橋梁旋挖鉆孔灌注樁基礎的施工技術探究

張廷廷

(山西路橋第七工程有限公司，山西 晉城 048000)

0 前 言

旋轉鉆機和常規鉆孔工藝不同，旋轉鉆機主要是通過靜態泥漿護臂鉆頭進行鉆斗鉆進，屬于無沖洗介質循環式施工方法，在鉆進施工時為了提升孔壁穩定性能，也需采取泥漿護臂方式配合施工。旋挖鉆機工作階段能夠自行起落可折疊鉆桅，通過伸縮式鉆桿鉆進土層，并且利用傾向斗鉆頭回旋后實現鉆取土。由于該技術具備施工走位靈活、施工效率高等優勢所以得到廣泛應用。

1 工程概況

根據初步設計批復完成施工圖設計，曹井3號大橋，該橋梁橋梁凈寬2×11.5 m，最大橋高21 m;橋梁起點K96+737,橋梁終點K97+383。曹井3號大橋墩臺形式為：肋板臺、雙柱墩、樁基礎；橋梁孔徑式樣屬于32～20 m裝配式連續小箱梁；在曹井3號大橋施工中，為了提升橋梁基礎結構質量，經項目部商量后決定采用旋挖鉆孔灌注樁技術施工。

2 水文地質條件

2.1 水 文

橋址區位于清水河谷，屬黃河流域，河谷中存在常年性地表水流，清水河是黃河的一級支流，發源于吉縣高天山，全長61 km,流域面積646.30 km2,年均徑流量為1 665萬m3。

2.2 地質構造

項目區位于II級構造單元鄂爾多斯斷塊內，其穿越的III級構造單元有：興縣石樓南北向褶皺帶和關王廟北東向褶皺帶，橋址區位于關王廟北東向褶皺帶，該褶皺帶位于鄂爾多斯斷塊的東南邊緣，總體表現為南翹北傾的單斜構造，巖層產狀較平緩，傾角一般小于10°。

橋址區內地層主要由第四系全新統粉土、上更新統濕陷性黃土(粉質黏土)、中更新統卵石及三疊系下統和尚溝組泥巖組成，巖層產狀平緩，傾角2°左右，本次勘察未發現有褶皺、斷層等地質構造存在，地質構造簡單。

3 旋挖鉆孔灌注樁施工方法

3.1 測量控制

灌注樁在施工中通過全站儀保證樁位設置達到精確度的要求，灌注樁以十字交叉的方法開展定位處理，同時還要做好數據的核對和處理，達到精度要求。

灌注樁作業環節，在回填達到密實度后，經過驗收達到技術標準要求。

3.2 施工準備

1)綜合分析工程的現場情況，沖擊式鉆機開展鉆孔作業應嚴格執行項目施工進度和標準，一般需要準備兩臺設備完成項目施工。

2)制作鋼護筒。綜合分析目前的工程具體情況，選擇合理的鋼護筒結構形式，鋼板的質量合格，且鋼護筒達到完整性的要求，沒有任何漏漿的問題。

3)泥漿調控。結合施工地點的地質條件因素，鉆進環節應做好制漿處理，保證漿液的性能合格。對于樁位的施工環節中，應用的是厚度較大的細砂材料，保證護壁效果符合要求，泥漿稠度參數為1.13～1.35(見表1)。

表1 泥漿性能指標

3.3 護筒埋設、樁位復測

旋挖鉆孔灌注樁樁位測量放樣的工作結束后，需要應用25 t汽車吊完成護筒的安裝作業，通過振動錘進行施工，且做好樁位的檢測，達到精度要求后才能開始鉆孔作業。

3.4 旋挖鉆孔灌注樁成孔

3.4.1 鉆機成孔

在鉆機就位之前需要對旋挖鉆機各方面內容進行檢查，保證旋挖鉆機安裝平穩，同時就位后要核對中心點，而后連接泥漿循環系統，啟動循環系統使其提前運轉2～3 min，而后進行鉆孔施工，操作時要按照低壓慢鉆的原則施工，在深入護筒1.0 m位置時則可按照正常速度鉆進。旋挖鉆孔時要注意是否存在鉆機沉陷、位移情況；鉆孔階段要將孔內雜物及時處理，鉆進階段要做好泥漿指標測試，按照地層實際情況調整鉆進參數;在本工程施工中，旋挖轉機采用的是筒式鉆頭，操作階段將鉆頭下降到設計深度后，通過施加壓力讓鉆頭能夠旋其進入土層，最后打開鉆頭自動控制系統完成整個鉆孔過程。

3.4.2 終孔、清孔、成孔驗收

成孔到規定的深度之后，要做好孔深、孔徑、傾斜度的全面檢查，保證各項數據都準確地記錄。清孔施工極為重要，將內部的鉆渣全部清理干凈，達到設計標準的要求；泥漿的各項性能指標滿足工程的要求；因為鋼筋籠的吊放、安裝導管等方式一般需要準備較長的時間，所以在混凝土灌注作業開始前，要進行二次清孔處理。

3.5 鋼筋籠制作及安裝

3.5.1 鋼筋籠的制作

鋼筋籠的各個分段的結構運輸到作業現場，進行分節制作的方式，每一節的長度需要按照起重機的吊裝能力確定。主筋在施工前，需要實施除銹、調直的處理；接頭的控制非常的重要，保證數量不能超出該截面主筋數量的50%。為了避免吊裝環節出現變形或者損壞的問題，應該進行加強處理，內部設置加強筋保持鋼筋籠結構的穩定性。

3.5.2 鋼筋籠的安裝

吊裝前應用探孔器進行內部質量檢查，確保沒有縮徑、坍塌的危害，保證成孔合格后才能開始鋼筋籠的吊裝作業。定位筋的設置也非常的重要，固定鋼筋籠不會產生偏移，確保樁位合格。

3.6 安放導管及二次清孔

水下混凝土灌注作業施工是非常重要的一項工序，應用的是直徑250 mm的螺牙式導管開展施工；在具體的作業前，應進行全面的質量檢查，滿足工程的施工需要；導管的連接極為重要，需要設置密封圈以達到密封性效果；吊放作業階段，要保證位置是居中設置的，穩定性較高，避免存在觸碰孔壁導致結構損壞的情況；導管安裝施工后，開始二次清孔，符合要求才能開始灌注施工。

3.7 灌注水下混凝土

1)混凝土材料在現場預制站進行制作，專業車輛完成運輸，進入到現場后進行坍落度檢測，保證坍落度、和易性完全合格才能開展施工。

2)設置漏斗的結構，其管口利用預制混凝土球堵塞，在內部有足量的混凝土之后開始進行下料埋管處理；剪斷球塞，立即進行混凝土的灌注作業，初灌之后進行埋管質量檢測。

3)灌注施工環節隨時了解內部的質量情況，符合要求后才能進行導管的拆除施工；避免混凝土材料從漏斗內溢出，保證結構性能合格。

4)導管部分提升時，應該詳細記錄混凝土的使用量保證內部表面和埋設深度符合要求，且灌注混凝土的量達到技術標準，和設計參數進行對比分析，確保結構的性能合格；埋管深度一般為2～6 m。

5)灌注混凝土時，需要連續進行作業施工，保證中途沒有任何停頓或者中斷的情況，要一次性澆筑結束；灌注作業環節，導管應保持上下來回地竄動，保證結構的密實度和工程的質量合格，且避免混凝土凝固而導致導管無法移動，否則將會產生斷樁的問題。最后混凝土面需要超出設計灌注尺寸標高的1.0 m以上；做好各項記錄，了解灌注的質量問題。

3.8 樁頭浮漿鑿除

在樁基礎混凝土結構強度達到設計標準要求的70%后，需要把樁頭散掉的混凝土材料清理干凈，達到設計標準即為合格。

3.9 樁基驗收

樁基檢測質量達標后，通知監理工程師進行檢查和驗收，全部符合要求才能進行后續施工。

4 質量控制

4.1 嚴格控制好灌注質量

混凝土灌注作業階段，要做好質量管理和控制。灌注作業開始前，應做好材料質量檢查工作。在混凝土材料完全符合工程的要求后，開始進行灌注孔的清理處理，達到潔凈的要求。混凝土灌注階段，合理地放置導管結構，然后進行灌注施工且不會有滲漏的問題。

4.2 對配筋進行合理設計

旋挖鉆孔灌注樁作業環節，鋼筋間隔距離要合理地設置，通過減小間隔距離的方式可以防止發生斷樁或者傾斜的問題，提高結構的總體性能，滿足工程的質量標準。

5 結 語

旋挖鉆孔灌注樁為目前常見的公路橋梁施工技術，可以促進樁體結構質量和強度性能的提升，達到穩定性的標準，滿足現場施工的需要，不會因為外部因素產生不利影響，達到交通運行標準。

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