(hù)作用。其次，在采用沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)過(guò)程中，鉆機(jī)就位前需要對(duì)沖擊鉆及其他設(shè)備進(jìn)行檢修，防止鉆機(jī)和其他設(shè)備存在質(zhì)量問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題需要立即對(duì)其進(jìn)行維修；鉆機(jī)及其他設(shè)備準(zhǔn)備完成后，需要保證設(shè)備平穩(wěn)，不能出現(xiàn)沉降或位移等問(wèn)題，從而確保開(kāi)孔位置準(zhǔn)確性；沖錘所用鋼絲繩和鋼護(hù)筒的中心誤差需要控制在±1cm 之內(nèi)，升降錘頭時(shí)必須保證平穩(wěn)緩慢，不能與護(hù)壁和孔壁產(chǎn)生碰撞，否則會(huì)導(dǎo)致護(hù)壁和孔壁被破壞；鉆孔作業(yè)必須保證具有連續(xù)性，并對(duì)鉆孔過(guò)程進(jìn)行記錄，鉆孔完成后需要對(duì)沉孔質(zhì)量和泥漿效果進(jìn)行檢測(cè)，從而防止出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問(wèn)題時(shí)需要立即更正，并隨時(shí)補(bǔ)充新的泥漿，能夠有效避免孔壁坍塌等問(wèn)題出現(xiàn)；在鉆孔過(guò)程中，本次工程每沖完1～2m 對(duì)鉆孔直徑和豎直度，并密切關(guān)注地層的變化情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)立即停止沖擊，并采取有效措施。

2.4 成孔檢測(cè)和清孔技術(shù)

首先，在成孔檢測(cè)方面，本次工程中成孔檢測(cè)包括鉆孔的中心位置、傾斜度、鉆孔底部標(biāo)高、鉆孔深度、鉆孔直徑以及護(hù)筒頂部標(biāo)高等，鉆孔中心位置控制在施工方案要求的±5cm 之內(nèi)，傾斜度小于要求規(guī)定1%，鉆孔深度超過(guò)設(shè)計(jì)要求，整體鉆孔質(zhì)量合格。其次，在清孔技術(shù)方面，在確保成孔質(zhì)量合格后開(kāi)展清孔施工，本次橋梁工程中清孔采用換漿法清孔，清孔指標(biāo)包括鉆孔內(nèi)的泥漿性能以及沉渣厚度等，必須保證經(jīng)過(guò)清理后的各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，才能夠保證鉆孔施工質(zhì)量；鋼筋籠安裝及導(dǎo)管安裝完成后，立即開(kāi)展第二次清孔處理，從而確保能夠全部符合要求。

2.5 鋼筋籠安裝技術(shù)

對(duì)于鋼筋的進(jìn)場(chǎng)要進(jìn)行驗(yàn)收工作，進(jìn)行一定的外觀檢查、力學(xué)性能試驗(yàn)、焊接試驗(yàn)、機(jī)械連接試驗(yàn)，做到保證質(zhì)量和尺寸符合規(guī)定的要求。

在鋼筋籠焊接制作環(huán)節(jié)，需要保證縱橫鋼筋交叉點(diǎn)焊接，確保鋼筋籠焊接質(zhì)量，并根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，每2m 設(shè)置不少于4 個(gè)水泥砂漿保護(hù)層，水泥砂漿塊采用樁基同強(qiáng)度砂漿制作的，防止鋼筋籠安裝時(shí)出現(xiàn)碰撞問(wèn)題；在鋼筋加工廠將鋼筋籠分節(jié)制作完成后，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，需要吊車(chē)將鋼筋籠吊起，在確保清孔質(zhì)量后，需要吊車(chē)將鋼筋籠吊起，將鋼筋籠分節(jié)安裝在樁內(nèi)，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，安裝速度需要保持勻速緩慢，防止鋼筋籠因碰撞出現(xiàn)變形問(wèn)題。安裝時(shí)需要準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，采用專(zhuān)用吊車(chē)進(jìn)行安裝，安裝速度保持勻速緩慢，從而能夠保證鋼筋籠安裝施工質(zhì)量。鋼筋籠安裝過(guò)程中，需要確保鋼筋籠安裝規(guī)范，防止出現(xiàn)失誤操作或不符合規(guī)定的操作，從而能夠有效避免鉆孔塌陷問(wèn)題發(fā)生。

2.6 導(dǎo)管安裝施工技術(shù)

本次工程中采用300mm 鋼導(dǎo)管，在安裝前對(duì)鋼導(dǎo)管的水密性、承壓性以及接頭抗拉進(jìn)行檢測(cè)，確保全部符合標(biāo)準(zhǔn)后開(kāi)展安裝施工。在鋼導(dǎo)管安裝作業(yè)時(shí)，保證導(dǎo)管處于鉆孔中心位置，且需要在混凝土灌注前開(kāi)展升降試驗(yàn)，使鋼導(dǎo)管能夠安裝在居中位置，導(dǎo)管安裝需要保持勻速緩慢，避免出現(xiàn)鋼導(dǎo)管卡在鋼筋骨架或與孔壁產(chǎn)生碰撞，導(dǎo)管安裝距離鉆孔底部30cm 時(shí)停止[1-3]。

2.7 灌注水下混凝土施工注意事項(xiàng)

灌注水下混凝土是本次橋梁樁基工程中的重要基礎(chǔ)工序，需要在確保成孔質(zhì)量和清孔處理合格后開(kāi)展；混凝土灌注之前，應(yīng)先檢查其坍落度與溫度。其中，坍落度應(yīng)保持在180～220mm 范圍內(nèi)，溫度不能低于5℃。后續(xù)到達(dá)澆筑點(diǎn)的每車(chē)混凝土都應(yīng)檢查。第一批混凝土的用量需要確保導(dǎo)管初次埋深口1m 與填充導(dǎo)管底部的實(shí)際要求。混凝土攪拌運(yùn)輸?shù)焦嘧^(qū)域時(shí)需要對(duì)其均勻性和坍落度進(jìn)行檢測(cè)，防止出現(xiàn)混凝土質(zhì)量不合格的問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)混凝土質(zhì)量不能滿(mǎn)足實(shí)際要求，則需要對(duì)其進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌如果還不能達(dá)到要求則不能使用，需要更換新的混凝土；在第一批混凝土灌注到鉆孔底部后，需要對(duì)鉆孔內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)面高度進(jìn)行檢測(cè)，其高度不能超過(guò)導(dǎo)管埋深要求，在高度符合規(guī)定的情況下正常灌注即可；灌注水下混凝土開(kāi)始后需要保證施工連續(xù)性，不能中途停止施工，否則會(huì)對(duì)已經(jīng)灌注的混凝土質(zhì)量造成影響；導(dǎo)管在提升的過(guò)程中，必須保證軸線豎直且位置需要居中，緩慢提升導(dǎo)管，如果導(dǎo)管法蘭與鋼筋骨架相撞，則需要移動(dòng)導(dǎo)管使其脫離鋼筋骨架后移動(dòng)到鉆孔中心位置。當(dāng)導(dǎo)管提升到法蘭接頭露出鉆孔以上一定高度時(shí)，將第一節(jié)和第二節(jié)導(dǎo)管進(jìn)行拆除，此時(shí)需要停止灌注施工，將漏斗去除，重新卡牢井口的導(dǎo)管，之后將導(dǎo)管接頭的螺栓松開(kāi)，將吊鉤掛在等待拆除的導(dǎo)管上部，當(dāng)螺栓拆除后將導(dǎo)管吊起并緩慢下放，將漏洞重新插到井口導(dǎo)管內(nèi)部，對(duì)位置進(jìn)行核對(duì)，之后繼續(xù)開(kāi)展灌注施工。為了全面保證灌注施工質(zhì)量，當(dāng)灌注達(dá)到樁基頂部一定高度時(shí)，需要減少灌注施工時(shí)間，并對(duì)鉆孔進(jìn)行清理[4-5]。

2.8 破樁頭施工技術(shù)

本次橋梁工程中，采用風(fēng)鉆機(jī)進(jìn)行破樁頭施工，破樁施工指導(dǎo)樁頭達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)高度，并需要保證鋼筋完整性，同時(shí)需要確保樁頭平整、整潔，并注意防止對(duì)樁基非清除部分的損壞與振動(dòng)，按設(shè)計(jì)要求對(duì)每根樁進(jìn)行聲測(cè)法檢測(cè)。

2.9 橋梁樁基施工常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題與預(yù)防處理

（1）沖擊鉆孔偏斜。鉆孔中遇有較大的孤石或探頭石，在軟硬地層交界處巖面傾斜較大，樁機(jī)所用沖錘偏心大或者掉齒，樁機(jī)未安裝水平或產(chǎn)生不均勻沉陷、位移。

預(yù)防處理措施：樁機(jī)安裝就位前對(duì)軟弱地基進(jìn)行換填，樁機(jī)每側(cè)使用雙排枕木并均勻著地，施工有輕微下沉?xí)r，應(yīng)及時(shí)調(diào)整至水平。沖孔過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查錘牙、錘體是否完好，確保沖錘不偏心及不掉齒；當(dāng)巖面傾斜度較大時(shí)，可以往孔內(nèi)回填硬度與巖面接近的片石或碎石，回填高度不小于巖面0.5m 以上，采用低錘密沖，反復(fù)校正，直至將巖石面修平為止；當(dāng)沖孔過(guò)程中，出現(xiàn)孤石或探頭石時(shí)，回填碎石或?qū)_擊鉆沖錘調(diào)整至探頭石的較高側(cè)，沖錘沖程提至2m 以上猛擊探頭石，直到破碎后馬上改為低沖程;由沖錘原因?qū)е驴仔睍r(shí)，應(yīng)補(bǔ)焊好沖錘錘齒。

（2）孔壁坍塌。護(hù)筒埋置較淺，護(hù)筒底部土層厚度不足，出現(xiàn)漏水；孔內(nèi)漏漿或清孔時(shí)沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)充漿液，導(dǎo)致孔內(nèi)水頭高度不夠，外部水壓大于孔內(nèi)水壓；沖擊鉆的沖錘或安裝鋼筋籠時(shí)對(duì)孔壁造成碰撞，泥漿的相對(duì)密度過(guò)小，水頭對(duì)孔壁的壓力小，在軟弱地質(zhì)層中沖孔進(jìn)尺過(guò)快或未及時(shí)變動(dòng)泥漿的密度；清孔之后未能及時(shí)進(jìn)行灌注混凝土，沖孔過(guò)程時(shí)停錘時(shí)間較長(zhǎng)，孔內(nèi)水頭未能保持在孔外水位線2m 以上，降低了對(duì)孔壁的壓力。

預(yù)防處理措施：根據(jù)地勘資料，對(duì)不同的地質(zhì)情況，調(diào)整合適的泥漿比重和沖孔速度；埋置護(hù)筒時(shí)，周?chē)暗撞繎?yīng)用黏土夯實(shí)；在升降沖錘或安裝鋼筋籠時(shí)，盡量保持豎直，不要碰撞孔壁；沖孔施工時(shí)禁止大型設(shè)備或車(chē)輛通過(guò)。成孔及時(shí)清孔后，應(yīng)盡快灌注混凝土；如果只是輕微塌孔，可采取加大泥漿比重，提高孔內(nèi)泥漿水頭，增大孔內(nèi)壓力；如果塌孔發(fā)生在孔口時(shí)，可采取接長(zhǎng)護(hù)筒，護(hù)筒周?chē)捎灭ね林匦潞粚?shí)，重新開(kāi)始沖孔；如果發(fā)生嚴(yán)重塌孔時(shí)，采用砂類(lèi)土或摻入不小于5%水泥的黏土回填，待回填物穩(wěn)定后，選用小沖程及低速重新進(jìn)行沖孔。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合廈門(mén)市某橋梁的具體工程案例，對(duì)沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行全面分析，希望能夠?qū)ξ覈?guó)橋梁建筑施工行業(yè)起到一定的借鑒和幫助作用，全面提高橋梁建筑質(zhì)量。