橋梁工程建設中鉆孔灌注樁技術的應用價值

徐國生

【摘要】進入新時期以后，基于社會的廣泛需求，開始有更多的橋梁工程投入施工，而作為橋梁施工建設中的關鍵部分，鉆孔灌注樁受到了更多的重視。為切實滿足施工要求，很多施工團隊在施工前都會根據工程建設的基本情況，制定鉆孔灌注樁技術的施工方案，按照固定的流程來展開對應的施工操作，并取得了較好的施工效果。文章就工程概況、鉆孔灌注樁技術應用價值、橋梁工程建設中鉆孔灌注樁技術的應用策略進行了論述與分析。

【關鍵詞】橋梁工程建設;鉆孔灌注樁技術;應用價值

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.039

引言：

探究橋梁工程建設中鉆孔灌注樁技術的應用價值，需明確工程的基本情況以及施工要求，做好系列準備工作，安排好人員、設備設施、選擇的施工工藝等，其后再設計基本的施工方案，明確各個階段施工人員的基本施工任務，如此方可確保各個階段的施工工序環環相扣，不會因人員因素、設備因素而降低施工質量，維護橋梁工程建設的穩步推進。

1、工程概況

以國內某橋梁工程為例，探究橋梁工程建設中鉆孔灌注樁技術的應用價值。該項工程包括以下部分：拼寬橋、匝道橋梁等。按照橋梁施工基本要求，基礎部分引入鉆孔灌注樁，而橋梁結構包括花瓶板式、圓形柱式兩種，通過鋼筋混凝土施工，再搭建肋板式橋臺，設置U型橋臺，以此來滿足各個階段的施工要求。

2、鉆孔灌注樁技術應用價值

鉆孔灌注樁技術在橋梁工程建設中的應用價值主要表現在以下幾點：其一，具備更強的抗震能力，且整個施工過程產生的噪音較小，不會對周邊的環境、民眾產生較大的負面影響;其二，利用鉆孔灌注樁技術搭建而成的灌注樁有著更大的直徑，承載力更強，不但利于施工人員在其上完成各項施工操作，還能保證橋梁工程在后續使用過程中滿足各種使用途徑所需;其三，與橋梁工程建設施工契合程度較高，實用、高效，大大節約了工期，能迅速投入使用;其四，鉆孔灌注樁施工質量高，依托該項技術建造而成的橋梁工程，能夠減少后續的維護保養費用，這對其長遠發展來說有著積極的意義。

3、橋梁工程建設中鉆孔灌注樁技術的應用策略

從以下數點展開細致的分析：

3.1 做好施工準備

（1）安排好自卸汽車、挖掘機、吊車、對焊機、鉆機等關鍵設備的進場順序，確保其配套完整、性能完好、滿足各個階段的施工所需;需安排專人對重要設備加以看管，在設備申領→使用→維護保養方面形成管理閉環，確保其始終處于使用與備用狀態。

（2）嚴格執行“三通一平”的現場管理標準，并挖掘出儲水罐、沉淀池、泥漿池;為響應國家號召，文明施工，應將各個階段產生的泥漿運送到指定位置并進行集中處理，避免其污染現場施工環境。

（3）本次工程建設所選擇的灌注樁樁徑較小，故而各個導管間以絲扣來加以連接;為保證導管使用性能，在進場前需對其展開水密承壓試驗，試驗水壓控制在0.6MPa與1MPa之間，該項試驗易受到各種外界因素影響，故而可進行多次重復試驗，以得到最精確的結果。

（4）針對不同樁徑，明確其第一次灌注混凝土的時間、數量，搭配以混凝土漏斗，且需保證第一次灌注混凝土的數量在導管埋入混凝土面層下大約1m位置。

（5）在正式展開施工之前，對各個樁位編號，并將編號呈遞與工程監理，使其能夠按照監理標準來對這些樁位進行統一使用與管理。

3.2 場地處理

（1）施工測量。在進行便道施工前，聯系測量單位對工程施工場地的地形地貌標高加以測量，將得到的測量數據輸入數據管理庫，為其后的施工便道建設標高控制提供依據。

（2）施工工藝。施工工藝包括兩部分內容：其一，便道修筑。在橋梁工程的便道修筑前，可先用推土機將原有地表含有的各種雜物清除干凈，厚度大約20cm，在其上層鋪一層細石渣，碾壓密實，最后再加鋪一層細礫碎石土，碾壓一遍，其后在施工進程中應隨時維護，確保交通順暢;其二，在灌注樁施工場地回填整平。

3.3 測量放線

（1）陸上樁。針對樁位平面圖，展開業內計算、復核，通過50cm鋼尺與全站儀來完成系列的放樁工作，定位樁選擇的是10×10×50cm的木樁，頂部再以鋼釘加以控制，在各個樁位上撒上白石灰以提醒施工人員，避免在后續施工時擠扁定位樁;在施工進程中，于定位樁2m外布置4個“十”字形引樁，引樁盡量布置在不易碰到的位置;在護筒坑挖掘前，需技術人員根據引樁來確定樁位位置，保證無誤之后再埋設護筒，在埋設好護筒之后，結合引樁將定位樁恢復，完成測量復核之后，樁機復位。

（2）水中樁。進行水中灌注樁施工時，以圍堰或者搭設閉水鋼板樁的形式，將水下樁位作業轉變為陸上作業，再按照以上方式推進施工即可。

3.4 埋設護筒

護筒以大約6mm厚的鋼板制成，直徑比樁徑寬20cm，并在護筒上部開出一個溢漿口;護筒埋設方法選擇的是挖坑埋設法，深度為4m，在護筒四周與底部需按層次夯填粘質土;且在埋設時應結合到施工現場的水文因素與地質，必要時可適當調整護筒高度，使其始終保持在超出地面0.3m的高度;最后還需在埋好護筒之后，以水準儀測量護筒頂部位置標高，以標高來計算鉆孔深度。需注意的是，檢查護筒埋設位置是否準確，需檢查護筒內中心線是否與樁位中心線保持重合，重合代表其滿足施工標準，否則需重新校驗;還需保證豎直線傾斜度在1%之內，平面誤差不超過50mm。

3.5 鉆機對位

鉆機需汽吊抬運搭配以技術人員人工微調，具體的對位步驟如下所示：

（1）將鉆機安裝在鉆孔一側，在安裝時注意避免將鉆機支撐墊木壓在孔口鋼護筒壁上;選擇合適的鉆孔事故處理機具與配套設備、配套鉆頭等，直接連通供水、供電輔助設施。

（2）在鉆機調整時，應保證在使用鉆機起吊滑輪組時，調整護筒中心、樁孔中心、鉆頭中心處于一條鉛垂直線上，穩定好扒桿纜風繩與鉆機，確保鉆機穩定牢固;并需在鉆機使用前檢查其有無故障問題。

3.6 泥漿制備

在施工前需提前制備足夠量的泥漿，在制備時選擇CMC、堿、膨潤土等原材料;按照以下指標來控制泥漿制備過程：pH≥6.5、泥皮厚<6mm/1h，失水率<40ml/h、膠體率95%、含砂率<4%、黏度控制在16-28s、相對密度控制在1.1-1.3;在鉆孔前需保持均勻的攪拌速度攪拌泥漿，使其處于均勻狀態;需定期對泥漿進行抽樣檢測，針對其中達不到標準的泥漿應在調配合格之后置換，確保其滿足使用所需。

3.7泥漿護壁

因在橋梁工程建設中可能會遇到碎石土等特殊地貌，在該種地質環境中施工時，必須采用泥漿護壁來保證鉆孔效率。重視以下要點：

（1）要保證樁基工程質量，需順利完成孔作業，要求從工程實際地質情況出發，結合以往的施工經驗選擇泥漿循環方式以提升排渣效率。

（2）明確沖擊成孔工藝參數，具體參數值如下所示：其一，針對護筒刃角下方2m距離之內，控制小沖程在1m以內，泥漿比控制在1.25-1.5g/cm之內，針對軟弱層，需投入一定量的小片石與泥塊;其二，針對塌孔回填層、軟弱土層，利用小沖程持續沖擊，加黏土塊夾小片石，泥漿比控制在1.3-1.5g/cm之內;其三，針對中粗砂層、粉砂層，利用中沖程2-3m，泥漿比控制在1.2-1.5g/cm之內，加入適量黏土塊，還需不斷掏出其中夾雜的渣;其四，針對卵石層、砂礫，利用中沖程2-4m，泥漿比控制在1.2-1.3g/cm之內，也需掏其中的渣;針對碎塊狀風化巖、沙土狀風化巖化巖，利用中沖程，并不斷掏出其中的渣。

（3）鉆孔作業整體有著較大的工程量，故而選擇分班連續作業的形式來確保整個工程推進的連續性，若是中斷時間超過2h，需時刻關注巖土層的具體變化情況，采取連續取樣的方式來掌握施工區域地質的整體變化規律，做好數據記錄與結果分析，再與地勘資料進行對比分析，以便做出合理的應對策略;其次，需針對各個巖樣編號，若是其有特殊需求應密封處理;在鉆孔時還需強化監測作業，一般情況下間隔頻率為每2h監測一次，若是孔位出現偏差應立即進行調整。

3.8 鉆孔施工

（1）按照施工現場實際情況調整孔內水位，護筒底部超出的部分至少需達到0.5m;在鉆進過程中需控制好鉆頭速度、鉆孔方向，保持勻速鉆進、垂直向下，避免出現速度突變，在持續鉆進時會產生土渣，應直接運送到指定地點存放。

（2）定好鉆孔順序。為避免出現鉆孔問題，應保證鉆機連續鉆孔距離不超過4D（D指的是樁徑），鉆機可以選擇兩個承臺管注樁交叉施工，確保同一承臺灌注樁施工時間間隔標準要求。

（3）選擇鉆孔方法。以螺旋機來完成后續的灌注樁成孔施工，而針對一部分因地質問題而導致鉆機難以寸進的情況，可輔以沖擊鉆施工;鉆機在因鉆頭排渣、提鉆頭排土等因素而停止鉆進時，必須保證鉆孔內具有一定量的水，泥漿黏度與相對密度也需滿足標準要求;在故障停鉆或者鉆孔內出現事故時，應及時將鉆頭提出孔外。

（4）在鉆孔時，可能會因鉆頭傾斜、鉆進速度不穩定等因素造成孔內坍塌，針對該種情況，要求先根據地面沉陷、開裂嚴重程度來預估孔內坍塌嚴重程度，再結合設計圖紙與地面地質資料，分析造成坍塌的主要原因，若是坍塌屬于意外情況且不嚴重，可選擇增加泥漿比重，再進行多次掃壁，在孔壁保護層逐漸趨于穩定之后再安排繼續鉆進，如果坍塌是因地質問題且情況嚴重，需安排回填重鉆;如果出現流沙問題，需適當增加泥漿比重，選擇增加孔內壓力，抑或者用泥土制作為泥磚、大泥塊投下，如此可依靠鉆斗的持續擠壓堵填來構建穩定護壁;若是灣孔情況不嚴重，應進行鉆機鉆桿適當調整，在重復數次的修孔之后再安排鉆進工作，若是灣孔情況嚴重，在回填到正常高程之后再安排鉆進;在出現縮孔問題時，選擇增加泥漿不會總、提升孔內泥漿面，并實施上下反復掃孔，以此來恢復孔徑。

3.9 驗孔

在灌注樁成孔之后，需以驗孔器來檢驗各個孔的孔深、孔徑與孔斜，保證成孔滿足施工標準與建設規范，針對不滿足標準的需采取補救措施，若是受損嚴重的成孔，需及時舍棄，重新鉆孔，其后經監理人員驗收之后再進入下一道工序。

3.10 清孔

（1）在滿足孔深基本要求時需盡快清孔，如此可清理干凈孔底鉆渣，避免孔底出現沉淀問題，并盡最大可能提升鉆孔樁承載力;在清孔時可選擇引入泵吸反循環系統，必要時抬高鉆頭，讓其可與孔底保持大約13cm的距離，檢測各個階段排出砂漿的含砂率，對比分析其與換入砂漿的含砂率，在兩者值接近時立即停止。

（2）在吸砂換漿時，必須持續不斷地向其中灌入新鮮的泥漿，讓孔內水位一直保持在穩定水平，避免塌孔;在結束清孔作業后，需檢查各個位置的沉渣厚度，在其達到設計標準后展開后續施工操作。

3.11 制作與安裝鋼筋籠

（1）按照鉆孔灌注樁施工方案搭建鋼筋棚，制作現場施工需要的鋼筋骨架，其后再轉移到施工位置;保證主筋間距偏差維持在±20mm之內，螺旋筋間距偏差不超過20mm。

（2）為進一步提升鋼筋骨架的整體穩定性，可加設保護層，在骨架外側以焊接的手段來加設“耳朵”裝置;再在骨架外側設置墊板，以此來控制好保護層的厚度，按照實際施工標準來說，墊塊規格暫定φ13.4×6cm;細致檢查樁內各條主筋直徑，若是其大于25mm，應采用“一級”機械連接方式，并輔以破壞實驗，保證其滿足使用標準。

（3）鋼筋焊接之后，需檢查好各個焊接位置的焊接質量，為便于整個樁基檢測的便利性，可在鋼筋骨架適宜位置裝設聲測管，再結合樁徑D值確定最終的數量，若是D小于1.5m，可選擇3根聲測管，若是超過1.5m，需選擇4根聲測管。

（4）鋼筋籠安裝采用的是整體吊裝的方式，但是在起吊、倒運時可能會因擠壓變形，必要時需對加勁箍予以加強，若是已經變形，需立即停止吊運工作，重新安排鋼筋籠。

3.12 混凝土澆筑

（1）利用導管來完成后續的澆筑作業，在澆筑時需注意以下要點：其一，應用導管法，需保證導管的所有階段密閉性能良好，切忌出現漏水等問題，在試拼、試壓時應保證各項指標達到標準要求，方可展開施工;其二，在施工時應調節好試壓力，保證壓力值始終是在孔底靜水水壓的1.5倍;導管內壁在使用前應清理干凈內部的異物，保證足夠光滑，規格是內徑30cm，保證各個導管之間連接的緊密性，并在該位置裝設防松脫裝置，為后續的混凝土灌注提供良好的基礎;其三，在拼裝時需進行水密性試驗：首先往導管內部注水，直至灌注到導管整體容量的70%，封閉導管兩端，通過焊接的方式連接輸風管接頭，確保其達到施工標準要求。

（2）儲料斗、探測錘。在進行灌注施工時，儲料斗、探測錘是必不可少的施工設備，用于首批混凝土存儲，并為后續各個階段的施工作業提供各項施工材料;按照施工所需明確容量值，制作漏斗、儲料斗，保證設備輔助性能的基礎上將其固定在導管頂端，后續需調整好儲料斗的擺放位置，使其在工作平臺的適宜位置;工作平臺可選擇木支架，布置在孔口周邊位置。

（3）灌注施工。灌注施工質量直接影響著鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁中的應用效果，因此要求在灌注施工前進行必要的樁徑實驗，并遵循以下施工原則：其一，在灌注之前做好各項準備工作，借助不斷向孔內射水來翻動孔內的沉淀物，持續時間保持在3-5min之內;其二，在灌注過程中，盡量避免中途停止，若是必須停止，也需保證時間不超過30min;其三，在灌注作業時應直接調整好導管埋設深度，保持在2-6m最為最佳;其四，在灌注過程中，鋼筋骨架可能會出現上浮，需采取對應的應對措施;其五，明確灌注樁頂標高，并在設計值的基礎上再次增加0.5-1m;其六，若是選擇全護筒灌注的方式，應將護筒底部埋設在混凝土中，埋設深度需超過1.5m。

結語：

綜述，文章就橋梁工程建設中鉆孔灌注樁技術的應用價值進行了論述與分析，強調了其重要性與必要性，建議施工管理人員給與其足夠的重視，結合橋梁工程的基本情況與建設標準，引入鉆孔灌注樁施工技術，確保所有的施工人員能夠按照具體的施工標準來展開對應的施工操作，必要時還需根據工程建設中的突發情況來調整施工方案、制定應對措施，以此來提升施工效率與質量。

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