鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

蔣光遠(yuǎn)

摘要 鉆孔灌注的方法是樁工程當(dāng)中較為常用的技術(shù)類(lèi)型，該種技術(shù)在公路以及橋梁工程項(xiàng)目當(dāng)中的適用性以及使用表現(xiàn)，為文章主要探討的內(nèi)容。該文以天星庵路工程當(dāng)中橋梁相關(guān)的工程內(nèi)容為例，通過(guò)實(shí)例研究的方法，嘗試證明采用鉆孔灌注的方法能夠滿(mǎn)足市政道路橋梁工程的建設(shè)需要，并以天星庵路項(xiàng)目的成功建設(shè)，證實(shí)鉆孔灌注的方法確實(shí)能夠達(dá)成工程的樁基礎(chǔ)建設(shè)需求。

關(guān)鍵詞 鉆孔灌注樁;路橋;工程施工

中圖分類(lèi)號(hào) U445.551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）05-0135-03

0 引言

實(shí)施道路橋梁等類(lèi)別的工程時(shí)，在選擇具體工程施工技術(shù)手段的時(shí)候，作為工程的實(shí)際實(shí)施責(zé)任人首先必須考慮的是技術(shù)能夠匹配此項(xiàng)工程的需求，在可供選擇的技術(shù)中能夠有效節(jié)省施工時(shí)間、降低整體的施工難度，同時(shí)保障施工的最終質(zhì)量，相比較而言更能夠有效地控制成本，才能夠成為首選的技術(shù)手段[1]。在路橋的建設(shè)工程當(dāng)中，作為基礎(chǔ)性的定位和定基工程，建造路橋的“樁”在建設(shè)過(guò)程當(dāng)中最經(jīng)常使用的技術(shù)為鉆孔灌注的工程方式。

1 鉆孔灌注技術(shù)的基礎(chǔ)性?xún)?yōu)勢(shì)條件以及與項(xiàng)目的適配度分析

路橋工程項(xiàng)目在進(jìn)行基礎(chǔ)樁的建設(shè)過(guò)程中適用范圍最為廣泛的技術(shù)手段即為鉆孔并灌注的方式，這種方式作為一種使用時(shí)間已經(jīng)較長(zhǎng)、技術(shù)的完善性已經(jīng)達(dá)到了較高層次的技術(shù)手段，在不存在極為復(fù)雜施工要求的工程中，都能達(dá)到很好的適配。[2]文中提及的項(xiàng)目為位于吉首市的天星庵路的改造項(xiàng)目（見(jiàn)圖 1），這一項(xiàng)目屬于一般性的道路工程，其中涉及路橋的部分能夠采用鉆孔灌注的方法完成這一部分工程。

在該項(xiàng)目中，涉及的橋梁建設(shè)工程總計(jì)五處，其中跨度最大需要灌注方法進(jìn)行施工的基礎(chǔ)樁數(shù)量最多的是標(biāo)號(hào)“2”的橋梁（見(jiàn)表 1），其跨度240 m，這一區(qū)域內(nèi)計(jì)劃施工的基礎(chǔ)樁直徑1.5 m的樁數(shù)14根，另外四處計(jì)劃采用鉆孔灌注方法完成樁基礎(chǔ)施工的區(qū)域?yàn)椋簶?biāo)號(hào)“3”（見(jiàn)表 2）分為兩個(gè)部分，合計(jì)跨度150 m，樁徑確定為1.8 m的3根、樁徑確定為1.5 m的8根;標(biāo)號(hào)“4”（見(jiàn)表 3）跨度177 m，樁徑確定為1.8 m的12根，樁徑確定為1.5 m的2根;標(biāo)號(hào)“5”（見(jiàn)表 4）跨度128.989 m，樁徑確定為1.8 m的1根、樁徑確定為1.5 m的4根、樁徑確定為1.2 m的9根;標(biāo)號(hào)“6”（見(jiàn)表 5）跨度30 m，樁徑確定為1.2 m的樁數(shù)2根。所有工程項(xiàng)目使用灌注方法進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工的區(qū)域總長(zhǎng)度287.5 m。以上數(shù)據(jù)詳情如下：

2 鉆孔灌注的方法實(shí)施過(guò)程中的技術(shù)重點(diǎn)及技術(shù)要求

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)平整的技術(shù)要求以及施工的規(guī)范

鉆孔灌注施工的現(xiàn)場(chǎng)需要保持較為平整的狀態(tài)，并且具備完善的供水、供電以及道路交通系統(tǒng)。在進(jìn)行這項(xiàng)工作的過(guò)程中，場(chǎng)地的力學(xué)承載能力必須保證達(dá)到施工的要求，完成場(chǎng)地平整施工后才能根據(jù)需要標(biāo)注需要建設(shè)的基礎(chǔ)樁位置。

在項(xiàng)目當(dāng)中，需要通過(guò)在水域進(jìn)行筑島作業(yè)的方法為灌注施工提供場(chǎng)地。因此，在正式施工作業(yè)前，需要對(duì)水域中需要建設(shè)基礎(chǔ)樁的部分明確標(biāo)注，在勘察現(xiàn)場(chǎng)并且完成筑島施工后才能夠進(jìn)行鉆孔灌注操作。根據(jù)工程對(duì)此內(nèi)容的要求，島的寬度應(yīng)當(dāng)以橋的寬度為基礎(chǔ)并在兩側(cè)外延共計(jì)5 m的距離;島的外緣的坡度控制方面設(shè)計(jì)計(jì)劃保持1∶1.75，島的整體高度應(yīng)為水平線(xiàn)以上1 m，島與水面接觸的位置采取彩色布條包裹并使用沙袋碼筑減小水面沖擊的影響。

筑島施工必需的設(shè)備和材料準(zhǔn)備：考慮使用240挖機(jī)以趕填的方法進(jìn)行施工，使用的主體材料主要為黃黏土或風(fēng)化料。島基礎(chǔ)建筑上應(yīng)使用0.5 m的片石進(jìn)行硬化處理，確保施工過(guò)程中車(chē)輛的正常通行。

2.2 設(shè)計(jì)鉆孔點(diǎn)實(shí)行護(hù)筒的埋設(shè)工作以及該項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容

護(hù)筒實(shí)施的目的是建設(shè)便于后續(xù)施工進(jìn)行的環(huán)境，避免后續(xù)施工中孔以及注漿受到周?chē)寥阑蛘咚挠绊憽Ｒ虼嗽诖隧?xiàng)內(nèi)容的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中一方面必須保障完全按照施工方案進(jìn)行，另一方面護(hù)筒的材料的需要具備較高的耐受力以及防滲透能力。

工程中使用6～8 mm厚的鋼板作為主材料，為提升主材料的強(qiáng)度，在工程中必須在護(hù)筒的上中下三部分各焊筑一道鋼筋進(jìn)行加固;在護(hù)筒的尺寸設(shè)計(jì)上，其標(biāo)準(zhǔn)尺寸應(yīng)當(dāng)較這一位置使用的樁的樁徑外延0.2 m，長(zhǎng)度最終使用的尺寸為1.8～2.3 m，距離護(hù)筒頂部0.2 m的位置留有0.2 m×0.4 m大的溢漿孔（見(jiàn)圖 2）。

護(hù)筒埋設(shè)完成后，需要對(duì)實(shí)際的埋設(shè)位置與計(jì)劃埋設(shè)的位置進(jìn)行對(duì)比，兩者中心位置的偏位不超過(guò)50 mm，并且護(hù)筒的埋設(shè)過(guò)程中必須使用水泥砂漿對(duì)其底部進(jìn)行保護(hù)性填埋，護(hù)筒所在區(qū)域0.6 m的范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)使用黏土實(shí)行分層填充直至頂部，這一工程內(nèi)容要求護(hù)筒在黏土中的填埋高度不低于1 m，砂石中的高度不低于1.5 m。

2.3 泥漿的制備場(chǎng)地準(zhǔn)備以及可供使用的泥漿的制備環(huán)節(jié)計(jì)劃

項(xiàng)目使用的泥漿按照設(shè)計(jì)在施工現(xiàn)場(chǎng)直接制備使用，制備場(chǎng)地的泥漿制備池同樣在現(xiàn)場(chǎng)直接挖掘，挖掘時(shí)由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員根據(jù)樁的位置選擇，每個(gè)成套的泥漿池必須包含循環(huán)和沉淀兩個(gè)池子，每個(gè)池子均為面積4 m×4 m，深度2 m的容積，池子應(yīng)當(dāng)由鋼管+鐵網(wǎng)實(shí)現(xiàn)防護(hù)，其清理殘?jiān)姆椒槟酀{循環(huán)的手段。

項(xiàng)目的泥漿主要由塑性指數(shù)較高的黏土或膨潤(rùn)土構(gòu)成，在攪拌形成泥漿的過(guò)程中以黏土為主材料時(shí)必須使用水力攪拌器攪拌成型，使用膨潤(rùn)土作為主材料時(shí)應(yīng)當(dāng)使用泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。此外，在泥漿的使用過(guò)程中一旦數(shù)據(jù)顯示泥漿的指數(shù)不達(dá)標(biāo)，必須及時(shí)加入黏土并就地重新造漿。

工程實(shí)施的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)確保泥漿在護(hù)筒內(nèi)部的高度較地下水位高出至少1 m，該次施工由于受到底部淤積物的影響，因此水頭的實(shí)際部位高出1.5 m，在進(jìn)行孔的清理的過(guò)程當(dāng)中必須保持泥漿的循環(huán)，進(jìn)入鉆孔工作時(shí)需要保證每間隔1 m就要記錄一次孔內(nèi)的狀態(tài)。

2.4 實(shí)施設(shè)置位置的鉆孔工作的具體步驟以及注意要求

開(kāi)始正式實(shí)施鉆孔工作前必須保證所有使用工具在達(dá)到相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)條件下能夠滿(mǎn)足工程的要求。該項(xiàng)工程為例，要求使用的鉆孔錘的齒部長(zhǎng)度控制在5～6 cm，外傾斜角度保持在1∶5，且懸掛位置保持在沖擊點(diǎn)的1 m位置。

在沖擊作業(yè)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)各類(lèi)不同質(zhì)地沖擊物沖程的規(guī)定必須保持在：鉆孔前需要進(jìn)行拋石處理的情況下，實(shí)施拋石作業(yè)的深度應(yīng)控制在1.5～2 m、淤泥層控制在1～1.2 m、亞粘土層控制在2 m以?xún)?nèi)、砂層控制在2～2.5 m、弱風(fēng)化巖控制在2.5 m以上。在進(jìn)行沖擊時(shí)，強(qiáng)風(fēng)化巖作業(yè)時(shí)泥漿比重應(yīng)當(dāng)控制在1.3～1.35 m、砂粘土層則應(yīng)控制在1.25 m左右。沖擊作業(yè)時(shí)，每2～3次沖擊后必須對(duì)錘頭進(jìn)行檢查，一旦錘頭狀態(tài)無(wú)法達(dá)到規(guī)定要求，必須及時(shí)進(jìn)行更換。

沖擊結(jié)束后進(jìn)行排渣時(shí)，一般情況下采取正循環(huán)或反循環(huán)的方法即可，如果沖擊部分為厚度較高的松散性填充石板層，則需要采取撈渣桶掏渣法進(jìn)行打撈，當(dāng)孔內(nèi)的殘留過(guò)度稀薄時(shí)，需要投入黏土。清孔完成后，孔底的沉渣厚度應(yīng)當(dāng)控制在50 mm左右。

2.5 籠體結(jié)構(gòu)的制造以及放置過(guò)程中重點(diǎn)環(huán)節(jié)的操作說(shuō)明

鋼筋制成的籠體是進(jìn)行樁的灌注的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其形態(tài)、主材料的材質(zhì)硬度對(duì)樁的質(zhì)量能夠造成決定性影響，在制作的過(guò)程中充分參考該段路橋設(shè)計(jì)需求的規(guī)定。該項(xiàng)目中，制造籠體的主材料等均按照相關(guān)的法規(guī)等選擇，技術(shù)層面焊接采用5 d的雙面焊，最終保護(hù)層的厚度保持在不少于75 mm;構(gòu)成鋼筋籠的主筋間距應(yīng)為±10 mm;箍筋的間距控制在±20 mm以?xún)?nèi)即可。另外，成型的籠體每隔4 m必須設(shè)置平行的橫向C20骨架以及縱向的C18骨架，并確保籠體的中心點(diǎn)與孔的中心點(diǎn)保持一致（見(jiàn)圖 3）。正式下放的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)緩慢地下放，同時(shí)逐節(jié)確認(rèn)籠體的焊接狀況是否達(dá)到質(zhì)量要求并注意下放時(shí)不能碰撞到孔的內(nèi)壁，如果籠體下放過(guò)程中受阻，應(yīng)當(dāng)以緩慢旋轉(zhuǎn)的方式嘗試解決。籠體完全下放后，應(yīng)當(dāng)對(duì)其適當(dāng)位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

2.6 樁的主體的灌注過(guò)程以及實(shí)現(xiàn)水下灌注的特殊性要求說(shuō)明

材料的選用同樣對(duì)工程質(zhì)量存在較大的影響。該項(xiàng)目由于屬于水下施工的項(xiàng)目，受項(xiàng)目施工環(huán)境影響，在選擇混凝土等主要材料過(guò)程中需要充分考慮防水的需要。

首先在選用混凝土?xí)r應(yīng)當(dāng)選擇含砂量達(dá)到40%～45%的類(lèi)別，并提升所使用的隔水栓的等級(jí)。灌注過(guò)程中導(dǎo)管的底部與孔的底部的距離應(yīng)控制在0.3～0.4 m，單次混凝土的填充量應(yīng)當(dāng)保持在1 m以上，最終填埋的深度必須達(dá)到2～6 m。

3 鉆孔灌注樁的質(zhì)量和安全要求

3.1 施工周期以及施工流程的要求

（1）對(duì)參與人員進(jìn)行分工。

（2）選擇合適的原材料以及施工方案。

（3）明確施工計(jì)劃。

（4）施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收。

（5）工程所在的吉首市全年無(wú)霜，但存在受雨季影響的問(wèn)題，因此施工時(shí)需要考慮到受雨季影響的工程內(nèi)容在此時(shí)期內(nèi)的排水以及正常施工的相關(guān)規(guī)定。

3.2 施工材料的進(jìn)場(chǎng)和檢驗(yàn)

從該工程來(lái)看，需要準(zhǔn)備的內(nèi)容包括施工的主材料以及施工場(chǎng)地的準(zhǔn)確，主材料主要包括混凝土、碎石、砂、用于制造泥漿的高塑性能力的黏土或膨潤(rùn)土。在混凝土的選擇上需要選擇可供水下使用的商品用混凝土，其等級(jí)必須達(dá)到C30以上，碎石尺寸應(yīng)控制在5～25 mm范圍內(nèi)。

臨時(shí)設(shè)施的需求上，根據(jù)工程的位置和施工環(huán)境，需要具備以下設(shè)施：占地面積400 m2的標(biāo)號(hào)“1”/“3”鋼筋加工場(chǎng)地、占地面積200 m2的標(biāo)號(hào)“2”鋼筋加工場(chǎng)地、工人臨時(shí)宿舍、施工道路，以及電纜等材料、河道工程項(xiàng)目。

3.3 施工過(guò)程的安全保障規(guī)劃以及安全防護(hù)措施

在施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)通過(guò)以下幾種方法確保施工的安全性：

（1）建立完善的安全管理團(tuán)隊(duì)，由各級(jí)施工組織的負(fù)責(zé)人進(jìn)行安全管理和組織工作，并建立和完善各項(xiàng)基礎(chǔ)性的安全規(guī)范和措施，在實(shí)際操作過(guò)程中做好安全檢查工作并明確安全要求的責(zé)任人制度[3]。

（2）切實(shí)進(jìn)行安全的“三級(jí)”教育工作，即承擔(dān)工程的承包公司、執(zhí)行項(xiàng)目的項(xiàng)目組以及實(shí)際施工人員所屬的班組都應(yīng)當(dāng)對(duì)施工人員進(jìn)行完善的安全教育工作，確保施工人員明確安全相關(guān)的規(guī)定和要求。

（3）在現(xiàn)場(chǎng)施工的安全和技術(shù)規(guī)定方面，一方面嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)安全規(guī)定進(jìn)行施工，另一方面施工技術(shù)必須符合該項(xiàng)目的相關(guān)要求。

（4）作為大型工程項(xiàng)目，工程在施工過(guò)程中需要大量的設(shè)備配合進(jìn)行，部分機(jī)械的使用存在相當(dāng)程度的危險(xiǎn)性，因此在機(jī)械使用過(guò)程中除嚴(yán)格按照機(jī)械使用規(guī)范操作外，非操作人員要減少對(duì)機(jī)械操作空間的影響[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

灌注施工的技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制的要求較高，該文通過(guò)對(duì)施工實(shí)例的研究，明確使用灌注技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，如何更為有效實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的控制。此外通過(guò)對(duì)施工實(shí)例結(jié)果的分析，能夠明確采用合理的現(xiàn)場(chǎng)管理能夠有效避免安全問(wèn)題并提高施工的效率。該文探討的施工管理方法不僅適用于灌注法的施工，同樣適用于對(duì)機(jī)械設(shè)備依賴(lài)較高的其他施工建設(shè)項(xiàng)目，以灌注施工方法為切入點(diǎn)對(duì)樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)改進(jìn)進(jìn)行了初步的探討，并為其他技術(shù)方法改進(jìn)確定了一個(gè)可行的方向。

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