公路橋梁施工中的鉆孔灌注樁施工技術(shù)

王彭飛 張志剛

（山東宇通路橋集團(tuán)有限公司 山東東營 257300）

公路作為交通運輸?shù)闹匾M成部分，其質(zhì)量和安全是保證其長期運行的根本。隨著施工技術(shù)和施工標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，對不同環(huán)境下的公路橋梁施工工藝提出了更高的技術(shù)要求。在公路橋梁工程實踐中，采用鉆孔灌注樁法進(jìn)行公路橋梁的施工，對保證工程的安全起到了積極的作用。

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的要點

1.1 技術(shù)設(shè)計的要點

首先，在實施技術(shù)時，要充分了解項目的地質(zhì)情況，合理地設(shè)計方案，確保鉆孔樁的埋設(shè)深度，使其抗震、抗裂的能力得到充分的體現(xiàn)。其次，在各種情況下，要注重對鉆孔灌注樁屈曲的及時研究，確保鉆孔灌注樁的安全使用。最后，對鉆孔樁承載力進(jìn)行精確的計算，以確保其在工程中的運用作用得到最好的發(fā)揮。

1.2 技術(shù)施工的要點

首先，做好施工的全面準(zhǔn)備，確保工地的施工驗收，對各種設(shè)備和材料進(jìn)行檢驗。其次，要在實際工程中精確地測量出樁的標(biāo)準(zhǔn)點和控制點的位置，并與現(xiàn)場的鉆機(jī)施工相結(jié)合，確保樁的標(biāo)定。在此基礎(chǔ)上，對樁孔、樁深、泥漿狀況等進(jìn)行綜合、精確的分析，并根據(jù)現(xiàn)場的土壤條件，確定鉆孔的深度。再次，必須確保鋼防護(hù)層的正確性，不能出現(xiàn)諸如變形等安全問題，從而影響工程的質(zhì)量和安全。最后，要嚴(yán)格遵守施工程序，不能過分追求工期效益，不能忽略施工程序，以保證工程的施工安全［1］。

2 施工原則

一是在選擇橋梁工程地基結(jié)構(gòu)時，要深入分析其地質(zhì)特征和氣候環(huán)境，始終堅持合理化、科學(xué)化的原則，以確保施工方案制定的合理性。同時，在具體的施工中，可以依據(jù)橋面的結(jié)構(gòu)特性來確定其安全級別，并依據(jù)其承載能力的特性，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計工作，使工程的整體質(zhì)量得到提高。二是在具體應(yīng)用施工工藝時，要根據(jù)周圍的環(huán)境條件，制訂合理的施工方案，以改善實際施工效果，并不斷改進(jìn)工作方法和制度，以推動各項技術(shù)的科學(xué)化應(yīng)用。三是在采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時，要針對施工工藝的特點，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境特點，采用相應(yīng)的工藝技術(shù)，建立合理的設(shè)計方案。四是在公路橋梁工程施工中，應(yīng)注意防止鉆孔的傾斜，并及時清除路面上的雜物，保證道路處于平坦?fàn)顟B(tài)，然后搭建施工平臺，選用合適的材料，進(jìn)行鉆孔灌注樁的施工，提高技術(shù)應(yīng)用的效果，以達(dá)到對橋梁工程施工和施工管理的要求。

3 公路橋梁工程中的鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用問題

3.1 斷樁問題

由于導(dǎo)管、混凝土質(zhì)量、孔壁等因素的存在，會出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，從而影響工程的進(jìn)度。超聲波檢測是一種常用的方法，用以確定斷樁的位置。混凝土離析是由大顆粒、坍落度不夠、輸送時間過長等原因造成的，從而導(dǎo)致管道在使用過程中出現(xiàn)堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致斷樁。在鉆孔灌注樁施工過程中，由于不能按現(xiàn)場實際情況來確定導(dǎo)管長度，造成管道底部不能正確埋入而造成斷樁。泥漿也會因為界面漏水而流入管道，這是導(dǎo)致夾層斷裂的重要原因，另外，深度越大，施工質(zhì)量就越差。由于沒有對鉆孔進(jìn)行有效的治理，造成了工程中出現(xiàn)塌方，從而出現(xiàn)了嚴(yán)重的斷樁問題。

3.2 樁身偏斜問題

在鉆孔過程中，樁體的偏移現(xiàn)象也是很普遍的，可以用雷達(dá)、超聲波等手段來確定其產(chǎn)生的原因。如果有探頭石和孤石等存在于地基當(dāng)中，那就會影響到鉆孔的施工。許多砂礫層、坡度較大的軟土、堅硬的巖層都會使巖體的受力不平衡而產(chǎn)生較大的偏差。鉆桿的彎曲問題是導(dǎo)致其傾角的重要因素，通常是由鉆桿本身的質(zhì)量問題引起的。應(yīng)加強(qiáng)對地基條件的調(diào)查，特別是在有軟硬地層時，要合理控制鉆孔速度，及時回填鵝卵石、碎石等。在施工過程中，要進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，以保證護(hù)筒中心、起重滑輪、鉆桿卡孔等位置在一條直線上。要加強(qiáng)對鉆桿質(zhì)量的檢驗，并針對其偏差大小，制訂相應(yīng)的最佳鉆孔方案［2］。

3.3 孔壁坍塌

在鉆孔灌注樁施工中，孔壁坍塌是一個普遍存在的問題。塌方是因為地下地質(zhì)條件不好造成的，因此，在進(jìn)行鉆探之前，必須認(rèn)真勘察現(xiàn)場的地質(zhì)情況，并參照有關(guān)資料，確定是否可以進(jìn)行下一階段的鉆孔作業(yè)。另外，也有可能是由于鉆頭的突然損失或是由于地下泥漿的質(zhì)量很低而導(dǎo)致了各種崩塌。因此，在進(jìn)行現(xiàn)場施工時，必須針對實際地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整，制定適當(dāng)?shù)姆桨福扇∵m當(dāng)?shù)奶幚泶胧赃_(dá)到降低或避免事故發(fā)生的目的。

4 常見鉆孔灌注樁技術(shù)類型

4.1 泥漿護(hù)壁施工技術(shù)

泥漿護(hù)壁施工技術(shù)適合于沖擊或旋轉(zhuǎn)鉆鑿成孔，施工中的任何一個環(huán)節(jié)都將影響整個工程的質(zhì)量，所以，必須加強(qiáng)工程施工各個環(huán)節(jié)的管理。泥漿護(hù)壁施工首先要平整和清掃工地，并在適當(dāng)?shù)奈恢蒙习惭b必要的鉆具，按照現(xiàn)場的施工情況，準(zhǔn)備好相應(yīng)的鉆機(jī)。泥漿是由水、粘土和各種添加劑組成的，在鉆孔時，泥漿可以起到潤滑和降溫的作用，并在孔壁上形成一層泥皮，這樣就能有效地阻止內(nèi)外液的滲入。鉆孔施工的重點在于確保井壁的穩(wěn)定，防止塌方，為了防止因流砂造成的孔洞崩塌，必須采用護(hù)管施工來保持孔內(nèi)的靜水壓，從而使其不受地表水影響，有效地保護(hù)孔洞表面。通常，護(hù)筒的單節(jié)長度約為3m，其直徑要比鉆孔的直徑大得多。鉆機(jī)的安裝位置直接關(guān)系到鉆孔的成孔質(zhì)量，在安裝時，要注意對安裝地基的選取，防止鉆機(jī)設(shè)備發(fā)生傾斜，如果地基有一定的傾斜，可以用推土機(jī)將其推平，然后再進(jìn)行安裝。在鉆孔過程中，泥漿護(hù)壁的施工是一個技術(shù)難題，它對施工工藝的要求也很高。在鉆孔期間，應(yīng)反復(fù)核對中線和豎直度，并安排專門的技術(shù)人員進(jìn)行打孔，以防止沖擊孔對周邊土壤和孔洞的質(zhì)量造成影響。在鉆孔施工完畢后，需要將鋼筋籠制成，然后將其吊入成孔，鋼筋籠的規(guī)格、長度、數(shù)量等必須嚴(yán)格檢查驗收。

4.2 全套管施工技術(shù)

全套管施工技術(shù)類似于泥漿護(hù)壁施工技術(shù)，均需經(jīng)過場地平整、準(zhǔn)備工作臺、安裝鉆機(jī)等多個工序，但鉆機(jī)安裝完畢后，全套管施工技術(shù)需要將壓套管鉆入成孔，然后將導(dǎo)管放置在已安裝的鋼筋籠內(nèi)，待混凝土澆筑完畢，再進(jìn)行拔出，并進(jìn)行質(zhì)量檢測。全套管施工工藝無需準(zhǔn)備泥漿，也無需進(jìn)行鉆孔作業(yè)，其整體施工方案與泥漿護(hù)壁施工相似。但應(yīng)注意，在壓入套管時，要嚴(yán)格地控制豎直，并使用專門的水準(zhǔn)儀進(jìn)行多次校正［3］。

5 工藝流程

5.1 鉆孔灌注樁技術(shù)的施工前準(zhǔn)備

在公路橋梁施工中，鉆孔灌注樁技術(shù)是工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)不同的工程場地情況進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，以保證工程的順利進(jìn)行。在公路橋梁建設(shè)之前，施工單位應(yīng)認(rèn)真勘察現(xiàn)場，按照設(shè)計圖紙和施工要求，制訂合理的施工方案，確定施工流程，并制定應(yīng)急處置措施，一旦發(fā)生問題，可以作出正確的決策，及時解決，保證施工的順利進(jìn)行。同時，要加強(qiáng)對施工人員的專業(yè)知識、技能的培養(yǎng)，保證其施工技術(shù)水平達(dá)到建筑設(shè)計的要求，并按其專長進(jìn)行崗位配置，充分發(fā)揮人力資源的作用。公司員工應(yīng)具有良好的溝通能力，能夠有效地解決工程建設(shè)中的各種問題，確保工程的質(zhì)量與效率。建筑材料是公路橋梁工程建設(shè)的基本保障，因此，必須保證工程材料的質(zhì)量，進(jìn)而才能使公路橋梁的施工質(zhì)量得到有效的保障。為此，公司必須組織專業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行材料的采購，認(rèn)真調(diào)查、分析建材的市場情況，篩選出符合國家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，達(dá)到公路橋梁的建設(shè)施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而從根本上保障施工的質(zhì)量。在公路橋梁施工中運用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時，施工技術(shù)人員應(yīng)確保樁位差在設(shè)計允許的范圍內(nèi)，并對樁位、樁頂高度等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，對樁身的水平、豎直方向進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在施工中進(jìn)行多次采樣、檢驗，根據(jù)有關(guān)資料進(jìn)行分析，以保證灌注樁的質(zhì)量。

5.2 埋設(shè)護(hù)筒

首先，采用全站儀等測量儀器，精確地進(jìn)行標(biāo)定，降低人工測量誤差，保證樁位精度，樁和樁基之間存在交疊現(xiàn)象，應(yīng)注意樁套的埋入。其次，在安裝鉆具時，要確保地基的穩(wěn)定性，同時要合理地調(diào)節(jié)和控制鉆機(jī)的高度。根據(jù)路基土壤的不同狀況，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，以保證施工的安全。最后，為了精確地確定鉆機(jī)的安裝位置，應(yīng)采用專門的測量儀器，并結(jié)合實際鉆井條件，對其進(jìn)行定位。同時，在安裝時，要確保鉆桿與鉆具之間的垂直穩(wěn)定安裝，使其在以后的使用中起到更好的安全保障作用。

5.3 護(hù)壁和泥漿的準(zhǔn)備

在具體的工程中，應(yīng)對護(hù)壁及泥漿做好充分的準(zhǔn)備。在灌注樁的施工中，要保證一定的濕潤泥漿，以保證施工的安全，所以，在配制泥漿時，應(yīng)根據(jù)沙土的實際需要，控制其溶解程度。還有就是，在工地上要根據(jù)工程的具體情況，調(diào)整泥漿的濃度，若泥漿濃度與土體結(jié)構(gòu)不符，則會對工程的安全性產(chǎn)生不利影響。在生產(chǎn)泥漿時，可以采用碾壓粘土制沙，充分利用陶粒的功能，使泥漿配制的濃度達(dá)到實際應(yīng)用的要求。

5.4 鉆孔施工

在工程施工中，鉆孔施工是工程施工技術(shù)中的一個重要環(huán)節(jié)，也是一個很大的難題。其中，主要的質(zhì)量影響因素表現(xiàn)在鉆探和灌漿施工過程中。首先，在擴(kuò)孔時，應(yīng)充分考慮到工程施工的具體內(nèi)容、影響因素，選用合適的鉆機(jī)、鉆孔方式。其次，在正式開始鉆孔施工時，要針對幾個特殊的鉆孔問題進(jìn)行有效的處理，以確保鉆孔的順利性。再次，施工期間，需要專業(yè)的施工人員對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的記錄，并對周邊的地質(zhì)狀況進(jìn)行有效的調(diào)查，通過模型的制作，保證施工的安全性和準(zhǔn)確性［4］。最后，在鉆孔作業(yè)完成后，要按照規(guī)范進(jìn)行鉆孔大小的檢測，對鉆孔中的雜物進(jìn)行緊急處理，同時還要進(jìn)行水位的檢測，以確保鉆孔的質(zhì)量和安全。

5.5 清孔

由于鉆孔清理對樁的承載能力有很大的影響，因此，在施工中，必須進(jìn)行鉆孔清理。在工程建設(shè)中，通常要進(jìn)行兩次清孔，一次是鉆孔后進(jìn)行清理，第二次是清理后加固。在公路橋梁鉆孔樁施工中，樁頭為淤泥層時，必須采取循環(huán)式的清理方法。

5.6 進(jìn)行灌注

灌注的施工流程是在鋼筋骨架結(jié)束了安裝施工之后。詳細(xì)的施工方式為：第二次對鉆孔實施清理，這樣做是為了保證在樁底出現(xiàn)沉渣的情況下泥漿的測試規(guī)范、樁底區(qū)域的沉積厚度都符合施工規(guī)范，以保證達(dá)到灌注施工的質(zhì)量要求。另外，導(dǎo)管的下口部位和孔底部位的距離要控制在0.4m左右，一定要保證最上面的混凝土高度，掩埋深度嚴(yán)格控制在2～6m的范圍內(nèi)。

6 鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用策略

6.1 解決孔壁垮塌問題

在工程建設(shè)中，孔壁垮塌是影響工程質(zhì)量的一個重要問題，若不能及時處理，將會對以后的工程建設(shè)造成極大的阻礙。大量的水分和疏松的土壤是導(dǎo)致孔壁垮塌的主要因素。在鉆孔過程中，由于各種原因，如地震等，容易造成孔壁垮塌，因此，必須嚴(yán)格遵守施工組織及施工規(guī)程，合理調(diào)整護(hù)筒埋設(shè)方式，保證交接點的土層密實度，保證鉆孔施工的正常穩(wěn)定運行。

6.2 解決漏漿問題

在進(jìn)行鉆孔灌注樁時，應(yīng)對泥漿面進(jìn)行全方位監(jiān)測，一旦發(fā)生滲漏，應(yīng)及時采取相應(yīng)的防治措施。首先，提高泥漿的黏性，繼續(xù)除砂操作，停止鉆進(jìn)，循環(huán)泥漿進(jìn)行補(bǔ)漿，滿足泥漿漿液面的高度要求，達(dá)到泥漿表面的要求。若漏漿嚴(yán)重，可向漿液中添加木屑，循環(huán)灌注，堵住孔隙，防止?jié)B漏；若鋼護(hù)套頂部發(fā)生滲漏，上述措施仍無法有效地控制滲漏，可適當(dāng)加大鋼護(hù)套的長度；若仍無法有效地解決滲漏問題，應(yīng)及時補(bǔ)充黏土，終止鉆孔，停止提鉆，一段時間后，再進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

6.3 解決卡管問題

如果混凝土沒有足夠的流動性，在施工過程中很容易發(fā)生離析，而且在管道進(jìn)入水中后，還會發(fā)生材料的離析。如果機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障，不能進(jìn)行連續(xù)澆筑，物料在管道中停留較長時間，很容易發(fā)生卡管現(xiàn)象，不但影響施工的效果，而且還會影響整個項目的施工質(zhì)量。因此，在采用鉆孔灌注樁技術(shù)時，要注意預(yù)防卡管的現(xiàn)象。一是在沒有出現(xiàn)卡管現(xiàn)象之前，要對混凝土材料進(jìn)行檢測，確保不會出現(xiàn)離析，并保證機(jī)械設(shè)備的連續(xù)澆筑，不能中途停頓，否則會造成堵塞［5-6］。二是將金屬片材料焊接在導(dǎo)管的外部，利用金屬片在墜落時產(chǎn)生的沖擊力，進(jìn)行管道的疏通。若卡管位置接近地面，則應(yīng)采用鋼筋進(jìn)行沖搗，避免影響施工。三是采用錘擊法或采用上下攪動方式，以達(dá)到管道疏通的目的，確保整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和效果。

6.4 解決導(dǎo)管進(jìn)水問題

造成導(dǎo)管進(jìn)水現(xiàn)象的主要原因是所用混凝土的用量不夠，管道出口升高后無法確保埋深，造成導(dǎo)管進(jìn)水。在發(fā)生此類問題前，應(yīng)仔細(xì)檢查，準(zhǔn)確預(yù)測所需的物料，并在管道上升后及時進(jìn)行補(bǔ)料。如果管道內(nèi)已經(jīng)滲入了水，就應(yīng)該采用空管抽泥的方法，將水泥物質(zhì)抽出來，再進(jìn)行相關(guān)的灌漿工作。當(dāng)管道深度達(dá)不到要求時，如果混凝土還沒有凝固，就必須將其再次放入混凝土中，然后用泥漿泵將其抽出，進(jìn)行后續(xù)的澆筑。如出現(xiàn)表面混凝土的初凝現(xiàn)象，為廢樁，需再次重新進(jìn)行施工。

7 結(jié)語

在公路橋梁工程中，鉆孔灌注樁的施工工藝和實際使用情況表明，該技術(shù)存在著承載力強(qiáng)、工期短、受其他因素影響較少的特點，因此在橋梁工程中得到了廣泛的應(yīng)用。由于鉆孔灌注樁施工工藝隱蔽、施工條件復(fù)雜，施工質(zhì)量控制困難，所以，施工技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)泥漿配置質(zhì)量、鉆孔施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量和返漿性能指標(biāo)，確保樁基成孔施工的順利進(jìn)行。