鉆孔灌注樁施工技術在市政道橋工程中的應用

王 紅 山西機械化建設集團有限公司

1 前言

在社會經濟日益發展、公路車流量持續增加的趨勢下，各界對道路橋梁的建設質量提出更高的要求，以期建成的道路橋梁能夠有效維持穩定，提供安全、舒適的車輛通行環境。在道路橋梁的施工中，鉆孔灌注樁因具有承載力高、適應性強、便捷高效等特點而取得廣泛的應用，而鉆孔灌注樁施工技術涉及的作業要點較多，因此需加強技術分析，理清思路，把握要點，妥善將施工技術應用到位。

2 鉆孔灌注樁技術的主要特征

市政道橋工程的建設具有復雜性和不確定性，對施工技術的應用水平提出更高的要求，對于鉆孔灌注樁施工技術而言，需要確定一套科學可行的施工方案，使現場施工人員便捷地將工作落實到位，建設質量可靠的鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁施工對周邊環境較為敏感，需有效優化周邊環境，結合實際環境富有針對性地改造施工技術。參建人員要全面掌握鉆孔灌注樁施工技術的應用要點，尤其是其中的重難點內容，提前探尋解決措施，為正式施工消除阻力。

3 工程概況

太原師范學院新校區橋梁工程施工項目，主橋拱形結構橋寬45m，長150m；西橋預制箱梁板橋結構橋寬15m，長度134m；東橋現澆混凝土箱梁橋橋寬15m，橋長136m；景觀橋鋼箱梁結構橋寬8m，長度160m；以上四座橋均采用鉆孔灌注樁進行地基處理。洛陰大街為園區次干路，建設長度3.071km，北起洛陰北街，東至314 省道，紅線寬度28m。道路布置為一塊板型式，中間建設16m寬的機動車道，于兩側分別設置側分帶（1.5m寬）、非機動車道（2.5m寬）、人行道（2m寬）。

4 鉆孔灌注樁施工工藝流程

4.1 施工準備

鉆孔灌注樁施工前，先清理現場的雜物以及各類障礙物，待其保持潔凈后，做平整硬化處理，目的是給鉆機以及其他機械設備的運行提供良好的條件，避免出現失穩現象。

4.2 測量放線

以業主提供的控制點坐標為準，由專員測放出樁位。聯合應用到導線與三角測量的方法，建立控制網。各控制網點均要得到有效的防護，并在施工期間及時安排復測，若實測結果存在偏差，則予以修正，以免影響施工精度。對于設置在現場的臨時水準點，也需得到有效的防護。

4.3 鉆機就位

根據工程要求適配鉆機，檢驗其運行性能，確認無誤后安排入場。鉆機移動至樁位旁，調整鉆頭的姿態，使其對準樁位標注點。條件允許時，盡可能縮回桅桿，以減小鉆機提升下降脈動壓力和自重對樁位的影響。

4.4 泥漿護壁

本工程樁體施工采用到旋挖鉆機，取土界面與孔內泥漿互不摻泥，用泥漿達到護壁的效果，以免孔壁坍塌。工程施工中，固壁泥漿用量較小。

4.5 護筒的埋設

鉆孔前，將護筒埋設到位。護筒由8mm 鋼板為原材料制作而成，長度大于2.0m，根據現場地質條件的變化靈活調整護筒的長度，鋼護筒用角鋼加固，保證穩定性。護筒與坑壁間存在空隙，該部分用黏土做分層回填、夯實處理，使其具有嚴密性。

4.6 成孔

鉆進成孔的鉆頭為回轉鉆頭，用于破碎設計深度范圍內的巖土，同時將鉆進產生的渣土裝入鉆斗內，在提升裝置和伸縮鉆桿的共同作用下提出孔外，卸至指定位置，按照該方法循環作業，直至鉆進深度達到設計值為止。

4.7 清孔

旋挖鉆機運行中，直接用鉆斗取出泥土，無需用泥漿攜帶泥土，在不改變清孔泥漿比重的前提下即可有效完成清孔作業，沉渣厚度可被控制在許可范圍內。

4.8 終孔驗收

鉆進至設計孔深處時，先安排自檢，再由監理驗收，要求孔位、孔的垂直度、孔徑、孔深均滿足要求，若某項或多項指標超出許可范圍，則及時采取修整措施，直至實測結果達標為止。

4.9 鋼筋籠的制作與安裝

主筋接長時，根據設計要求嚴格控制接長量，采取閃光對焊接長的方法，螺旋筋和主筋以電弧點焊的方式連接，加強箍筋的焊接方法為雙面搭接焊。鋼筋分節制作，現場作業人員嚴格控制鋼筋間距、長度等關鍵尺寸，保證實測偏差在許可范圍內，具體如表1所示。

表1 鋼筋籠制作允許偏差

鋼筋連接成型后，必須由監理工程師檢驗，若無誤則安排鋼筋籠吊裝作業。吊裝環節的設備為25t吊車，主副鉤三點起吊，人工輔助，精細調整鋼筋籠的姿態，使其有效入孔，而后檢測頂部標高。

4.10 導管的設置

導管采用的是雙螺絲方扣接頭導管，其優勢在于不易卡掛鋼筋籠，結構的嚴密性較好，且拼接速度通常比普通導管快1倍。導管最大外徑250mm，按不低于0.3MPa 的壓力組織水密封試驗，據此檢驗導管的嚴密性，確認無誤后可安裝到位。

4.11 混凝土灌注

導管埋深控制在2m～6m，初灌量按如下公式計算而得：

V初=k·π/4·D2(H1+H2)

k：經驗系數，取1.15～1.25；

D：樁孔平均直徑；

H1：導管距孔底距離；

H2：導管初灌埋深。

混凝土灌注環節，按照混合料拌和、澆筑的流程有序進行，且保證每個環節、每道工序的施工質量。混凝土拌和時，根據配合比精準控制各材料的用量，經過充分拌和后，得到均勻性較好的混凝土。其中，水泥用量在370kg/m3以上；粗骨料的最大粒徑需在導管內徑的1/6以內，且需小于40mm；水灰比約為0.55，坍落度19cm～21cm，擴散度35cm～37cm。混凝土拌和后及時運輸至現場，做二次拌和，而后方可用于澆筑施工。

5 鉆孔灌注樁施工質量的控制措施

5.1 樁位的控制

（1）建立并實行報驗簽證制度，精準測量放樣，于合適的位置施工鉆孔灌注樁。

（2）按設計要求制作鋼護筒，將其埋設到位、調直，期間加強對鋼護筒中心的檢測與控制。

（3）鉆機精準就位，而后加強復檢，有偏差則及時調整。

5.2 樁斜的控制

（1）鉆機就位后，靈活調整轉盤底座水平，并在鉆進期間定期校正，要求重機輪緣、固定鉆桿的卡孔、護筒中心線共處相同的直線上。

（2）若存在地下障礙物，先探明情況，合理優化鉆進參數，不可盲目鉆進。

5.3 樁徑的控制

（1）鉆進時加強對鉆頭的檢查，判斷外徑是否合理，是否有磨損的情況，若有外徑超標或嚴重磨損的情況，則及時更換鉆頭。

（2）鉆孔時，嚴格控制泥漿的質量，依托泥漿靜水壓力作用，在孔壁形成具有防護功能的泥皮，阻止水的滲流，實現對孔壁的有效防護，防止其發生坍塌。

5.4 樁長的控制

（1）準確測量鉆桿、鉆頭尺寸，完整記錄數據；根據鉆機機高的測量結果和樁的標高加以換算，進而在主動鉆桿上做好控制記號，以便有效控制樁長；

（2）鉆孔到達中風化巖層后，視實際情況確定適宜的孔底標高，有效控制樁基深度。

5.5 鋼筋籠上浮的控制

（1）遵循“少灌勤提”的原則，且必須以相對緩慢的速度提升導管。

（2）隨著混凝土灌注量的增加，待實測混凝土面接近鋼筋籠時，導管需保持足夠的埋深，同時緩慢灌入混凝土，在此方式下，以免混凝土從導管底口涌出后產生過強的沖擊力。

（3）混凝土面進入鋼筋籠1m～2m后，根據現場灌注情況適當向上提升導管，但要保證導管埋深不小于1m。

6 鉆孔灌注樁施工期間的常見問題及應對措施

（1）鉆進時漏漿。鉆進成孔遇到本就存在于施工現場的舊基礎時，可能漏漿。針對漏漿問題，先投放泥球，盡快安排補漿，保證漿液注入的有效性。在孔內攪拌泥漿，向孔壁塊石的間隙中填充稠泥漿，起到屏障作用，阻止滲漏的發生，有效維持孔壁的穩定性。經過處理后，若漏失停止，經現場檢查確認無誤后，隨即恢復鉆進。

（2）卡鉆、難以正常鉆進。鉆孔時遇到石塊雜填層，可能有卡鉆事故，若程度輕微，可強制性提升鉆桿，以便將鉆頭提起；若有嚴重的卡鉆現象，挖除導致鉆頭卡死的石塊雜填層，或是用沖錘破碎，而后將鉆頭提出。

（3）孔斜。鉆孔時需有效控制垂直度偏差，即該值必須在1%以內，但在部分工程中有孔斜的情況，具體與如下幾方面有關：①地層的軟硬程度不均，鉆頭受力缺乏均勻性，導致孔斜；②在軟弱巖層交界部位、巖土換層處、巖層面傾斜處鉆進時，鉆頭的受力缺乏均勻性；③鉆機的現場準備工作未落實到位，即鉆機底盤不平整。

針對孔斜問題，采取如下防治措施：①全面整平施工現場，鉆架到位后調整鉆盤與底座水平，并在施工期間定期檢測、校正。②鉆孔作業人員密切關注現場的地質條件，對于有傾斜狀的軟硬土或巖層變化部位，則以相對較慢的速度鉆進，或是在斜面處填入適量的片石，用沖錘先處理斜面，待其具有平整性后，方可恢復鉆進。③若鉆進時遇到孤石，先將其清理干凈，而后方可繼續鉆進。

（4）樁身夾泥。導管密封性不足時，泥漿經由導管的縫隙進入導管內，或是導管栓塞有脫落的異常情況，此時均易導致樁身夾泥。針對該問題，需及時提出導管加以處理，而后再繼續組織混凝土灌注作業。

（5）卡管。

①混凝土的坍落度偏小、集料離析、初灌時隔水栓卡管等均是關鍵的原因。為此，用長桿沖搗導管內的隔水栓，或是適當抖動導管，借助此類措施使隔水栓或混凝土下落，若采取該方法仍無法取得良好的處理效果，則將導管提出，做全面的清理，而后再重新吊裝。

②混凝土在導管內停留過長的時間，該部分發生初凝，后續灌注的混凝土在下落過程中遇到較強的阻力，出現混凝土被堵在管內的情況。為此，在灌注混凝土前先詳細檢查灌注機械，以便正常作業；混凝土拌和階段，可摻入適量緩凝劑。若已經卡管，則用振動器予以處理，將導管內的混凝土振出。

（6）坍孔。鉆孔護筒內水位有先升高后下降的異常變化時，可能有坍孔問題，工程人員應予以高度重視。針對坍孔問題，需要先查明原因，再采取適宜的應對措施，適當加大水頭，以免坍孔現象的發生。坍孔不嚴重時，適當加大混凝土埋深，通過混凝土的注入，將坍孔產生的泥砂擠出；若有嚴重的坍孔，則隨即暫停灌注，將導管拔出，回填黏土，再由專員結合現場情況商定技術方案，有效處理。

（7）埋管。施工中加強對導管埋深的控制，不可超過6.0m，提升導管時不宜過快。針對已經出現的埋管事故，視實際情況采取針對性的處理措施。混凝土面距樁頂不深時，對原護筒做接長處理，并將其沉入混凝土面以下，做充分的抽水、排渣處理。

（8）澆短樁頭。混凝土澆筑作業即將結束時，適量加注清水，通過水的注入稀釋泥漿，并用探測器檢查，以便明確混凝土面的標高。針對已經存在的問題，則接長護筒，抽水、抽渣，確認無誤后方可繼續澆筑混凝土。

7 結束語

綜上所述，鉆孔灌注樁施工技術在市政道路橋梁施工中具有舉足輕重的地位，經過本文的分析后，提出成孔、泥漿護壁、清孔、鋼筋籠制作與安裝、成樁等各關鍵環節的作業要點，并闡述質量控制措施和常見問題的防治措施，希望所提內容可作為同仁的參考，以便在路橋工程中高效施工鉆孔灌注樁，為工程后續的施工打好基礎。