橋梁基礎施工旋噴樁技術的應用分析

韓麗

（保利新聯爆破工程集團有限公司，貴州貴陽 550002）

0 引言

橋梁作為交通基礎設施的重要組成部分，安全性、穩定性和耐久性是橋梁施工中必須考慮的問題。旋噴樁技術是目前廣泛應用的一種橋梁基礎施工方法，可運用于各種不同類型（包括斜拉橋、懸索橋和拱橋等）橋梁的基礎施工。對旋噴樁技術進行多維度深入研究，能夠促進該項技術發展，進而更好地服務于現代化橋梁施工。

1 旋噴樁技術的基本原理和優點

旋噴樁技術是一種應用廣泛的橋梁基礎施工方法，其基本原理是通過旋轉的噴射器噴出水泥漿或水泥混凝土，形成一定深度的樁體，以支撐橋梁結構。相比傳統的打樁技術，旋噴樁技術具有許多優點。

第一，旋噴樁技術的施工效率非常高。該技術使用先進的設備和工具，能夠在短時間內完成大量樁基礎的施工。其噴射器的旋轉設計使得噴射的混凝土分布均勻，有助于提高樁體質量和施工效率。

第二，旋噴樁技術施工過程中產生的噪聲和振動都很小，對周圍環境和建筑物的影響很小，而且無論是在復雜地質條件下，如軟土層或巖石層等，還是在比較狹小的施工場地都可以使用旋噴樁技術進行樁基礎施工，并且成樁質量高，抗壓性能強。

2 旋噴樁技術所需設備

采用旋噴樁技術，主要需要應用旋噴機、混凝土輸送泵、料斗、壓力表和噴嘴等設備，旋噴樁設備的功用和特點如表1 所示。

表1 旋噴樁設備的功用和特點

3 旋噴樁施工

旋噴樁技術在橋梁基礎施工中的主要步驟與作用如圖1 所示。

圖1 旋噴樁技術在橋梁基礎中的施工步驟與作用示意圖

旋噴樁施工流程主要包括鉆孔、灌注、旋振、打頂等多個環節。

3.1 鉆孔

鉆孔是旋噴樁施工中的第一步，也是最基礎的施工環節，其施工質量和效率對后續施工有重要的影響。鉆孔是旋噴樁施工中的重要環節之一，其質量直接影響后續施工的開展。在鉆孔環節，需要使用特殊的鉆機和鉆頭，將地下按照設計要求鉆成一定深度和直徑的孔洞。旋噴樁的鉆孔深度可根據工程需要進行調整，最大深度可達到50m。施工時應根據工程地質條件、樁身直徑和深度等因素進行選擇。同時，鉆孔時需要保持穩定的速度和力度，避免對周圍環境產生過大的影響。完成鉆孔后，需要進行灌注作業。旋振是通過旋轉和振動的方式使樁體與周圍的土體緊密結合，提高樁體的承載能力。打頂則是將樁頂處理平整，以便于后續的橋梁或其他建筑結構的施工。總的來說，旋噴樁施工流程需要嚴格遵守相關的安全規范和操作流程，確保施工質量和安全性。同時，在各個環節需要合理安排施工時間和工作量，避免出現時間延誤和資源浪費的情況。

3.2 灌注

在旋噴樁施工中，灌注是其中一個關鍵環節，其主要作用是為旋噴樁的樁身提供穩定的支撐和承載力。在灌注環節，混凝土的配合比需要根據設計要求和當地的土壤特性進行調整，以確保混凝土的強度和穩定性。進行灌注施工時，需要采用專用的混凝土輸送設備，將混凝土送入鉆孔。一般情況下，混凝土從鉆孔底部開始灌注，直到灌注到孔口附近。在灌注過程中，需要嚴格控制混凝土的流量和速度，避免過快或過慢。同時，需要保持混凝土的均勻性和充實性，避免出現空洞或結構不穩定的情況。為了確保灌注混凝土的質量和穩定性，還需要嚴格控制灌注深度和灌注壓力，避免對周圍環境和結構造成不良影響。灌注完成后，需要進行養護和強度檢測。養護時間一般為28 天左右，以確保混凝土的強度和穩定性達到設計要求，確保旋噴樁的性能和承載能力達到設計要求。

3.3 旋振

在旋噴樁施工中，旋振施工是另一個重要環節。需要使用旋振器將鉆孔中的土層振實，以增強旋噴樁的承載能力和穩定性，其原理是通過旋轉和振動的作用，使振頭向下壓實土層。進行旋振施工時，需要根據不同的土層特性和樁長進行頻率調整。需要嚴格控制振幅和振動頻率，以保證振實效果和安全性，避免對周圍環境和結構造成不良影響。振實后，需要進行挖孔，清理孔底和孔壁，以便進行灌注施工。在旋振過程中，需要嚴格遵守相關施工規范和安全要求，確保旋振過程的安全性和穩定性。

3.4 打頂

打頂是旋噴樁施工流程中至關重要的一步，也是最后一步。在灌注混凝土達到預定標高后，必須進行打頂操作，以保證旋噴樁的強度和穩定性。

第一，打頂之前，需要對樁頂部分進行處理，包括切除不平整部分、清除浮灰、修剪鋼筋等。

第二，使用打頂錘將鋼筋和混凝土進行壓實，形成一個堅固的樁頂。打頂錘通常由獨立驅動機構、沖擊器和鋼筋保護管等組成，其原理是將沖擊器產生的沖擊力傳遞到鋼筋和混凝土中，從而壓實樁頂部分，提高其強度和穩定性。需要注意的是，打頂操作需要根據鋼筋和混凝土的厚度、硬度進行調整，且必須在混凝土硬化前完成。同時，進行打頂作業時，需要保證打頂錘的沖擊力適宜，避免過度壓實導致樁身變形或斷裂。

第三，完成打頂操作后，需要進行測量和質量檢查，以確保旋噴樁的質量和穩定性。如果發現問題，需要根據現場實際情況進行必要的調整和改進，以進一步提高旋噴樁的承載能力和穩定性。

4 旋噴樁在橋梁基礎施工中的應用案例

4.1 旋噴樁技術在斜拉橋中的應用

在斜拉橋的基礎施工中，旋噴打樁技術可以更加高效地完成施工任務，能夠大大提高施工效率，還能減少噪聲，降低對周圍環境的影響。以廣東省某跨海大橋為例，該橋是一座大型斜拉橋，采用旋噴打樁技術作為基礎施工方式。

在旋噴打樁技術施工過程中，首先進行現場勘探和巖土力學試驗，確定斜拉橋的基礎類型和樁長。其次，進行樁位的布置和鋼筋綁扎。最后，鋼筋綁扎完畢后，進行旋噴打樁施工。

在旋噴打樁施工過程中，施工人員利用旋噴樁設備將混凝土噴射至樁孔內，形成樁身。由于斜拉橋的結構比較復雜，每一根樁的長度和直徑都需要精確控制，以確保施工質量和安全性。通過采用旋噴打樁技術，該斜拉橋的基礎施工任務高效完成，節約了大量人力和物力投入。

4.2 旋噴樁技術在懸索橋中的應用

在懸索橋的建造中，基礎的質量和穩定性至關重要。采用傳統的混凝土澆筑方法，澆筑過程較長，且會受到天氣等因素的影響，很難保證基礎的穩定性。而旋噴打樁技術可以有效解決這些問題，該技術施工快速、高效，且可以大大提高基礎的穩定性和承載能力。以杭州某懸索橋為例，根據施工現場的實際情況和需求，施工中使用了多種不同類型和規格的旋噴樁。測試和評估證明，旋噴打樁技術在該懸索橋施工中發揮了一定的優越性和可靠性。

4.3 旋噴樁技術在拱橋中的應用

旋噴樁技術因其高效率、低振動和低噪聲的特點，已成為拱橋加固的優選方案之一。以位于福建省某市的一座高度達87m 的拱橋為例，由于其建造地點位于海域中，拱橋受到海水環境的影響，傳統的樁基施工方法難以適應此工況。因此，該項目采用了旋噴樁技術進行基礎施工。在施工過程中，利用挖掘機對施工區域進行挖掘，并根據設計要求進行模板制作。將旋噴樁設備通過起重機吊裝至施工現場，通過旋轉和高壓水射流的作用，將混凝土顆粒和水泥漿料噴射至地下，形成了堅實的基礎。該項目采用旋噴樁技術，不僅保證了該拱橋橋墩的穩定性，也提高了施工效率和安全性。

5 旋噴樁技術在橋梁基礎施工應用中面對的挑戰和解決方案

旋噴樁技術在橋梁基礎施工中的應用逐漸增多，但也暴露出了一些問題。例如，旋噴樁間距不均勻或未能正確貫入地下等，會導致橋梁的穩定性和安全性受到影響；在軟弱土層或水位較高的情況下，需要調整旋噴樁施工過程，以保證橋梁的穩定性和安全性。這便要求施工人員具有一定的專業知識和經驗，且能夠對施工風險進行全面的評估和分析，以確定最佳的解決方案，采取有效措施加強質量控制。

針對旋噴樁施工中的挑戰，可采用以下解決方案。例如，對于較為堅硬的地質條件，可以采用高強度混凝土制作旋噴樁；對于較為軟弱的地質條件，可以采用鋼筋混凝土制作旋噴樁，以提高其強度和穩定性。同時，可以通過控制旋噴機的轉速和推力，實現更加精準的施工。此外，在施工過程中，需要特別注意施工安全問題。施工人員必須戴好安全帽、穿戴合適的防護著裝，保證自身的人身安全；在施工現場需要加強對旋噴樁機和施工區域的管理，確保施工安全、有序進行。

6 結語

旋噴樁技術原理明確、優點突出，上述斜拉橋、懸索橋、拱橋三種不同類型的橋梁基礎施工案例也體現了該項技術的廣泛適用性和功用性。想要更好地發揮旋噴樁技術的應用效果，需要加強對更加先進的技術裝備的研發，同時優化技術工藝、加強施工技術管理，使其在橋梁基礎施工中發揮出更大的作用，推動我國橋梁事業的發展。