路橋工程項目鉆孔灌注樁施工技術措施分析

郭瑞

（山西省吉縣公路管理段，山西臨汾 041000）

0 引言

樁基礎能夠為路橋工程提供承載力，確保路橋結構的穩(wěn)定性。在樁基礎施工中，鉆孔灌注樁是常見的樁基類型，但在實際施工中，鋼護筒垂直度、鉆進成孔質量、鋼筋籠上浮及水下混凝土澆筑過程中的細節(jié)控制，均會影響樁基施工整體質量。基于此，結合太原市某路橋工程實際情況，對鉆孔灌注樁施工技術措施進行研究，并總結技術經驗，為路橋工程樁基施工提供參考。

1 工程概況

某路橋工程位于山西省太原市境內，全線總里程5.5km，雙向四車道設計，該路橋工程共6 座橋梁，各橋梁樁基工程量如表1 所示。綜合分析項目現(xiàn)場地質情況及周邊環(huán)境，經多方研討決定在樁基施工中采用鉆孔灌注樁施工技術。

表1 山西省太原市某路橋工程樁基工程量

2 鉆孔灌注樁施工技術措施

2.1 施工準備

為保證鉆孔灌注樁施工技術的順利實施，保證施工質量，該項目充分做好了施工準備工作，具體如表2所示[1]。

表2 山西省太原市某路橋工程樁基施工準備工作

2.2 埋設鋼護筒

該項目采用的護筒材質為A3 鋼板，鋼板厚度8～10mm，護筒內徑比樁徑大200mm。鉆進設備就位后，以圖1 所示的樁位十字中心線為輔助，使鉆機的導向尖與十字線的中心位置相對應，持續(xù)鉆進至護筒埋深。之后，緩慢起吊鋼護筒，將其置于鉆孔中，卸掉鉆斗，利用鉆桿方口對護筒四周進行加壓固定，使護筒均勻緩慢下放至既定深度。在該項目施工中，鋼護筒允許偏差參數如下：埋深2～4m，較地面高出0.3m，較樁頂設計高程高出1m；護筒平面允許誤差±50mm，垂直傾斜誤差不高于1%。

圖1 鋼護筒樁位中心十字線

2.3 泥漿制備

在鉆孔灌注樁施工中，泥漿主要起護壁作用，使孔壁更加穩(wěn)定，使鉆進的泥渣能夠在泥漿中懸浮。泥漿具有高黏性、高密度和低滲透性特點，可以在鉆進時潤滑鉆頭，合理控制鉆孔速度，避免塌孔事故，使鉆孔施工高質、高效開展。

泥漿主要由水、黏土、添加劑等材料混合而成，其中水應采用施工用水，確保水中無雜質，pH 值介于7～8 之間；黏土的塑性指數不低于25，粒徑不高于0.005mm，相對密度介于1.1～1.5g/cm3之間；添加劑的作用是使泥漿更加分散，避免其凝積下沉，所用添加劑包括純堿、丹寧液、拷膠液等。

進行泥漿制備時以配比試驗為依據，合理確定泥漿配比，將黏土打碎，以提高泥漿的均勻性[2]。在該項目施工中，為提高施工效率，采取兩個排樁共用泥漿池的方式，泥漿池和沉淀池利用挖掘機開挖，確保二者相互分離且連通，在護筒口和沉淀池間挖設泥漿溝。經地質勘查，在塌陷風險較高的地層將泥漿性能指標控制如下：黏度16～20，相對密度1.1～1.5g/cm3，含砂率不高于4%。為確保施工作業(yè)安全，在泥漿池周圍設置密目安全網，高度1.2m，在醒目位置懸掛安全警示標語。

2.4 鉆孔施工

將一定量的砂漿注入孔內后組織鉆進施工，結合現(xiàn)場地質結構特點，合理控制鉆進速度，在開孔階段，以低轉速鉆進，達到覆蓋層時減壓鉆進，加強泥漿性能指標檢驗，調整孔內泥漿濃度，合理控制鉆進速度和泥漿排放量。

為保證鉆進施工質量，該項目按如下技術要點進行鉆孔施工：

第一，確定沖擊鉆孔的沖程。根據土層結構確定合適的沖程，以保證鉆孔效果和施工質量[3]。對不同土層結構采取不同沖程，如漂石、基巖、密實卵石層等結構，采取高沖程；松散砂礫層、砂卵石層，采取中等沖程；易塌陷土層，如風化層、礫砂石層或黏性土層，采取中等或低沖程，并提高泥漿黏度和相對密度。

第二，處理不平整地層。若鉆進地層的巖石結構不平整，應事先放置一定量的黏土和片石，填平表面后再沖擊鉆進，以免因表面不平整導致塌孔和斜孔等問題。

第三，控制鉆繩長度。鉆進過程中應均勻鉆進放繩，并根據不同地質結構控制松繩長度。在軟土層中鉆進時，速度應較快，每次松繩5～8cm；在硬土層中鉆進時，速度應較慢，每次松繩3～5cm。控制好松繩的長度非常關鍵，過短會出現(xiàn)空錘現(xiàn)象，鉆架、鉆機和鋼絲繩將承受較大荷載，可能引發(fā)安全事故。

第四，控制沖程長度。為避免孔壁破損、孔壁不圓或卡鉆等問題，在該項目中，對于任何土層結構，沖程均控制在6m 以內。對于中途掏渣暫停鉆進的情況，繼續(xù)鉆進時從低沖程逐漸加大至正常沖程，以避免卡鉆問題。

第五，鉆進施工安全防護措施。要求作業(yè)人員在起吊鉆頭時保持平穩(wěn)，減少對孔壁和護筒的干擾；設置鉆進施工安全區(qū)域，禁止非作業(yè)人員入內；停止鉆進時，于鉆孔上方增加保護裝置，并將鉆頭吊出，防止出現(xiàn)埋鉆情況。

2.5 成孔檢查及清孔施工

鉆孔到設計深度后，由技術人員檢查成孔質量，包括孔位、孔深、孔徑等技術參數，具體成孔質量標準如表3 所示[4]。

表3 山西省太原市某路橋工程樁基成孔質量標準

經成孔質量檢查，該項目所有樁孔均符合質量要求，隨后進行清孔施工，調整泥漿參數和孔底的沉渣。第一次清孔方法為換漿法，清孔后保證泥漿相對密度介于1.03～1.10g/cm3之間，黏度介于17～20Pa·s 之間，含砂率在2%以下，膠體率在98%以上。第二次清孔在安裝完鋼筋籠與導管之后進行，目的在于將放置鋼筋籠時脫落在底部的泥皮與沉淀物清理干凈。清孔操作需應用泥漿分離器（ZX-200），利用空壓機通過反循環(huán)排渣，將孔內沉渣清除，在泥漿分離器的輔助下，向孔內循環(huán)清漿液，反復循環(huán)操作，確保清孔后泥漿達到上述性能標準。

2.6 鋼筋籠施工

施工人員需要根據施工設計圖紙的要求，嚴格按照鋼筋籠制作、焊接、綁扎等工序進行操作。在材料進場時，需要對鋼筋材料進行全面檢查，剔除存在銹蝕、彎折等問題的鋼筋材料，并將符合要求的鋼筋吊放至指定位置存放，避免環(huán)境因素導致鋼筋銹蝕或污染。為保證分段骨架的穩(wěn)定性，應將不同長度的鋼筋錯開布置，保證鋼筋籠制作過程的穩(wěn)定性和可靠性。在該項目中，為確保鋼筋連接牢固、可靠，對于直徑超過25mm 的鋼筋采取機械連接方式，對于直徑小于或等于25mm 的鋼筋采取焊接搭接方式。

在吊運過程中，密切關注鋼筋籠的狀態(tài)和位置，避免發(fā)生不正常的晃動或偏移，確保操作安全、順利。出現(xiàn)任何異常情況均應立即停止操作，并采取相應的措施處理。在該項目中，下放鋼筋籠時，確保鋼筋籠的中心位置和樁中心位置相對應，鋼筋籠入孔后焊接米字型鋼管，將其作為保證鋼筋籠穩(wěn)定的骨架。

2.7 安裝聲測管

聲測管用于施工后檢測樁基施工質量，在該項目中，對單樁長度大于40m 的樁基埋設聲測管，樁徑在1500mm 及以下埋設3 根，樁徑在1500mm 以上則埋設4 根。聲測管材質為鋼材（SCG50×1.2-QY），外徑尺寸為50mm，厚度為1.2mm。安裝聲測管時，先使用木塞封閉管底，在鋼筋籠內側每間隔2m 使用鐵絲固定，沿樁身全程埋設聲測管，確保管內無異物，完成聲測管埋設后在頂部位置設置防塵套，避免雜物落入其中。同時，應嚴格控制聲測管和樁底的距離，不可少于0.05m，超出樁頂不少于0.6m，并使用液壓鉗擠壓連接各聲測管。

2.8 安裝導管

該項目所用導管為鋼材質，管壁厚度為3mm，導管內徑在200～350mm 之間，每節(jié)導管的長度為2m 并配合0.5m 與1m 的短管一同使用，確保各節(jié)段之間具有良好的密合性。孔底最下方一段的導管，長度為3～6m，管和管之間以法蘭方式連接，連接完成后檢查漏水漏氣情況。在水面下30cm 位置設置隔水栓，澆筑混凝土后，將隔水栓的連接繩剪斷。完成導管安裝后，確保導管底部距離孔底250～400mm，在該項目中，為了更好地控制導管下方深度，先將導管放置在底部，再提起250～400mm。

2.9 二次清孔施工

二次清孔方法為正循環(huán)法，將泥漿泵管插入導管中，使其距離孔底20cm。啟動泥漿泵，使泥漿從導管底部進入孔洞，同時調整導管位置，保證泥漿充分覆蓋孔底，實現(xiàn)沉渣置換。在循環(huán)泥漿的過程中，及時補充新鮮泥漿，以保持足夠的泥漿量，避免孔底發(fā)生塌陷，持續(xù)進行清孔操作，直到孔底沉渣參數滿足設計要求。完成二次清孔后，由監(jiān)理工程師進行質量檢驗，確保合格后組織水下混凝土澆筑施工。

2.10 水下混凝土施工

該項目樁基混凝土強度為C30，由集料斗向導管內澆筑混凝土。澆筑過程中緩慢提起導管，確保最終混凝土澆筑高度大于樁長的5% 且不低于2m。在水下混凝土距離鋼筋籠底部約1m 時，適當降低澆筑速度，以免鋼筋籠上浮。提升到最后一段較長的導管時，適當降低提升速度，防止樁頂泥漿進入導管。在水下混凝土初凝前將導管緩慢、垂直、平穩(wěn)拔出，對鋼護筒進行沖洗、養(yǎng)護。

3 鉆孔灌注樁施工質量檢測

在該項目樁基施工完成7d 后，采用超聲波透射法進行質量檢驗，結果顯示，101 根灌注樁樁身均完整，樁基平均強度為18.4MPa，符合質量要求。

4 結語

鉆孔灌注樁是常用的路橋工程樁基施工技術，在具體應用時應嚴格把控各項技術要點，強化質量控制。案例工程按照上述施工要點展開施工，施工完成后，經檢測樁基施工質量合格率達到100%，可為同類路橋工程樁基施工提供參考。