鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁施工中的應用

劉克龍、黃偉

（1.九江市公路發展中心永修分中心，江西 九江 332000；2.九江市公路發展中心，江西 九江 332000）

0 引言

在當前社會經濟高速發展與城市化進程加快的背景下，我國公路橋梁工程建設項目日漸增多。而隨著橋梁上部結構荷載越來越大，基礎施工質量則會受到一定影響，所以必須提高對基礎工程施工方面的重視度，用更先進的技術予以優化[1]。其中，鉆孔灌注樁技術的應用與其他基礎形式共同形成公路橋梁基礎工程，顯著強化了公路橋梁基礎性能。現如今，隨著公路橋梁樁基礎建設要求逐步提高，為了確保工程建設質量滿足公路橋梁基礎工程建設要求，就要重視基礎施工技術的研究，本文則對鉆孔灌注樁基礎施工技術展開深入分析，以期為同行提供參考。

1 鉆孔灌注樁的優勢

第一，降低成本。鉆孔灌注樁施工技術屬于目前成熟度較高的樁基礎技術，操作簡單且效率較高，能有效縮減施工成本。

第二，抗震能力良好。公路橋梁工程施工需要重點關注主體結構抗震性，鉆孔灌注樁施工技術能有效加固基坑，穩定基礎結構，全面提升橋梁的承載力，從而提高其抗震表現[2]。

2 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術的應用

以某公路橋梁工程為例，該橋梁設計寬度為32m，左右單幅寬度為16m，橫斷面包含人行道、車行道、欄桿、隔離帶，橋墩、承臺、樁基采用C30、C40 混凝土。該工程橋墩形式為鋼梁鋼筋混凝土板組成的簡支結構，分布14 個小墩柱。

2.1 施工準備工作

在公路橋梁工程施工中，要想確保鉆孔灌注樁施工質量，就一定不能忽視準備工作。

首先，對施工現場進行勘察。只有全方位勘察現場，才能保證施工設計圖紙的合理性。隨后根據施工圖紙、地質水文報告、工程施工標準等要素編制具體的施工方案、施工章程、技術標準與安全舉措，還要根據實際情況制定突發情況的處理預案，對施工人員進行培訓教育，確保施工方案具體可行，保障工程施工進度。結合前期勘察報告和工程項目實際情況，該工程決定應用鉆孔灌注樁基礎施工技術，重點針對持力層、樁型、施工工藝等方面的選擇進行討論與評價。

其次，保障施工材料質量。鉆孔灌注樁施工所采用的材料一定要保證質量達標，要對材料采購、運輸、檢查等流程重點監管，保障材料合格驗收與合規存放，夯實工程質量基礎。

最后，確保樁位偏差達標。在鉆機達到指定位置之前，要先確定好護筒位置與埋設高度。鉆機就位之后對水平、固定情況予以復核，重點檢查鉆桿鉛垂線，并對進出泥漿進行抽樣檢驗，結合實際表現進行調整。整個過程中需要安排專人對各類指標進行記錄，保證數據詳細客觀，第一時間上報異常，為順利施工夯實保障，降低突發情況發生概率[3]。

2.2 埋設鋼護筒

在開展鉆孔施工之前，要先將鋼護筒進行預埋，才能確保垂直成孔且把控好樁基直徑，防止地表水向孔內滲透而影響孔內靜水的壓力平衡性。在護筒埋設過程中，需要確保其中軸線與樁孔中軸線保持在一條線上，樁孔中心偏差不得大于50mm，護筒傾斜度要在1%之內。樁孔填充的黏質土要分層進行夯實。同時，在埋設護筒時要超出地表0.3m。倘若孔內存在承壓水，則需在確保護筒高度穩定的基礎上高于承壓水位2m 以上。結合設計方案與樁位水文地質，設定鋼護筒埋深數值。

2.3 泥漿護壁

鉆孔灌注樁內部要用泥漿護壁，在施工時要重點關注且控制好泥漿濃度，而施工現場土質條件會對此產生直接影響。如果泥漿濃度不達標，便會弱化鉆孔灌注樁技術價值，所以在泥漿制備過程中要切記將黏土碎化，放入護筒之后要借助沖擊錐持續沖擊混凝土，從而確保黏土形成濃度達標的泥漿。

2.4 鉆孔施工

在鉆孔施工之前先對放樁點位進行測量，一般采取十字線手法確定護筒點位，然后對樁基點位進行復核，最后埋設鋼護筒。埋設完畢后對鉆機進行定位，確保底部穩固性，同時對鉆頭垂直度予以校準，一切均達標后再進行鉆孔施工。為了有效把控成孔垂直度，應當采取電子控制和人工監測相結合的方式，同時依據地質條件調整鉆進速度。倘若地層由硬入軟，則可適當提升鉆進速度；倘若地層由軟入硬，則可適當放緩速度；倘若鉆進時遭遇砂層，則要適當提高泥漿比例和黏度，通過降低轉速和鉆進速度的方法進行鉆進。

2.5 鋼筋籠施工

鋼筋籠制作方式有許多，該項目主要采取加強箍成型方法進行制作，同時于主筋內側布設加強箍，對主筋位置進行標識，用單面焊的方式焊接主筋。依據設計方案中的型號及點位，將鋼筋架擺好，保證制作工藝契合設計標準。為了保護好鋼筋籠，要在外部、頂部增設墊塊與吊環。制作好后測量其直徑、間距、垂直度等指標，確保達到設計標準。

2.6 清孔工藝

清孔工藝屬于鉆孔灌注樁施工中的關鍵點，清孔質量直接關乎灌注樁的成樁質量。目前，最常見的鉆孔灌注樁清孔方式有正循環和反循環兩種，其中反循環又分為泵吸式和氣孔式兩種。結合樁基技術規范來看，不同樁基的孔底沉渣厚度需要達到一定標準，如摩擦樁厚度需小于100mm，支承樁厚度需小于50mm，抗拔與抗水平力樁厚度需小于200mm。為了實現對沉渣厚度的有效把控，提高成樁質量，需要對三種樁分別采用不同的清孔方法，通過比較三種清孔方式（見表1），選擇其中安全性與實用性最佳的方式。

表1 三種清孔方式對比

對沉渣厚度的檢測方法眾多，最主流的包括聲吶法、錘球法、電容法等。鑒于樁基礎檢測設備成本較高，為了保證施工經濟性表現，基本會采取測繩法進行沉渣厚度檢測，不過誤差非常大。所以，可結合測繩與測針兩種方法。換言之，即將測錘綁在測繩上，探入孔內進行測量，同時將測繩與圓鋼板中心點相連，兩者處在同點位后進行測量，隨后比較兩種測量結果的差值，確定為沉渣厚度。該方法能有效避免人為因素造成的誤差，提高測量精準性。

2.7 混凝土灌注施工

通常采取導管法與泵壓法進行混凝土的灌注施工，其中導管法會隨著混凝土澆筑的變化而不斷將導管拆卸，上手方便易操作。為了確保成樁質量，則要把控好灌注量、導管連接與埋設深度等相關指標。

在采取導管法開展混凝土灌注施工的過程中，第一批混凝土的灌注量與成樁質量關系最大。所以，在對灌注量進行計算時，一定要先把握孔底沉渣厚度、導管至孔底距離、埋深、泥漿比例等參數。鑒于首次混凝土灌注量較大，所以鋼筋籠會在慢慢灌注中向上浮起，為了抑制這一現象，要對鋼筋籠進行加固。水下混凝土灌注必須保證其連續性，不得中斷。應事先用測繩法測量灌注深度，逐節拆除導管，從而確保導管埋深達標。在后面的混凝土灌注中要對灌注量密切監測，依據計算與灌注深度適當拔高導管。如果是非連續性灌注，則可用串點導管法提升導管30cm 左右，關注孔口有無返漿情況發生。對水下混凝土加快灌注速度，各樁灌注時間要在8h 內完成，能更好規避孔底沉渣、塌孔等情況。

如果在施工過程中導管沒有出現竄動，會致使導管長時間阻滯混凝土流動，導致導管內部殘留大量粗骨料，從而出現斷樁現象。而竄動導管能提升混凝土流動性，使樁基本身和周邊地層更好結合，強化樁周摩擦力，讓混凝土與鋼筋籠結合得更緊，單樁承載力也就此提高。值得注意的是，混凝土的攪拌到澆筑完成，一定要在1.5h 內完成，夏季高溫時要縮短至1h。隨著孔內混凝土澆筑量的不斷增多，導管拆卸速度也不斷加快，全過程要在15min 內完成。

2.8 基坑支護

基坑支護結構的不同，決定了施工方法也有所不同，支護手段則要根據地質條件和周邊環境、支護施工成本等因素進行選擇。該項目工期緊張、基坑深度小，所以綜合考量各項因素，最終決定采取鋼板樁支護方式。

在對該項目的基坑支護設計中，基礎主要為樁承臺，涵管引流截流河道，于筑島底標高，標高以下為原狀人工素填土和粉質黏土，開挖施工直到承臺底部為4.5m 左右，采用的鋼板樁長度為9m，同時采取垂直支護的方式。此外，施工前要對鋼板樁材質及外觀進行復核，如有問題第一時間調整。采取單獨打入法進行鋼板樁的搭設，從基坑一端開始逐步搭設，不需要架設多余支架，施工速度較快，但要切記密切監控，否則一旦歪斜就需要返工。在打樁之前檢測基坑底部管線，確認沒有問題，則可搭設鋼板樁。提前搭設1～2 塊鋼板樁，隨后依據標準開展流水施工。搭設鋼板樁時，以1m 作為進入距離的標準，用經緯儀從不同方向檢測。采取軸線調整法進行鋼板樁轉角與封閉合龍施工，拆除鋼板樁時要進行100s 左右的振動，能弱化鋼板樁與土壤黏性，松動后更好拆除。基坑周邊用黏土圍堰與鋼板樁進行止水，排水則采用污水泵。

該項目基槽開挖主要采取分層法，一共有9 個基槽。第一層土方開挖應用機械開挖法，需確保四面放坡系數為1∶1，高度要達到0.5m；第二層土方開挖則要用機械和人工結合的方式。土方開挖時要關注標高，不要讓地基在空氣中長時間暴露。對承臺墊層進行混凝土澆筑時，一定要做好人工平整。

3 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工質量控制要點

在鉆孔灌注樁施工過程中，往往會因為人為操作不當而出現施工事故，所以在施工時需要重點關注成孔質量與成樁質量，把握好質量控制要點，從而夯實順利施工的基礎。

3.1 關注成孔質量

在成孔施工過程中，首先要控制好樁孔垂直度，如果沒有滿足要求，則會影響到后面的施工工序。在后面的施工中，為了規避樁孔傾斜，要對鉆機鉆頭垂直度進行核驗，同時檢查鉆機定位、底部基礎等，保證垂直度達標。埋設護筒之后要用GPS 軟件對頂面高程進行測量，保證中心線誤差把控在5cm 之內，并且為了提高成孔質量，要對深度合理把控，時刻關注鉆桿長度。

許多施工方在施工過程中甚少復核泥漿指標，但泥漿質量卻直接關乎成孔質量，一定要依據項目實情和地基土質表現，科學確定泥漿比例，對泥漿密度、黏度等進行控制。當鉆具鉆出泥漿液面時添加泥漿，良好把控液面高度，防范塌孔。對鉆頭升降速度同樣需要把控，倘若速度太快，會造成坍塌等事故，最佳速度應在0.75～0.80m/s 之間。依據工程情況、地質條件確定鉆進速度，盡可能縮減時間，避免時間過長而出現局部坍塌情況。

3.2 控制成樁質量

一方面，要控制鋼筋籠質量。在制作鋼筋籠的過程中，需要保證尺寸、主筋間距、螺旋筋間距等偏差在允許范圍之內，其中保護層要固定在主筋上，每隔2m進行布設，有效避免孔壁受影響。吊裝鋼筋籠時要對準孔位、把控垂直度，緩慢下移安裝，防止出現形變。為了讓浮力和摩擦力有所下降，則要控制好泥漿、混凝土的技術指標，并且關注混凝土灌注速度，避免鋼筋籠在灌注時不斷上浮。

另一方面，要控制混凝土灌注施工。在灌注混凝土時，必須依據配比施工，對混凝土充分攪拌，降低成本，關注灌注過程中的離析、泌水等現象。在灌注之前，要把控導管底部與孔底的間距，控制在300～500mm 之間，導管在混凝土中的埋深要控制在2～6m之間，對拆除速度合理控制。灌注過程中做好對時間、進度的控制，其他部分防止發生浮漿情況。此外，為了避免在混凝土灌注過程中發生斷樁事故，應當采取超聲波技術對斷樁進行檢測，從而及時確定斷樁位置并清除掉，隨后對灌注樁進行重新澆筑。

4 結語

綜上所述，在公路橋梁工程施工中，鉆孔灌注樁技術已得到廣泛應用，但從實際情況來看還存在一定的應用不足，所以在施工中必須充分了解設計意圖，結合工程情況對施工方案進行優化，保證施工方案科學合理、技術先進且經濟性突出。同時，相關部門也要重視對鉆孔灌注樁施工技術的研究，在應用時控制好成孔質量和成樁質量，加強施工管理，做好施工設備保養工作，重視施工人員技術培訓，從全方位提高公路橋梁工程的鉆孔灌注樁施工技術水平，從而提高公路橋梁工程整體質量。