公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術措施

楊忠武

摘要 文章對公路橋梁工程中鉆孔灌注樁進行探討，結合工程實際案例對相關施工技術進行分析和要點總結，了解各類指標參數，獲取固定的參數，結合實際做好施工準備處理工作，并開展荷載控制以及布局優化，最后結合實際制定實施規劃方案，完善后續鉆孔的加固處理，有效解決公路橋梁施工承載力不足的問題，從而保證項目的建設質量。

關鍵詞 公路橋梁工程;樁基施工;鉆孔灌注樁施工技術

中圖分類號 U445.551 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）03-0156-03

0 前言

隨著科學技術的不斷發展，公路建設的各項技術日益成熟，但鉆孔灌注樁施工也可能存在風險，如人員、結構、工藝、處理等仍然存在問題，工程在投入使用后難以滿足標準要求。為進一步提高公路橋梁工程質量，對公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術進行分析和探索，根據工程自身的特點合理選擇施工技術，做好后續的處理等工作，為行業發展提供有效推動力。

1 公路橋梁工程中鉆孔灌注樁分析

1.1 公路橋梁工程概況

新疆生產建設兵團第一師十團—十二團大橋項目為區域內的重點工程，起點與北岸阿拉爾市主城區規劃環城東路連接，終點在南岸與第一師阿拉爾-上游水庫公路相接，項目區多為廣闊平坦的荒漠戈壁或農田區，部分荒漠地段因受塔克拉瑪干沙漠的影響，分布有不多的新月形低矮風積沙丘、沙壟和沙包，其高度一般在5～10 m，多有植被覆蓋，基本穩定，整體坡度<1%。工程樁基樁長主要為60～74 m（0#、29#設計為42 m），11#墩原地面距樁頂約10 m，其余樁位2～5 m，樁基施工孔深約為62～84 m，屬于深孔樁，鉆孔灌注樁施工易引起垂直度難以保證，沉渣厚度大、塌孔、縮頸或其他問題發生;且均穿越粉細砂土層（地面20 m范圍砂層呈液化狀態、砂層為中密-稍密狀態），地表水較淺、滲透系數較高，地質復雜，對鉆機及鉆頭的性能要求均較高，為此在實際建設中對樁基礎工程加大了關注力度，結合當前現狀制定了有效的措施，符合既定要求。

1.2 鉆孔灌注樁施工分析

該項目工程起訖樁號為K0+500.00～K3+500.00，路線橋梁全長3.0 km，設計速度80 km/h，主線路基及橋梁標準段寬度32 m，由于填料性質差異大、級配相差大，樁基施工承載能力不足，最終出現了沉降的問題。不同工程選用的路基填料有所不同，單路段橋面寬31.5 m雙向4車道。為此該工程對施工加大關注，主橋主墩（11#墩）采用直徑Φ2.0 m樁基;輔助墩（10/12#墩）采用直徑Φ1.8 m樁基;（9/13#墩）選擇直徑Φ1.5 m樁基，樁體沉入土中的深度為1.5～2.0 m，然后通過松夾具上升后夾緊再施工，以此避免沉降問題的出現。

1.3 鉆孔施工原則編制

鉆孔施工需要貫徹“安全第一、質量為本”原則，預先了解合同文件，通過現場踏勘獲取相關參數信息，隨后繪制出工程圖紙送審，在編制中必須進一步加強監控量測和信息反饋，用科學數據指導施工，全過程堅持規范化管理、標準化作業，保證公路橋梁工程設計與實際需求相符合。同時，推廣應用“四新”成果，嚴格執行新疆生產建設兵團第一師建設行政主管部門下發的有關工程施工的安全、文明、環保、衛生健康等管理條例，確保工程質量全面創優。施工全過程考慮本標段工程特點和周邊施工環境，要求完善項目的管理方法、施工機械設備、施工工藝和方法，從而避免后續施工建設發生風險。

2 公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工要點

2.1 施工準備工作

新疆生產建設兵團第一師十團—十二團大橋項目，在圖紙設計中樁基設置為半籠，底部懸空18 m，主筋頂部錨入承臺1.2 m，上部23 m主筋規格為40Φ28（HRB400），下部24 m主筋規格為20Φ28（HRB400），呈正方形對稱布置，提前進行勘察獲取地質數據，包括水文信息、氣候、地理條件等方面，項目區地層為第四系全新統Qhal+ch 沖積、化學堆積層，主要由黃色（上部）～灰色（下部）粉土、粉質黏土、粉砂、細砂、中砂等構成，厚度達150 m以上，主要分布在塔里木河流域范圍，最佳樁端持力層的側阻力特征為120 kPa，要求強度較低的區域不可作為地基持力層。該工程在落實基本持力層的選擇以技術條件為基礎，最終選用了Ф400樁徑的預制管樁，以此保證建設工程的整體穩定性[1]。

2.2 深孔樁基施工

工程中0#、29#設計為42 m，樁基樁長主要為60～74 m，樁基施工孔深約為62～84 m，鉆孔灌注樁施工易引起塌孔、縮頸等問題，且由于區域地表水較淺、滲透系數較高，10 kN·m以下的鉆孔樁施工難以達到施工要求。為此根據相關施工經驗及地層特點，工程擬采用GF-400車載反循環回旋鉆機進行施工建設，套選用Φ325&16高強度螺紋連接鉆桿，鉆頭選用三翼合金鉆頭，鉆頭錐角≥120°，從而避免發生鉆桿斷裂、掉鉆事故。

2.3 灌注鋼筋籠控制

灌注樁長40～74 m，樁基鋼筋籠總長為29～53 m，灌注過程中為了避免發生上浮現象，現場擬采用兩根Φ22作為鋼筋籠吊筋，要求材料含砂率宜采用40%～50%，吊筋一旦上升隨即停止現場澆注并上報，確?；炷吝B續供應，混凝土坍落度為180～220 mm。同時，需要優先選用初凝時間較長的水泥品種，將導管埋深控制在2～6 m，在灌注至鋼筋籠底約1 m時恢復灌注速度。

2.4 樁基荷載控制

樁基荷載控制十分重要，需要預先判斷當前區域的穩定性，如工程施工地點位于塔里木河流域沖積平原上，區域整體地形開闊、地勢變化較小，海拔在1 008.00

～1 010.00 m之間，為此樁基要求預先進行觸探試驗，將原始數據引入到預測系統進行處理，后續在基面設置了2%的排水橫坡，使沉降速率能夠符合<10 mm要求，便于范圍內的水及時排走。同時，樁基鋼筋籠擬采取陸上一次性制作成型、分段吊裝下放方式，籠與籠之間采用直螺紋機械連接，用平板式振動器進行振搗，混凝土層做出2%～4%橫坡排水，提高工程的整體施工質量[2]。

2.5 護筒埋設控制

護筒埋設控制對于公路橋梁工程項目十分重要，考慮到本地區地質條件復雜，要求建設中所采用鋼板卷制內徑必須超出設計樁徑20～30 cm，并適當加長鋼護筒壁厚，結合地下水位埋深淺，確定護筒保持圓筒狀≥10 mm。同設計樁徑相比，旱地或水深小于3 m且無軟弱土層時采用明挖法施工，在水深>3 m時利用工作平臺和導向架輔助，河灘范圍內直徑2.2 m樁采用≥3 m長鋼護筒，填黏性土必須分層夯實;11#主橋墩鉆孔樁鋼護筒加長到設計鉆孔樁的樁頂以下不少于0.5 m，初步設計4 m長鋼護筒，要求底腳能夠高于地下水位1.5 m。

2.6 樁基護筒控制

公路橋梁樁基需要預先進行分析，利用擴展計算方式明確情況，對負荷承載下的矩形基礎比值進行計算，要求結合實際靈活安裝不同直徑的鋼護筒。如預先根據簡化的彈性理論法計算出位移情況，在振動錘和鋼護筒重力的作用下，獲取深基礎高承臺下的群樁參數，注意周圍剪應力變化，最終明確基礎底面位置。履帶吊吊掛電動或液壓振動錘夾持護筒，采取“十”字線交叉的方式進行對位，關注鋼護筒插入到預定的深度，澆筑完混凝土后2 h左右開始拔護筒，中心和樁位中心的偏差應≤50 mm，總體抗力平衡公式為：

λT=（Rck+Rfk）/（Fck+Ffk）=1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

其中Rck是核心筒承載力;Rfk是框架柱總承載力特征值;Fck是核心筒標準組合值;Ffk是外框架標準組合值，確定不同指數下群樁樁基沉降的量化關系，修正墩基礎的參數值，避免護筒出現沉降的情況。

3 公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術應用

3.1 鉆孔灌注樁施工

3.1.1 鋼筋籠制作

該工程樁長40～74 m，樁基鋼筋籠總長為29～53 m，采用C15混凝土硬化長30 m×寬8 m，模具采用兩塊長2 m、寬1.5 m、厚1.5 cm鋼板制作，兩塊鋼板采用鎖扣連接。在鋼板半圓內逐一標記出主筋位置，在固定鋼板上的鎖扣位置安裝主筋，鋼板在拼接后形成一封閉的圓，根據所畫標志綁扎螺旋筋，加工平臺如圖1所示。

3.1.2 聲測管安裝

為確保灌注混凝土聲測管不變形，將聲測管對稱設置在鋼筋籠上，樁基主筋鋼筋隨聲測管加長至樁底，在加工鋼筋籠時需要加大對聲測管的關注力度，要求底節聲測管底端用Φ70×4 mm 厚鋼板焊接封堵，樁徑≤1 500 mm采用3根，樁徑>1 500 mm采用4根，呈正方形布置，具體如圖2所示。

3.1.3 灌注混凝土

灌注樁混凝土強度等級為水下C35抗硫混凝土，混凝土拌和采用強制式攪拌機拌合，水泥<±2%，砂石料<±3%，控制混凝土配合比及和易性。根據混凝土灌注情況，初凝時間≥12 h，坍落度值控制在180～220 mm。灌注混凝土前必須進行二次清孔，確?；炷聊軌蜻B續供應且速度符合施工建設要求，按下式計算：

V=D2（hc+h）+d2h1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

在該式中V為初灌量，m3;h為導管埋深;hc為導管底口距離孔底的距離，m;h1為壓力平衡高度;D為樁直徑，m，準確測量混凝土面高度時，應灌至自然地面標高以上2 m，以進一步提高施工效果。

3.2 灌注樁樁基檢測

樁基礎施工荷載向深處高承載力土層的有效傳遞，樁頂附加荷載作用下，地基豎向附加應力Q會隨之變化，為此需要對樁頭檢測加大關注，基本單元附加應力的公式為：

Q'z.sr=K'sr? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

式中Q'z.sr為應力計算點附加應力，kl為分布阻力，dkl為均化系數，如在設計標注以下應注意處理，保證樁體長度符合要求，且主筋與承臺鋼筋必須進行綁扎焊接，上述工程在施工后由監理單位進行一次審核，然后委托檢測單位開展工作，最后未發現任何違規問題。

3.3 樁基沉降處理

預制管樁考慮安全性及受力的合理性，在沉降處理中需要合理利用水泥漿液進行封堵，讓其能夠充分滲透到樁基的內部，通過完成填充、擠密提高土體在應用中的承載力。同時，在10#及12#橋墩沉降段的加固施工中，需要將原樁基與新增加樁基連接，在原樁基樁側面增設鉆孔樁，以承臺為基礎開展施工作業，從而保證鉆孔灌注樁受力性能的穩定性。

4 結語

為促進我國公路橋梁工程建設行業發展，結合新疆生產建設兵團第一師十團—十二團大橋項目實例，對當前存在的相關問題進行分析，注重施工準備、深孔樁基施工、灌注鋼筋籠控制、樁基荷載控制、護筒埋設控制與樁基護筒控制，結合現狀進行優化，在鉆孔灌注樁施工中需要結合我國建設標準不斷優化和完善施工方案，要求預先從鋼筋籠制作、聲測管安裝、灌注混凝土方面入手，使承載力能夠滿足后續投入使用需求。未來公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工，仍然需要強化檢測與沉降處理內容，從而避免建設發生風險。

參考文獻

[1]施峰雷.公路橋梁工程施工中的鉆孔灌注樁技術研究[J].中小企業管理與科技，2019（28）：161-162.

[2]張彥文.鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁施工中的應用[J].四川建材，2021（7）：132-133.