鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁施工中的應用分析

鄒增富

（四川路航建設工程有限責任公司，四川成都 610000）

0 引言

隨著社會的發展，公路橋梁成為城市交通體系的重要組成部分，建設數量不斷增加。鉆孔灌注樁施工技術是公路橋梁施工中的基礎工藝，有助于增強橋梁基礎結構的荷載能力，滿足公路橋梁后期安全運營的需求。但是在應用鉆孔灌注樁施工技術時，還應結合公路橋梁項目的實際情況，合理設計鉆孔灌注樁施工方案，同時加強施工環節的質量控制，確保項目質量符合國家公路橋梁建設的整體需求。

1 鉆孔灌注樁施工技術相關概述

鉆孔灌注樁是在公路橋梁基礎工程中鉆孔打樁，使公路橋梁基礎結構具有較強的穩定性。在公路橋梁建設中，鉆孔灌注樁施工技術的應用非常廣泛，具有樁結構利用率高、對環境破壞力小的優勢，且施工空間大，后續施工養護較為便利，適用于不同地基的加固建造[1]。

相較于其他施工工藝，鉆孔灌注樁施工技術實踐中，施工環節不需要重復打孔，可節約操作成本、推進工程進度，對公路橋梁項目落實進度、成本控制具有很大幫助。

2 公路橋梁項目概況

某公路橋梁工程路線全長23km，設計行車速度為60～120km/h，橋梁全長1.78km，共設有3座橋梁，橋面寬度設計為25m，橋梁上部結構設計為混凝土箱梁，下部結構為鉆孔灌注樁基礎結構。連續箱梁的單箱頂板寬為13.5m，頂板厚度為0.3mm，底板寬度為6.82m，厚度0.3m。箱梁從橋梁跨中鋪設到橋梁主墩中心，跨中梁高2m。1、2、3號橋梁在應用鉆孔灌注樁施工技術時，灌注樁的實際數量、樁徑如表1所示。

表1 某公路橋梁鉆孔灌注樁使用情況

3 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術的具體應用

上述公路橋梁工程路線范圍的地理環境較為復雜，鉆孔施工質量風險大，所以在應用鉆孔灌注樁施工技術時，還應明確各環節的質量控制要點，加強質量管理。

3.1 施工準備

第一，正式施工前，整平、清理場地，復測標高，確認鉆孔灌注樁施工設計方案，明確所需的機械設備、工藝參數。該項目采用2臺大孔徑旋挖鉆機、3臺HLS150混凝土攪拌機、運輸車8輛、裝載機3臺、發電機和吊機各1臺，使用前分別檢查其使用性能，合格后方可入場使用。另外，鉆孔在應用大孔徑旋挖鉆機時應配備電腦、互聯網設備，用電腦控制設備，以確保施工精度。

第二，針對河流區域的橋梁樁基工程，施工過程中需提前在樁基位置筑島，為鉆孔灌注樁施工創造條件。根據該橋梁項目的實際要求，項目中的筑島寬度是在橋梁寬度的基礎上兩側分別增加5m，筑島邊坡坡度設計為1∶1.75，筑島高度在河面高度以上的1.5m處。

3.2 護筒埋設

樁基鉆孔時，需埋設鋼護筒作為護壁，鋼護筒埋設方法為人工挖埋，埋深2m，如圖1所示。

圖1 公路橋梁樁基鋼護筒埋設示意圖

埋設護筒時，還應按照鉆孔灌注樁的實際要求定位，位置偏差不得超過5cm。

其一，根據護筒外徑，開挖護筒埋設所需的圓坑，圓坑外徑不小于80～100cm。

其二，填埋厚黏土，分層夯實，定位鉆孔位置。施工人員可基于鉆孔樁施工設計，在確定鉆孔中心點位后，下放鋼護筒，鋼護筒垂直于鉆孔中心點。

其三，垂直放入鋼護筒后，再次回填黏土，并測量護筒周圍土層的密實度，夯實后預留出鋼護筒頂端，使其超出地面約0.3m。

其四，護筒上部、中部、下部結構上應分別焊接鋼筋，以加固鋼護筒。制備護筒時，其尺寸設計應大于樁徑約0.4m，埋設護筒時，護筒頂部0.2m處還應預留0.2m×0.4m的溢漿孔。

其五，護筒埋設結束后，對比設計埋設點位、實際點位，檢測位置偏差，小于5cm即可。

白藜蘆醇（resveratrol）是非黃酮類多酚化合物，化學名(E)-3,5,4′-三羥基二苯乙烯[(E)-3,5,4′- trihydorxystilbene，C14H12O3]，最初被發現是作為一種植物抗毒素，現被醫學界廣泛重視[5]。白藜蘆醇具有多重藥理作用，如抗氧化、抗菌、抗炎、抗腫瘤、免疫調節、糖尿病及其并發癥等[6-19]。在抗菌方面，有研究報道白藜蘆醇對球菌和桿菌屬均有較強的抑制作用[20]，但白藜蘆醇水溶性低，口服吸收差，口服生物利用度不足30%，限制了其在臨床中應用[21]。而白藜蘆醇能否通過肺吸入防治細菌性肺炎，及其相關機制還有待進一步的研究。

其六，護筒埋設區域的0.6m范圍分層填埋黏土時，護筒填埋高度應大于1m，分層填埋砂石時，護筒埋設高度應大于1.5m。

3.3 鉆孔清孔

由于鉆孔時需要在孔內灌注水泥砂漿，所以在鉆孔、開孔時，應使孔內水位高度大于地下水位1m、低于護筒頂面0.3m，避免后期出現水泥砂漿溢出的情況。鉆孔設備就位后，將鉆頭對準孔位，鉆頭和鉆桿、護筒的中心點應控制在同一直線上。

鉆孔過程中要均勻、緩慢地控制鉆進速度，注意觀察孔內情況，發現問題后及時調整施工操作，比如補充水、泥漿。鉆進時因特殊情況而停鉆時，還應適當提起鉆頭，使其和孔底至少保持5m的距離。鉆到設計深度后，檢查成孔深度、垂直度、直徑，成孔質量合格后開始清孔。在此過程中，相關人員應嚴格控制鉆孔誤差，確保鉆孔質量符合公路橋梁施工要求，如表2所示。

表2 鉆孔灌注樁鉆孔允許偏差

3.4 鋼筋籠安裝

鋼筋籠是公路橋梁施工中鉆孔灌注樁的重要結構，其施工設計參數、材料質量會直接影響鉆孔灌注樁的成樁質量。

因此，還應在充分考慮公路橋梁施工設計要求的基礎上，制定施工參數。該項目中，鋼筋籠焊接使用5D雙面焊技術，保護層厚度大于76mm，鋼筋主筋間距、箍筋間距的誤差分別控制在±10mm、±20mm以內，鋼筋籠長度誤差、鋼筋骨架直徑誤差分別控制在±10mm、±5mm以內[3]。

另外，每個4m鋼筋籠籠體外設有橫向、縱向鋼筋，主筋外設有保護層，由水泥砂漿制成的混凝土塊組合而成。下放前逐節確認鋼筋籠各節點的焊接情況，下放時施工人員注意緩慢下放，避免和鉆孔內壁碰撞，受阻時可緩慢旋轉籠體，直到鋼筋籠下放到指定位置。鋼筋籠入孔后，應基于鋼筋籠、鉆孔的設計標高，固定鋼筋籠，讓鋼筋籠能夠固定在孔口機架底盤上，孔口同時布設定位圈筋，在“十字線”中心點上，使鋼筋籠順利下放到要求位置。

3.5 混凝土灌注

鉆孔灌注樁施工技術中，混凝土灌注是該技術的核心工序。為保障公路橋梁施工質量，還應明確各環節的施工流程。該項目選用坍落度不超過180～220mm的混凝土作為主要材料，混凝土材料內摻入適量的粉煤灰、減水劑，石料選擇直徑在5～25mm的卵石，以控制混凝土漿液中的材料粒徑，預防卡管現象。混凝土拌和配置后將其運輸到現場，開始實施灌注作業。

第一，用導管灌注配置好的混凝土漿液，灌注開始后不得隨意間斷，而是持續、勻速地灌注混凝土。為保障混凝土的灌注量，還應提前了解混凝土頂面、護筒頂面間距，以分析導管埋入后的實際深度。該項目混凝土灌注作業中導管第一次埋深為6～8m。

第二，灌注期間，施工人員需要一邊提升導管一邊灌注混凝土，提升速度和灌注速度保持一致，且保持緩慢、勻速的原則。鉆孔內的混凝土灌注到頂端后，可超灌1m，從而保障混凝土灌注樁樁頭的質量控制。

第三，混凝土灌注時，現場溫度應控制在5℃～30℃之間，溫度低于5℃、高于30℃時，應采取保溫措施，或在混凝土內摻入適量的緩凝劑，確保混凝土在灌注作業中保持在最佳狀態。

第四，混凝土灌注結束后開始對成樁進行養護管理，養護周期約為7～14d。養護期后分別檢測各區域的灌注樁質量，合格后開始下一環節的施工。橋梁承臺施工前，將超灌樁頭鑿除，之后檢查樁頭區域，查驗其密實度，確認有無松散情況[4]。

3.6 注意事項

第一，重視孔底沉渣厚度的測定，與實際要求不符時還應二次清孔，合格后開始灌注混凝土。第一次清孔作業時，為使鉆孔底部的沉渣厚度符合要求，施工人員應結合泥漿的性能指標，將其相對密度控制在0.5～1.1，泥漿含砂率不超過3%，泥漿黏度保持在16～20Pa·s。

第二，該項目采用導管法灌注混凝土，為保障灌注樁的成樁質量，施工人員應結合灌注導管與孔底距離、埋置深度、泥漿比重等影響因素的關系，嚴格控制每次灌注量，避免鋼筋籠在混凝土灌注過程中上浮。安裝導管前，還應通過“導管水密性試驗”評估出最佳的灌注量，比如，該項目中混凝土的首次灌注量為3m3，導管埋深設計為2～6m，導管規格設計為φ230×2.5mm，導管之間用螺旋絲扣加固連接，以確保導管的剛度。

第三，該項目包含部分水下混凝土灌注作業，灌注過程中施工人員需要連續灌注，灌注期間可采用測繩確定實際深度，提升導管時需要逐級拆卸導管，使其埋深符合要求。因特殊情況無法連續灌注時，可通過“串點導管法”將導管的提升高度控制在30cm，并注意孔口的返漿情況。灌注過程中嚴格控制灌注速度，每根樁灌注時間不得超過8h[5]。

第四，護筒埋設時，后期會出現脫落情況，所以為避免護筒脫落，還應嚴格把控護筒埋設流程、護筒材料，埋設過程中持續檢測護筒穩定性。

第五，鉆孔期間，孔壁會面臨坍塌風險，施工人員在埋設護筒時，需要嚴格控制護筒埋入深度。同時，根據樁基區域的地質勘查信息，綜合評估施工區域的靜水壓力，隨后科學設計鉆孔施工流程，規范施工，確保鉆孔作業質量，減少坍孔危險因素。

第六，由于公路橋梁施工區域的地層結構較為復雜，鉆孔時的側壁斷面會導致鉆孔作業中出現卡鉆、掉鉆風險。因此，需要鉆孔時，將彈性桿設置在鄰近鉆筒下方的筒口處，彈性桿長度和護筒長度一致，彈性桿可布設成柵欄狀作為卡鉆、掉鉆時的阻攔結構，能夠在施工過程中協助施工人員預防掉鉆、卡鉆，取出孤石。

除此之外，公路橋梁樁基工程各區域的地形變化較大時，鉆孔作業時鉆具會存在滑絲、鋼絲繩拉扯、拉斷的現象，為避免該現象，施工人員應在鉆進前勘查周圍土質情況，并仔細檢查鉆具，根據實際情況，制訂鉆孔方案，確認鉆具質量無誤后開始鉆孔作業。

4 結語

綜上所述，公路橋梁作為促進區域經濟發展，維系區域交通的重要工程項目，需要應用鉆孔灌注樁施工技術保障公路橋梁結構的安全性能。但在實際施工過程中，公路橋梁鉆孔灌注樁施工會面臨著孔位偏差、樁基孔塌陷等風險，要求公路橋梁項目建設期間，施工人員嚴格遵守公路橋梁施工技術規范，加強鉆孔灌注樁施工中的質量管理，確保公路橋梁基礎結構的荷載能力、持久性符合新時期公路橋梁的建設要求，促進鉆孔灌注樁施工技術的推廣應用。