市政路橋工程的鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

唐微

（中交一公局第九工程有限公司，廣州 510000）

1 引言

近年來，我國很多市政路橋工程都存在著質(zhì)量問題，對人們的出行造成影響，為此提高市政路橋工程質(zhì)量極為重要。而運(yùn)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)可滿足路橋工程中的結(jié)構(gòu)需求，提高路橋承載能力，且使橋梁具備適應(yīng)性好、抗震性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)勢，這讓鉆孔灌注樁施工工藝越來越廣泛地被運(yùn)用到路橋工程建設(shè)中，為此應(yīng)對其進(jìn)行深入研究，明確該施工具體技術(shù)，為路橋工程建設(shè)發(fā)展提供幫助。

2 市政路橋工程的鉆孔灌注樁施工工藝分析

2.1 準(zhǔn)備工作

鉆孔灌注樁施工前，施工單位應(yīng)了解到工程項目所在的地質(zhì)情況、氣候狀況等，明確整個樁基礎(chǔ)工程的施工設(shè)計與具體規(guī)范，為后期各類工作的開展提供依據(jù)，避免設(shè)計不合理而引發(fā)的施工問題。施工現(xiàn)場中需要全面了解到當(dāng)?shù)丨h(huán)境及區(qū)域范圍內(nèi)的管道管線等，并應(yīng)對各類地下物體及危險建筑等進(jìn)行預(yù)先調(diào)查，同時還應(yīng)對樁體所在位置進(jìn)行檢測，應(yīng)通過測量放線工作來確保每一個樁體的位置準(zhǔn)確，如有需要則提前開展混凝土配合比試驗、泥漿適配試驗等，避免開工后出現(xiàn)泥漿濃度不匹配問題，導(dǎo)致對施工效率與質(zhì)量造成不利影響，且還需要根據(jù)工程地質(zhì)情況適當(dāng)選擇添加劑，如黏土、水等，確保泥漿與工程相匹配。

2.2 鉆機(jī)鉆進(jìn)

鉆孔灌注樁施工中，應(yīng)確保鉆機(jī)安裝的合理性。為此施工人員需要了解土層地質(zhì)情況，并根據(jù)準(zhǔn)備工作選擇正確的鉆孔方式及設(shè)備，如針對土質(zhì)較硬的區(qū)域，應(yīng)選擇沖擊性較高的工藝，確保鉆孔機(jī)的沖擊力度，而面對軟土地層時，則可采用旋挖鉆的方式，并合理甄選鉆頭，減少鉆頭損壞情況以及對周邊地質(zhì)的影響。若在施工中鉆孔工作未順利完成，就容易出現(xiàn)坍孔縮孔、孔位傾斜等情況，對后續(xù)工作造成影響，為此應(yīng)時刻注意鉆孔的垂直精度，并通過加密測量與下探鋼筋籠等方式，確保成孔效果，且還應(yīng)運(yùn)用特制泥漿，確保成孔護(hù)壁效果，并按照預(yù)先設(shè)計的標(biāo)高及成孔深度等對成孔進(jìn)行調(diào)整，若情況變化較大，則應(yīng)通知設(shè)計單位重新進(jìn)行驗算[1]。

2.3 清理鉆孔

成孔后，鉆孔內(nèi)部往往會含有大量的泥漿，為此必須進(jìn)行清孔操作，將孔內(nèi)泥漿清除，避免內(nèi)部鉆渣與泥漿對后續(xù)施工造成不利影響。第一次清孔時應(yīng)將鉆桿提起，保持鉆桿與孔底距離50 cm 左右，并利用空壓機(jī)等設(shè)備通過正循環(huán)的方式進(jìn)行清孔，此時底部的泥漿比重應(yīng)控制在1.2 左右，含砂率應(yīng)小于8%，滿足相關(guān)要求，而第二次清孔則應(yīng)在鋼筋籠與導(dǎo)管安放以后，混凝土澆筑工藝之前，可采用導(dǎo)管進(jìn)行正循環(huán)清孔，此時底部泥漿比重應(yīng)控制在1.2 左右，而含砂率則應(yīng)小于4%，沉渣厚度不可高于100 mm，兩次清孔均需要進(jìn)行性能指標(biāo)驗收工作，只有監(jiān)理驗收合格后方可進(jìn)行下一步工作。

2.4 鋼筋籠與鋼構(gòu)立柱制作

鉆孔灌注樁施工中，第一次清孔工作完成后，應(yīng)安放鋼筋籠與鋼構(gòu)立柱。鋼筋籠的鋼筋圈應(yīng)設(shè)置在鋼筋內(nèi)部，調(diào)直主筋后應(yīng)確保同一截面的接頭數(shù)量不超過主筋數(shù)量的50%，鋼筋籠的受力面還需要捆扎鋼管與毛竹，降低受力變形情況，且應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注其位置，此時應(yīng)對鋼筋骨架型號以及相關(guān)位置標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行檢驗，并檢查鋼筋籠的相關(guān)性能指標(biāo)，確保鋼筋籠制造滿足設(shè)計要求。圖1 為鋼筋籠結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 鋼筋籠結(jié)構(gòu)示意圖

鋼筋籠放入孔洞后，還應(yīng)對下部鋼筋籠進(jìn)行加強(qiáng)，同時進(jìn)行鋼構(gòu)立柱的制作安裝，鋼構(gòu)立柱在拼接后應(yīng)采用吊車吊裝至機(jī)臺，可采用吊車配合樁基起吊，對準(zhǔn)孔樁中心部位，在鋼筋籠內(nèi)插入鋼格構(gòu)柱，并確保擱置的平穩(wěn)與牢固，使鋼構(gòu)立柱被放置后不可產(chǎn)生形變與墜落情況，可通過加裝焊吊筋與鋼管固定的方式固定立柱，提升鋼筋籠承載性能與整體工藝效果。

2.5 混凝土澆筑

進(jìn)行混凝土澆筑工作時，首先應(yīng)確保混凝土的質(zhì)量，著重避免澆筑施工中出現(xiàn)的各類混凝土質(zhì)量問題，且在澆筑工作中不可進(jìn)行二次澆筑情況，避免產(chǎn)生質(zhì)量不均勻或離析等情況，讓后續(xù)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫、麻面等情況，對整個路橋施工造成影響。灌注中除非極特殊情況，其他情況均不可讓混凝土發(fā)生斷層，且若存在反漿情況，則應(yīng)及時根據(jù)現(xiàn)場情況做出補(bǔ)救措施，避免出現(xiàn)沉渣或塌孔事故，完成鉆孔灌注樁施工[2]。

3 市政路橋工程的鉆孔灌注樁施工應(yīng)注意的問題

3.1 護(hù)筒下沉

護(hù)筒下沉情況往往是由地質(zhì)不良影響或準(zhǔn)備工作不足所引發(fā)，為此在護(hù)筒就位前，施工人員應(yīng)對現(xiàn)場施工情況進(jìn)行充分了解，避免設(shè)計中的地質(zhì)情況與現(xiàn)場存在差異，特別應(yīng)嚴(yán)格檢查場地松軟情況，從而確定護(hù)筒埋設(shè)深度與方式，嚴(yán)格規(guī)范施工流程。護(hù)筒搭設(shè)中，應(yīng)確保周圍土層夯實，底部應(yīng)深埋至黏土層以下，避免發(fā)生漏水，增強(qiáng)護(hù)筒的牢靠性。而在發(fā)生護(hù)筒下沉事故時，則應(yīng)采取加固措施，進(jìn)一步深埋護(hù)筒，而在冬季施工中護(hù)筒則會由于周圍土層夯實度不足而存在漏水情況，此時應(yīng)加強(qiáng)防水措施，避免造成坍孔情況，并及時停止鉆機(jī)鉆進(jìn)，對護(hù)筒進(jìn)行加固，補(bǔ)救后方可重新開始鉆進(jìn)。

3.2 鉆孔傾斜

鉆孔傾斜情況一般是由于鉆機(jī)底座基礎(chǔ)缺乏穩(wěn)定性，或土層發(fā)生沉降，或是由于地質(zhì)土層中存在探頭石等不均勻地質(zhì)，還有可能是由于地質(zhì)較為復(fù)雜，地質(zhì)中軟土與硬土相互交替，而施工人員則盲目加壓力進(jìn)行鉆入，土體軟弱層傾斜。而對于鉆孔傾斜情況，則應(yīng)在施工前加強(qiáng)對鉆機(jī)底座穩(wěn)定性的檢查，且應(yīng)時刻注意地層變化情況，必要時還應(yīng)采取加固或注漿措施，均勻土體土層質(zhì)量，在發(fā)現(xiàn)傾斜情況時，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，同時可在孔位偏斜處吊住鉆頭，并反復(fù)掃孔，保持孔位回正，而對于傾斜較為嚴(yán)重的孔洞則應(yīng)通過填換黏性土的方式，加強(qiáng)土體密實性，之后方可重新開始鉆進(jìn)。

3.3 坍孔縮孔

坍孔與縮孔情況是鉆進(jìn)過程中較為常見的問題，一方面是由于地質(zhì)因素，如地層存在流沙層，另一方面是由于鉆進(jìn)過程中的水頭損失，此外，孔內(nèi)泥漿質(zhì)量不足或比重不合適等也同樣會引起這種問題。為此，施工中應(yīng)嚴(yán)格分析地層情況，并時刻調(diào)整施工方案，在發(fā)現(xiàn)問題不嚴(yán)重時，可調(diào)整泥漿配置比例，重新向孔內(nèi)拋灑黏土，而如果問題較為嚴(yán)重時，則應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，避免鉆機(jī)傾覆造成其他問題，同時應(yīng)確定坍孔位置范圍，可用小沙粒進(jìn)行回填，并在發(fā)生問題部位進(jìn)行反復(fù)掃孔，及時進(jìn)行混凝土灌注工作，避免發(fā)生二次坍孔縮孔情況，同時應(yīng)及時補(bǔ)焊鉆頭，再繼續(xù)進(jìn)行施工[3]。

3.4 斷樁

斷樁問題一般是混凝土凝固后不連續(xù)，斷層受到了沖洗液影響，或土體間存在疏松地質(zhì)而引發(fā)斷樁。有時還會受到地下水位活動的影響等，沖洗液浸潤混凝土?xí)r間較長，混凝土內(nèi)部水灰比增大，進(jìn)而導(dǎo)致樁身中段的混凝土不凝固，而為了避免這種情況，應(yīng)提前做好防水排水措施，實現(xiàn)可用套管進(jìn)行處理，在止水后方可進(jìn)行混凝土灌注，同時還應(yīng)運(yùn)用綁扎水泥隔水塞等，避免發(fā)生斷裂情況，確保導(dǎo)管的密實性。此外，在混凝土澆筑中，還會由于導(dǎo)管拔起過多，露出的混凝土面積較大，或是停電等原因，混凝土澆筑中夾渣，出現(xiàn)樁身斷裂的情況，為此混凝土在澆筑中，一定應(yīng)確保連續(xù)作業(yè)，且應(yīng)隨時控制混凝土面的標(biāo)高與導(dǎo)管深埋情況，確保導(dǎo)管提升的準(zhǔn)確性，最大限度降低斷樁的可能性。

4 市政路橋施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用

4.1 工程概況

以中山市政路橋為例，該工程施工區(qū)域土體較為平坦，沿線河流較多，可采用矩形、空心形狀的實體墩作為橋墩，而鉆孔灌注樁施工的應(yīng)用中，可設(shè)立摩擦樁，并根據(jù)工程情況，可設(shè)立2 m、1.5 m、1.25 m、1 m 等直徑，樁長普遍設(shè)定為7～60 m。根據(jù)該工程要求，樁基礎(chǔ)應(yīng)通過沖擊鉆機(jī)成孔，并配合旋挖鉆與回旋鉆進(jìn)行輔助鉆孔，而在工程岸邊區(qū)域可采用筑島與編織袋圍堰的方式，還應(yīng)選用性能較高的泥漿進(jìn)行護(hù)壁，而鋼筋與混凝土等原材料在入場前也應(yīng)做好質(zhì)量檢測，鋼筋籠可在現(xiàn)場制作與加工，再采用特殊板車運(yùn)輸鋼筋籠，還可以利用起重機(jī)等機(jī)械進(jìn)行吊裝，最后采用導(dǎo)管法進(jìn)行灌注施工。

4.2 鉆孔灌注樁實際施工

該工程中需要按照成孔、護(hù)壁、清孔、安裝鋼筋籠、成樁這一步驟進(jìn)行施工。首先，成孔中需要施工人員使用全站儀對樁位進(jìn)行測定，測定后在鉆機(jī)安裝時需要在鉆機(jī)底部進(jìn)行墊平處理，有效避免鉆機(jī)出現(xiàn)沉陷情況，再檢查鉆頭是否對準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)，此時應(yīng)將誤差控制在1 cm 以內(nèi)，并詳細(xì)記錄鉆進(jìn)情況，鉆進(jìn)斜度應(yīng)控制在1/150 樁長內(nèi)，且應(yīng)按照正循環(huán)的方式，同時記錄好孔位、孔徑、孔深等指標(biāo)，方便后續(xù)調(diào)整。

其次，在護(hù)壁環(huán)節(jié)中，施工人員應(yīng)將泥漿密度控制在1.1 g/cm3內(nèi)，黏度控制在20 s 左右，泥漿pH 應(yīng)控制在7.03 左右，同時應(yīng)選擇由水、黏土、添加劑等組成的泥漿，并將含砂率控制在4%以內(nèi)，造漿能力應(yīng)控制在2.5 L/kg 以上，塑性指數(shù)應(yīng)控制在19%左右，同時在鉆孔完成后的清孔工作中，應(yīng)將鉆孔偏差進(jìn)行校準(zhǔn)，同時在反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔結(jié)束后，應(yīng)停止鉆進(jìn)，并將鉆頭提起，在距離孔底部15 cm 位置進(jìn)行空轉(zhuǎn)，確保能夠正常循環(huán)，待孔內(nèi)沉淀層厚度達(dá)到30 cm 以下時停止清孔。

最后，應(yīng)進(jìn)行鋼筋籠安裝與混凝土澆筑成樁這一工藝。安裝前應(yīng)對焊接鋼筋籠進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保鋼筋籠性能后方可使用，且還應(yīng)對鋼筋籠的保護(hù)層進(jìn)行進(jìn)一步檢查，確保其厚度達(dá)到5 cm 以上，避免出現(xiàn)鋼筋籠松散的情況。混凝土澆筑中應(yīng)嚴(yán)格遵循混凝土材料拌制、澆筑、檢測的順序進(jìn)行施工，施工各部門應(yīng)協(xié)同配合，嚴(yán)格控制混凝土的配料，不可將過大塊狀物直接投入攪拌設(shè)備中，必要時可用清水沖洗，對砂礫進(jìn)行篩選，確保混凝土密實度，減少離析情況的發(fā)生，特別是在機(jī)械攪拌與澆筑中，應(yīng)計算好拱肋的混凝土承載量，避免混凝土發(fā)生脫水或離析的情況，此時應(yīng)將水灰比控制在0.55 左右，含砂率應(yīng)控制在0.42 左右，坍落度應(yīng)控制在20 cm 左右，擴(kuò)散度應(yīng)控制在36 cm 左右，確保混凝土質(zhì)量完全符合施工標(biāo)準(zhǔn)。澆筑中應(yīng)將混凝土從導(dǎo)管擠出，并設(shè)置隔水栓，在導(dǎo)管首次深埋后，技術(shù)人員還應(yīng)對混凝土進(jìn)行標(biāo)高檢測，并標(biāo)注頂標(biāo)高50 cm位置，再對多余部分進(jìn)行鑿除，確保整體混凝土施工質(zhì)量[4]。

5 結(jié)語

總而言之，市政路橋施工中運(yùn)用鉆孔灌注樁工藝可避免出現(xiàn)路橋結(jié)構(gòu)不完整、承載性能不足等問題，在工藝運(yùn)用中應(yīng)提前做好施工環(huán)境檢測，并按照一定順序進(jìn)行施工，嚴(yán)格做好鉆機(jī)鉆進(jìn)、清理鉆孔、鋼筋籠與鋼構(gòu)立柱制作、混凝土澆筑等工藝，避免出現(xiàn)護(hù)筒下沉、鉆孔傾斜、談孔縮孔、斷樁等問題，全面提升施工質(zhì)量及施工效果。