探討公路橋梁項目鉆孔灌注樁施工質量的控制

劉倫祥

（貴州省畢節公路管理局,貴州 畢節 551700）

0 引言

交通壓力的不斷增大，使得我國公路橋梁工程建設規模越來越大，數量越來越多，橋梁施工技術逐漸趨于成熟[1]。而鉆孔灌注樁作為橋梁工程基礎施工的關鍵技術，具有操作簡便、設備投入少、干擾性小等優勢，得到了業界人士的關注和認可。但樁基施工具有較強的隱蔽性，施工時質量不易把控，極易造成質量問題。該文根據具體施工案例，對公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術展開全面探究，能有效提升鉆孔灌注樁施工質量和技術水平[2]。

1 工程概況

某公路地處貴州省境內，位于高速交通網“5橫6聯”范圍內。隸屬黔中山原和華南低山丘陵地帶，地層分布為泥盆系（D）、石炭系（C）、二疊系（T）；屬亞熱帶季風氣候，年均氣溫13.7~20.1 ℃，降水量為869.5~1208.1 mm。

該工程設計長度12.8 km，設計車速100 km/h，縱向坡比3.9%，路基包括整體式、分離式兩種形式，整體式路基寬度為33.5 m，分離式單幅路基寬度為16.75 m，采用雙向六車道布置，單車道寬度為3.75 m，橋涵設計等級為公路I級。全線共有橋梁8座，總長3 641.58 m；包括特大橋1座，大橋5座，中橋2座，長度分別為1 851.5 m、1 646 m和144.08 m。橋梁樁基形式為鉆孔樁，設計標準為甲級，其持力層為粉質黏土，樁端進入持力層不小于2d（d為樁徑），樁身設計混凝土強度等級為C30。

2 鉆孔灌注樁成孔方式及施工特點

2.1 成孔方式

根據鉆孔施工技術的差異，鉆孔灌注樁包括正、反循環回轉鉆兩種形式。正循環主要應用于黏性土、細中粗砂、卵石及礫石比重不超過20%的土、軟巖，鉆孔直徑為800~2 500 mm，孔深30~100 m，泥漿具有懸浮鉆渣及護壁效用。而反循環則主要適用于黏性土、砂類土、礫石含量不超過20%的土，孔徑為800~3 000 mm，根據泥漿設備種類的不同，其鉆孔深度可達35~120 m，其泥漿具有保護和加固孔壁的作用。

2.2 施工特點

鉆孔樁的優點如下：

（1）強度高，適用于深基坑施工，能有效提升建筑結構整體穩定性。

（2）操作簡便，機械投入少，施工技術容易掌控。（3）可穿透各種土層，使樁基進入基巖，確保工程質量。（4）機械噪聲低、振動小，對周圍設施干擾小，符合安全文明施工的要求[3]。

其缺點主要有：

（1）水下混凝土灌注質量不易把控。

（2）成孔效率低，施工易對生態環境造成破壞。

3 橋梁工程鉆孔樁施工技術

該工程根據實際地質狀況及施工規范要求，橋梁工程基礎形式為鉆孔灌注樁結構，工藝流程見圖1。

圖1 鉆孔灌注樁工藝流程

3.1 埋設護筒

護筒采用厚度為4 mm的鋼板加工而成。鉆孔時，為避免護筒發生變形，應對護筒實時補強加固，以有效增強護筒剛度和抗壓性能。此外，護筒安裝時，應確保軸線與樁位中心對稱，并嚴格控制護筒埋置深度，確保處于100~120 cm范圍內。護筒頂部應高出地面40 cm，并嚴格控制垂直度，確保軸向傾角不得超過1°。

3.2 鉆機就位

護筒安裝完畢，應按照樁基設計圖紙，進行鉆機安放，并嚴格控制鉆機垂直度。鉆孔過程中，通過吊墜實時檢測傾斜度，保證鉆桿、鉆孔位置準確，且位于同一垂線上。此外，還應在鉆機底部設置墊木，避免鉆機發生傾倒、塌孔現象。工作中實時掌控鉆孔頻率及強度，確保鉆機堅實穩定。

3.3 鉆孔

鉆機鉆進時，應適當提升鉆頭高度，距離鉆孔底部20~30 cm位置，在真空泵中注入清水，并啟動真空泵，將管道內空氣完全排除，形成負壓。當出漿口位置壓力超過0.2 MPa時，開啟泄水閥，將管道內漿體排至沉淀池，進行反循環作業。

鉆孔時，應實時監測地質狀況，根據土質狀況，選擇合適的鉆孔方式。采用減壓鉆進，能有效保證鉆桿垂直度，最大限度避免斜孔、擴孔質量缺陷。實時監測泥漿情況，及時實施清孔作業。當孔深滿足設計要求后，及時檢查鉆孔直徑、深度、垂直度、中心偏差，確保符合規范規定。

3.4 清孔

鉆孔鉆至設計位置時應立即暫停鉆孔作業，緩慢提起鉆頭，確保距鉆孔底部50~70 cm。再次啟動鉆機運行3 min，通過換漿清孔技術對鉆孔實施清洗，并嚴格控制沉渣厚度，確保滿足規范要求，具體質量標準如表1所示。清孔完成后，下放安裝鋼筋籠，并固定到位，混凝土澆筑前應再次對孔底沉渣實施檢查，超出標準要求應實施二次清孔，直至滿足標準要求[4]。

表1 鉆孔灌注樁成孔質量標準

3.5 鋼筋籠制作安設

鋼筋籠制作時，應根據規范要求，在每個鋼筋籠內設置3根超聲波檢測管。縱向間隔2 m布設鋼筋支架保護層，同一圓周位置對稱設置4塊墊塊。鋼筋支架放置在通風、干燥、吊裝方便的位置，底部墊設墊木，避免受潮銹蝕，并編號懸掛標識牌。

鋼筋籠安裝時，通過25 t汽車吊吊運至鉆孔內，吊裝時應用兩點吊裝法。鋼筋籠通過焊接接長，嚴格按照規范及設計標準要求布置接頭位置，接頭錯開位置不小于1 m。鋼筋籠安設完成后，應根據設計要求及時安裝聲測管，并將其牢固固定在加強筋上，樁底焊接厚度為10 mm的鋼板進行封堵。

3.6 水下混凝土灌注

待上述所有施工工序全部完成且驗收合格后，方可進行水下混凝土灌注。該工程通過導管法灌注，其工藝流程見圖2，混凝土灌注現場施工示意圖如圖3所示。

圖2 水下混凝土灌注導管法工藝流程

圖3 灌注混凝土現場作業示意圖

混凝土灌注施工控制要點如下：

（1）全面檢查鋼筋籠、導管、預埋件安設情況，并實施密閉試驗，確保混凝土灌注順利進行。

（2）設置料斗、隔水栓等設施，確保混凝土澆筑連續性。

（3）嚴格控制混凝土施工配合比，保證其和易性、流動性滿足要求。

（4）混凝土澆筑過程中，應確保澆筑連續性，嚴格控制導管埋置深度，保證其處于混凝土內部2~6 m范圍內，并嚴格控制導管提升高度。

（5）混凝土澆筑至設計位置時，通常超灌30 mm，確保樁頂漿體鑿除后標高滿足設計要求。

（6）混凝土澆筑完成后，應安排專人進行樁身養護，確保樁基在短時間內強度達到設計要求。

4 橋梁工程鉆孔灌注樁施工質量控制措施

4.1 常見質量缺陷及防治措施

4.1.1 成孔問題

（1）塌孔：根據規范要求科學制備泥漿，在雜填土、軟基層等地質條件較差區域，應科學調整鉆孔速度；地下水位較高時，應適當加大水頭。

（2）縮徑：根據鉆孔直徑及地質條件科學選擇鉆頭，確保鉆孔質量滿足要求；實時檢查鉆頭情況，發現損壞及時更換；在容易發生縮孔位置，應合理調整泥漿黏稠度。

（3）樁孔偏斜：鉆機準確就位，并保證其垂直度、穩定性滿足要求，鉆進時實時檢測并進行校正；嚴格檢查鉆頭、鉆桿性能，嚴禁使用缺陷鉆具；土質硬度較大部位，應合理控制鉆進速率，避免強行鉆進；針對出現傾斜的鉆孔，應通過勻速、緩慢、上下重復掃孔，實施糾偏處理。

4.1.2 鋼筋籠安裝問題

標高不一致：鋼筋籠安設時應嚴格控制垂直度，確保滿足規范及設計要求；科學設置保護層墊塊，嚴格控制墊塊間距；準確確定吊筋長度，鋼筋籠安裝時仔細核對。

鋼筋籠上浮：嚴格按照配合比進行混凝土拌置，坍落度控制在（200±20）mm，確保具有良好的和易性；嚴格控制混凝土澆筑速率，保證導管埋置深度處于2~6 m之間。

4.1.3 混凝土灌注問題

（1）堵管：嚴格控制混凝土坍落度、水灰比、和易性、初凝時間等各項指標，保證達到標準要求；灌注導管應順直，管壁平滑、密閉性良好。

（2）樁頂混凝土密實度不足：超灌3~5 cm；高程確認時，為防止泥漿干擾，采用現場取樣方式進行檢查，當頂部試樣全是混凝土時，證明標高滿足要求。

（3）斷樁：清孔應徹底，確保底部沉渣、泥漿完全清除；灌注時嚴格控制導管提升速度，確保導管埋深滿足要求，保證混凝土澆筑的連續性。

4.2 質量管理制度

該橋梁工程施工時，建立了科學有效的質量控制體系，主要有圖審制度、施工圖審核制度、技術方案及技術交底制度等。現以技術交底制度分析：

（1）施工前編寫施工手冊，對項目管理人員實施工作任務交底。

（2）實際作業時，技術人員應對項目建設的施工工藝、技術標準進行交底，并針對關鍵工序、關鍵環節進行現場監督指導。

（3）現場技術管理人員對班組長實施技術交底，并形成書面文件。

（4）技術交底以書面形式為主，具體包含文字說明、結構圖表等內容，按標準形式準備齊全并歸檔備查。

4.3 質量保證措施

4.3.1 質量保證

科學選擇施工隊伍，確保具有較強的專業性、實踐性，對施工人員及相關施工內容實施全面監督管控，并對現場施工情況實施巡查，結合巡查情況采取合理的獎懲措施。嚴格落實制度化、科學化、標準化施工，采取樣板先行的施工理念。施工中全面采取信息化管控，對施工中存在的技術難點、關鍵環節實施重點控制，制定科學詳細的施工技術方案，保證工程施工質量。

4.3.2 思想保障

強化工作人員質量意識，使其全面意識到質量管控的重要作用。積極吸收和借鑒類似工程管理經驗，科學處理施工管理中存在的問題。評優、評模、技能比賽中，實行質量控制意識優先的原則，采取一票否決制。

4.3.3 技術保證

（1）設計圖紙采取逐級會審制，技術方案實施逐級交底，并形成書面記錄，以備核查。

（2）強化日常質量管控，不斷完善質量檢查制度，確保實施全過程質量控制，針對發現的質量問題，及時采取應對措施。

（3）如實編寫施工技術資料，確保真實性、準確性，能全面體現實際施工情況，符合工程驗收標準。

（4）科學編寫施工組織設計，并嚴格按計劃執行，對關鍵部位、關鍵工序應留取必要的影像資料。

（5）根據規范要求辦理工程變更，資料、證據齊全。

（6）加強原材料控制，所有原材料進場前應對其性能指標、型號、生產廠家進行嚴格檢查，滿足要求后方可入場使用。

5 結論

綜上所述，該文公路橋梁工程施工案例，對橋梁工程鉆孔灌注樁施工技術實施全面探究。闡述了其成孔方法及施工特點，并從鋼護筒安裝、鉆機架設、鉆孔、清孔、鋼筋籠安設、水下混凝土灌注等方面全方位分析了其施工技術要點；指出了施工中常見的質量問題，并提出了針對性的應對措施，建立了科學完備的質量管控體系。實踐證明，該路橋工程施工過程中未產生嚴重質量缺陷，達到了預期管理目標。