市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工技術的應用分析

李 文

（廣州市第三市政工程有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

現階段市政橋梁工程項目施工建設中，如何提高基礎結構的穩定性十分關鍵。鉆孔灌注樁施工技術是目前橋梁工程施工中常用的樁基礎施工技術，這取決于鉆孔灌注樁施工技術的優勢。為了明確鉆孔灌注樁施工技術在市政橋梁工程中的應用價值，筆者采取文獻研究、案例分析等方法，以問題為導向，剖析鉆孔灌注樁施工技術的應用，提出常見問題的應對措施，凸顯技術價值。

1 鉆孔灌注樁施工技術的優勢

鉆孔灌注樁施工技術具有很強的隱蔽性和復雜性，而且工序比較多，需要施工單位高度重視每道工序施工質量。和其他基礎施工技術相比，鉆孔灌注樁施工技術具有顯著優勢，主要體現在以下幾個方面：

（1）可有效提升橋梁工程結構的總體抗震性。在橋梁工程施工中應用鉆孔灌注樁施工技術，可保障樁體結構和橋梁整體結構形成一個有機的整體，以提升橋梁工程的總體抗震性，保證施工質量。

（2）可大幅度提升橋梁工程的承載力。近年來，我國社會經濟高速發展，私家車的數量與日俱增，使得橋梁工程承受的壓力也在不斷提升。鉆孔灌注樁具有很強的承載力和穩定性，能夠將橋梁上部的荷載更好地傳遞到地下，從而提升橋梁的承載力和使用壽命。

（3）具有更高的性價比。鉆孔灌注樁施工技術具有很高的機械化水平，無需投入大量的人力，可降低施工人員的勞動強度。而且后期使用中沉降也不明顯，可保障橋梁的穩定性，延長使用壽命，從而獲得更大的經濟效益。

（4）成樁質量好，污染小。和其他基礎施工技術相比，鉆孔灌注樁對地層的擾動比較小，且孔壁泥皮比較薄，孔壁摩擦系數大，可有效提升樁側的摩擦阻力，從而更好地保障樁基礎設計承載力，而且孔底的沉渣相對少，清孔方便，可有效提升樁端的承載力。鉆孔灌注樁施工中泥漿可實現回收再利用，對周圍環境造成的污染比較小，施工過程噪聲比較小，即便是在繁華的城市中心也可以很好地應用。

2 工程概況

興業大道（新光快速路至新火車站）工程（近期V標）及電力隧道工程位于廣州市番禺區鐘村鎮及南村鎮，為鐘村鎮及南村鎮轄區內。起點接已建興業大道西延線，向西止于已建興業大道，新光快速路節點跨線橋是興業大道上跨新光快速路的一座大橋，橋梁位置線路分叉設計，左右幅橋梁相距大約30m，兩幅橋梁總長為1170m，其中左幅橋梁全長600m，右幅橋梁全長570m。

主橋副墩采用矩形擴頭墩身，基礎為4根Φ150cm的鉆孔灌注樁。樁基按端承樁設計，樁尖嵌入微風化巖不小于2.0m，樁底沉淀土的厚度不大于5m。主橋主墩采用矩形實體墩，基礎為6根Φ200mm的鉆孔灌注樁。主墩樁基按端承樁進行設計，樁尖嵌入微風化巖不小于4.0m，樁底沉淀土的厚度不大于5m。根據鉆探揭露，沿線分布的地層主要有第四系全新統人工填筑土層(Q4ml)、第四系全新統沖積層（Q4al）、第四系坡積層（Qdl）、第四系殘積層（Qel）、下伏基巖為燕山期(γ53)花崗巖。

3 市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工技術的應用

3.1 施工準備

3.1.1 場地準備

場地準備是橋梁施工中的關鍵環節，應確保做好場地準備各項控制工作。首先需要將施工現場進行平整處理，將雜物全部清除，同時將軟土部分替換，并將回填土夯實。其次，平整處理完成后，測量放樣工作人員需要將樁位位置放出，并做好保護樁處理和測量復查工作，將測量數據完整記錄。最后，根據施工方案規劃做好行車路線處理，并保證便道與鉆孔保持一定的距離，防止出現孔壁不穩定的問題，鉆機底盤不能直接放置于不夠密實的填土上，防止出現塌陷問題，在軟土區域需要鋪設鋼板，從而為鉆機作業提供基礎，鉆機安裝位置不能對出土清運造成影響[1]。

3.1.2 樁位放樣

按照施工規劃方案，采用先整體后局部的放樣順序開展樁位放樣工作，并采用同排樁位跳倉施工，以便于整體開展樁體施工，避免后續樁基施工對已成孔樁基造成影響。在鉆孔標高放樣工作中，需要對標高數據進行多次復查，確保樁中位置標高無誤，并采用全站儀對所有樁點位置進行校對，確保放樣水平誤差在規定范圍之內。在施工前，對鉆機的機械狀況進行檢查，確保鉆機滿足施工需要，防止后續施工出現經常性檢修問題[2]。

3.2 護筒埋設

鉆進作業時護筒具有定向作用，在開孔施工時作為鉆孔護壁使用，降低鉆孔鉆進和后期混凝土施工的垮塌率，同時能夠避免旋挖鉆在混凝土施工時出現漏漿等多種問題。

該工程在埋設護筒時，先在樁位處挖出比護筒外徑大80～100cm的圓坑。然后在坑底填筑30～50cm左右厚的黏土，分層夯實，然后安設護筒，周圍用黏土填筑，鋼護筒高度根據不同樁位處地質情況確定，其埋置深度為2～4m。護筒頂面宜高出地面0.3m或水面1.0～2.0m，當孔內有承壓水時，應高于穩定后的承壓水位2.0m以上。水中墩則在鉆孔平臺上采用振動錘搭設鋼護筒，并根據水位及地質條件確定搭設深度。鋼護筒內徑比樁徑大20～40cm，由8～10mm鋼板制作，護筒上部留有350×350左右的進出漿口，并焊有吊環。護筒要堅固、不漏水。護筒平面位置正確、滿足技術規范要求。準確定位后安裝護筒定位的導向架，并準確測量定出樁位中心，保證護筒的中心、垂直度和埋置深度。

鋼護筒允許偏差：平面位置為5cm，護筒傾斜度為1%。

3.3 泥漿池設置

設置施工泥漿循環系統，包括供水系統、泥漿池、制備泥漿的原材料等。泥漿材料宜采用優質黏土，條件允許時優先采用膨潤土造漿，可適當加一定量的火堿或碳酸鈉，膨潤土用量一般為水的8%，對粉質黏土層，用量可降低到3%～5%[3]。泥漿的性能指標控制如下：

一般地層：泥漿比重1.05～1.20，黏度16～22s，含砂率8%～4%，膠體率≥96%，pH值8～10；

易坍地層：泥漿比重1.20～1.45，黏度19～28s，含砂率8%～4%，膠體率≥96%，pH值8～10。

地下水位高或其流速大時，指標去高限，反之取低限。

3.4 鉆孔作業

3.4.1 鉆機就位

施工人員要對鉆機性能進行全面檢查，同時，要做好鉆機就位對中校正作業，確保采用的鉆機性能始終處于良好狀態，保證后續施工作業穩定開展。開展鉆進作業期間，要先將枕木鋪墊在鉆孔平臺上，利用汽車吊將鉆機吊裝到指定位置處，然后架設調整鉆架，鉆頭與鋼護筒對齊，將鉆頭吊入到鋼護筒內。在施工期間，需要對鉆頭位置進行調整，同時要對準樁基中心線，對軸線偏差進行合理控制，偏差需要控制在2cm以內，一旦發現偏差過大，要查找引起偏差的原因，及時完成相應處理。

3.4.2 鉆進與成孔

依據設計要求與建筑工程的實際需求，采用整套沖擊鉆機設備開展相應的施工作業，對于施工中采用的鉆機，可以采取滑動拖拉法將鉆機移動到指定位置處，然后對中校正鉆機。沖擊鉆進期間，要確保鉆機能夠平穩鉆進，施工中的底座與頂端都要保持水平，而且對相鄰的兩個鉆孔，在鉆進作業時也要嚴格依據鉆進標準完成相應鉆進作業。鉆進作業開展前，要對相鄰鉆孔混凝土抗壓強度進行檢查，需要在混凝土強度超過2.5MPa后，才可以開展鉆進作業，以免由于沖擊振動而對相鄰孔壁造成破壞而發生坍塌事故，對最終建設的橋梁工程質量造成不良影響。如果在鉆進期間發生沉陷或位移現象，需要及時進行檢修，做好相應維護作業。鉆進工具開展工作前，施工人員要對鉆孔情況進行檢查，如果發現鉆孔內有水，可以直接將黏土投入，然后利用沖擊錘，通過小沖程狀態多次沖擊，完成造漿；如果孔內沒有積水，在施工時，可以直接將泥漿灌入。施工人員在鉆進期間，需要時刻檢查孔內水位情況，確保孔內水位始終都超出地下水位1.55～2.0m，不得超過鋼護筒頂面，通常來說，需要控制孔內水位與鋼護筒頂面距離，距離需要始終都在0.3m以內。具體施工時，需要依據遇到的巖層性質的不同，對鉆頭沖程進行適當調整，完成沖擊鉆進作業。例如，在施工作業期間遇到了黏土層和淤泥層，對于施工中的鉆頭，應當將其調整到1.0～2.0m沖擊模式。

在具體鉆進期間，施工人員需要對泥漿的具體指標進行全面檢查，如果出現泥漿損耗、土層變化、漏失等情況，需要及時進行補充，同時，要對各項參數進行調整。施工人員要依據進尺速度對主鋼絲繩的收放情況進行適當調整，確保鋼絲繩每次鉆進時，都可以處于拉緊狀態，以免發生少放或多放等各種不良情況，對施工造成不良影響。需要注意的是，無論施工時遇到何種類型的巖層，鉆頭最大沖程都不得超過6.0m。此外，施工人員可以采取綁扎布條或噴紅色油漆等方式，在鋼絲繩上進行長度標記，提高鉆進作業的可靠性與科學性。

3.5 清孔

在進行灌注混凝土施工前，需要做好鉆孔的清理工作，保證鉆孔內部清潔較好。當成孔深度和地質滿足設計要求，并得到現場監理人員確認后，即進行清孔工作，初步清孔采用抽渣筒清孔，掏到用手摸泥漿無2～3mm大的顆粒后，再采用換漿法清孔，抽渣及吸泥應及時向孔內注入清水或新鮮泥漿，保持孔內水位，避免塌孔。當鋼筋籠安放好后，再進行二次清孔，以確保孔底沉淀厚度不大于技術規范及圖紙要求。清孔時，注意保持孔內水頭，以防塌孔。清孔后，泥漿的稠度應達到規定的要求。成孔后應立即用測繩準確測量鉆孔深度H1，二次清孔后再用同樣的方法測量清孔后的深度H2，沉淀厚度h=H2-H1。若沉淀厚度大于設計規定值時，應繼續清孔，不得安裝鋼筋籠和進行水下混凝土灌注。

3.6 安裝鋼筋籠

在鋼筋籠制作之前，需要對所用的鋼筋進行矯直、除銹處理。由于案例工程鉆孔深度較深，需要按照設計圖紙的要求進行分段制作，每段的長度控制在6～8m，在主筋連接時，盡量選擇焊接的方法，控制好焊接質量，焊接接頭需要相互錯開，以提升鋼筋籠結構的穩定性，控制變形。每隔2～2.5m布設一道加強筋進行固定。制作好的鋼筋籠需要進行全面檢查，保證各項標準都達到設計要求后才能進行安裝。鋼筋籠的焊接、綁扎必須牢固，應保證焊縫長度和飽滿度。樁身鋼筋籠分段制作完后，吊運至現場邊下放邊連接。分段制作時采用搭接焊，兩鋼筋搭接端部應預先折向一側，使兩接合鋼筋軸線一致，接頭的長度單面焊不小于10d，雙面焊不應小于5d。焊縫要求清除焊渣、焊縫飽滿。

該工程在安裝鋼筋籠時，由于鋼筋籠的體量比較大，采取吊裝一次入孔的方法，為保證吊裝質量，還要在鋼筋籠的內側布設臨時固定桿，以提升入孔的效率，吊裝結束之后再拆除桿件。在一些地段可能一次入孔難度大，此時就需要選擇分段入孔的方式，在保證施工質量的基礎上，減少入孔段數，縮短吊裝時間。在進行分段下放時，既要做好臨時固定桿的輔助，也要保證焊接質量，對接的兩個鋼筋籠其中心線要保持一致，并做好檢查工作，保證鋼筋籠底部標高和設計要求的偏差在±5cm之內。

3.7 安裝導管，灌注混凝土

導管是鉆孔灌注樁施工中用于灌注混凝土的主要工具，以保證混凝土灌注質量，避免在灌注時發生滲漏漿液問題。該工程在安裝導管時進行了試拼和試壓，保證每根導管無破損，管軸順直，并具有良好的密封性。施工人員可以根據鉆孔的深度確定導管的長度，盡量選擇螺旋絲扣型的導管接頭，從而保證導管連接較為牢固，避免出現導管連接松動的情況。

在灌注混凝土時，需要按照鉆孔灌注樁的混凝土強度要求，做好配比試驗和拌合工作，控制混凝土的強度不低于42.5MPa，且初凝時間不小于2.5h。為混凝土灌注提供足夠的時間，盡量選擇粒徑合適的卵石集料，混凝土的水灰比控制在0.5～0.6之間，水泥用量控制在350kg/m3之間，坍落度則要控制在18～22cm之間。在灌注混凝土時要保證灌注的連續性，盡量縮短灌注時間，以免影響混凝土的置換效率，控制導管到孔底的距離為4m左右，避免發生儲灌未封底的問題。灌注一定量的混凝土之后，將導管緩慢下放1～2m，以提升導管的埋設深度。為保證混凝土灌注的均勻性和密實性，需要嚴格控制好灌注的時間和進度，并適當提升導管，控制埋入混凝土的導管深度在2～6m之間，達到設計高度時要繼續灌注，高出設計高度0.5～1m，以保證樁頭質量。

4 鉆孔灌注樁施工常見問題的解決措施

4.1 卡鉆

在應用鉆孔灌注樁施工技術時，卡鉆是最常見的問題，引起卡鉆問題的成因比較多，可能是鉆頭卡到巖層中，也有可能是鉆進設備的鉆進力度不足。針對這些問題，在鉆孔灌注樁施工中，必須保證鉆機鉆進的均勻性，按照地層地質條件和巖性的不同及時調整鉆進參數，控制好鉆頭的壓力，以減少發生卡鉆的概率，保證鉆孔工作能夠順利完成。

4.2 偏差

偏差也是鉆孔灌注樁施工中常見的問題之一，引起偏差的原因較多，但主要原因是在鉆孔施工中，壓力過大，遇到不同土層來不及調整施工參數，從而引發偏差問題。所以，在具體施工中，如果鉆孔深度已經達到巖層，就容易發生鉆孔灌注樁傾斜問題。或者在施工之前沒有對施工場地進行平整處理，也會引起樁基底部發生一定的偏移，影響鉆孔灌注樁的承載力。所以，在應用鉆孔灌注樁施工技術之前，需要對施工場地進行全面的整平處理，并對鉆架進行精確調整，保證鉆架的穩定性，避免在鉆進時發生位移，以保證鉆孔灌注樁的垂直度。

4.3 護筒脫落

護筒脫落對鉆孔灌注樁施工的安全性、質量都有很大影響。在橋梁工程施工現場條件復雜，機械碰撞、地質變形等都會引起護筒脫落，一旦發生護筒脫落問題，就會對鉆孔灌注樁施工的進度、質量等造成嚴重影響。所以，在具體施工中，一旦發生護筒脫落問題，要立即停止施工，及時檢查施工設備，清理掉現場雜物之后，重新安裝護筒后再繼續施工。

5 結束語

綜上所述，鉆孔灌注樁施工作業開展的環節十分復雜，而且施工容易遭受到外界因素影響，施工難度大。因此，在施工時，施工人員要針對橋梁工程具體情況對采用的施工技術進行確定，控制好樁基礎鉆孔灌注樁施工質量，提高橋梁工程整體質量，改善交通環境。