小河壩大橋鉆孔灌注樁施工技術要點及質量控制分析

收稿日期：2024-01-11

作者簡介：王甫云（1987—），男，本科，助理工程師，從事公路工程施工技術工作。

摘要 隨著經濟社會的快速發展，我國建造的公路橋梁數量不斷攀升，橋梁建造中應用最多的是鉆孔灌注樁技術。盡管該技術便于操作、建設成本低，但無法有效管控施工質量，容易產生工程質量問題。基于此，文章以G7522貴陽至北海高速公路貴陽至平塘（黔貴界）段的小河壩大橋鉆孔灌注樁工程為研究案例，闡述了施工方法及具體特征，分析了橋梁基礎鉆孔樁施工技術要點及質量控制要點，指出了施工質量缺陷，并提出了具體的防治措施，旨在為同類橋梁項目的施工質量控制提供參考。

關鍵詞 橋梁工程項目；鉆孔灌注樁；技術要點；質量控制

中圖分類號 U445.551文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）09-0152-03

0 引言

為有效緩解交通壓力，我國已建造大量的橋梁項目，各類施工技術不斷涌現，并持續快速發展，最常見的是鉆孔灌注樁技術。該技術有利于降低項目施工難度，且不需要大量的施工機械設備，施工成本低，外部因素對施工過程的影響比較小，其應用范圍越來越廣[1]。使用該技術建造橋梁樁基，由于施工過程隱蔽，施工質量控制難度高，不利于建設質量管理。該文以G7522貴陽至北海高速公路貴陽至平塘（黔貴界）段的小河壩大橋橋梁樁基工程鉆孔實踐為依托，分析鉆孔灌注樁的技術要點，以便為提升項目建設的技術水平和建設質量而奠定基礎。

1 工程概況

G7522貴陽至北海高速公路貴陽至平塘（黔貴界）段項目地處丘陵中部，地層地質狀況較為復雜，當地為亞熱帶季風氣候，全年平均氣溫為17 ℃，降水豐沛。該項目段的線路總長為9.86 km，設計荷載為公路Ⅰ級，設計為雙向六車道，每條車道寬3.75 m，行車時速最高為120 km/h，其路基分為整體式與分離式，前者寬33.5 m，后者寬16.75 m。該項目段內設計有10座橋梁，其中有3座特大橋（總長2 996.69 m）、7座大橋（總長3 835.79 m），所有橋梁長度總計6 832.48 m。橋梁樁基為鉆孔灌注樁，屬于甲級樁基，持力層的主要成分為粉狀黏土，橋梁樁在持力層的下沉長度超過2倍樁徑，樁基的混凝土強度等級為C30。

2 鉆孔灌注樁成孔方法及特征

成孔方法：以鉆孔技術為依據，可將鉆孔灌注樁分為正反兩種循環的鉆孔方式。鉆孔施工土層如果為軟土層，其中卵石、黏土的比重小于20%，應采用正循環鉆孔方式，其樁徑超過800 mm，但不超過2 500 mm；鉆孔深度介于30～100 m之間，形成的泥漿可有效保護鉆壁[2]。若土層中礫石、砂土的比重低于20%，則采用反循環鉆孔方式，其孔徑最大為3 000 mm、最小為800 mm，鉆孔最深為120.0 m、最淺為35.0 m，具體深度會因鉆孔設備的不同而有所差異，鉆出的泥漿能對鉆孔孔壁有加固效果。

施工特征：鉆孔灌注樁的優劣勢并存，其優勢主要表現為：①具有較高的強度，對增強建筑的牢固性有巨大作用，可用于建造深基坑。②便于施工操作，所用的施工機械數量少，施工人員可快速掌握技術內容。③能快速穿透土層，將巖石作為基礎，對提升施工質量意義重大。④施工過程中，不會產生明顯的噪聲污染，有利于建設安全文明工地[3]。

其劣勢為：①需要在水下進行灌注，無法實施有效的質量管控。②成孔速度慢，容易對自然環境造成污染。

3 橋梁基礎鉆孔樁施工技術要點

結合工程項目的具體地質情況，采用鉆孔灌注樁結構形式建造橋梁基礎，以下為施工技術內容：

3.1 埋設護筒

護筒由鋼板制成，其厚度為4.0 mm。通過對護筒進行加固處理，提升其剛度，從而有效承載外部壓力，防止護筒外形變化。安裝護筒過程中，軸線應與樁位保持對稱狀態。除此之外，護筒埋設深度應在100 m以上，不能超過120 m，頂部與地面保持40 cm距離，力求護筒保持垂直狀態，軸向傾角應小于1 °。

3.2 鉆機就位

安裝完護筒后，根據樁基設計要求，安裝鉆機，需保證其垂直度符合施工要求。借助于吊墜測量鉆機的垂直度，確保鉆桿準確對接鉆孔。為防止鉆機傾斜，需將墊木安置在鉆機下方，對其有一定的支撐作用，防止出現傾斜[4]。鉆孔施工時，工作人員還需要及時收集和分析鉆孔頻率等數據，增強鉆機的穩定性。

3.3 鉆孔

鉆孔過程中，應抬高鉆頭，與孔底保持20～30 cm的距離。將水注射到真空泵，之后開啟泵機，在水壓作用下，內部空氣向外排放，從而產生負壓。當出漿口的壓力大于0.2 MPa時，啟動泄水閥，將混合漿體排至沉淀池，以啟動反循環施工流程。

選定鉆孔方式，應充分考慮當地的土質情況。實時減壓鉆進，確保鉆桿垂直，防止鉆孔發生傾斜，提升成孔質量。此外，還需及時清理孔內泥漿，保持鉆孔清潔。鉆孔深度達到設計標準時，工作人員需嚴格檢查其直徑、深度及垂直度等，確保鉆孔質量達標。

3.4 清孔

當鉆孔深度達到設計標準時，停止鉆孔，提升鉆頭高度，與鉆底保持50～70 cm的間距。之后再次開啟鉆機，連續運轉3 min，并清洗鉆孔，防止孔底沉渣沉淀。鉆孔清潔完后，找準位置安裝固定鋼筋籠。澆筑混凝土前，還需再次檢查孔底沉渣情況，如果有較多沉淀，還需要再次清理鉆孔，確保符合設計標準[5]。

3.5 鋼筋籠制作安設

嚴格按照設計規范制作鋼筋籠，籠內需安裝三根以上超聲波檢測管。縱向上，每隔兩米需要架設鋼筋支架，保護鋼筋籠，并在周邊對稱安裝4塊墊塊。鋼筋支架的安放環境必須保持通風，不能含有較高水分，便于快速吊裝。此外，為防止鋼筋生銹，還需在底部支墊墊枕木，每個鋼筋籠都要做好標識。

使用汽吊將鋼筋孔吊至鉆孔，使用兩點法開展吊裝作業。將所有鋼筋籠焊接在一起，各個結構位置錯開距離不能超過1 m，力求符合設計規范。安裝完鋼筋籠后，需要立即在加強筋上安裝聲測管，使用10.0 mm的鋼板焊接在樁底部，固定鋼筋籠。

3.6 水下混凝土灌注

當上述施工工序結束且通過驗收后，再開展水下混凝土灌注。采用導管法進行灌注，如圖1所示為施工工藝流程。

施工控制關鍵內容為：①在密封環境中，檢測鉆孔灌注樁各個構件的安裝情況，從而提升混凝土灌注的施工質量。②配設隔水栓等構件，確保實現連續澆筑。③合理設定混凝土灌注配比，確保和易性符合標準。④澆筑施工時，應連續澆筑，將導管埋設到合理深度，與混凝土內部的距離大于2 m，但不應超過6 m，合理提升導管高度。⑤實施混凝土澆筑，為保證澆筑高度符合設計標準，澆灌應超出50 mm。⑥施工結束后，由工作人員定期養護樁基，使其強度快速達到設計規范。

圖1 水下混凝土灌注階段導管法施工的工藝流程

4 橋梁基礎鉆孔灌注樁施工質量控制要點

4.1 質量管理制度

為確保工程施工順利進行，需建立圖紙審核、技術交底、工序驗收等質量管理制度。技術交底制度的主要內容為：①編制施工文件，便于項目管理人員完成交底施工任務。②施工過程中，技術人員主要交底工藝技術及相關標準，并到施工現場開展督導，確保核心工序順利進行[6]。③施工管理人員對基層施工人員交底的各項技術、標準、數據等全部交底內容將以書面形式保存，形成文檔，便于后期檢查。

實施橋梁鉆孔灌注樁施工質量控制，需開展嚴格的材料質量控制，主要內容為：①根據工程施工所需的原材料，開展市場調研，收集分析原材料供應商信息，綜合比較各家供應商的行業信譽、原料質量及供貨規模等，選定實力最強的供應商作為合作對象。②原料進入工地前，要求供應商提供產品質量合格證等資料，認真核對材料名稱、種類及型號，要求材料內容無誤。③材料進場前，還需要抽檢原料質量，確定質量達標后，方可進場使用。

4.2 質量保證措施

設置質量管理機構體系，成立各個部門，各司其職，不斷完善質量管控機制，主要內容為：

（1）質量保證管理方法：①嚴格審核施工隊伍的資質，要求專業高超且施工經驗豐富，安排專人實施巡檢現場的施工情況，有效監管施工過程，根據施工人員的工作質量進行獎優罰劣[7]。②全面貫徹樣板工程理念，要求落實各項施工管理制度，施工作業流程符合施工方案的要求。③引進最新的信息化管理技術，有效管控關鍵的施工技術，有效解決施工難點，設計并落實完整的施工方案，全面提高施工質量。

（2）思想意識保障措施：①加強工人教育培訓，提升質量意識，并明確施工質量控制的重要性。②依托以往的成功施工經驗，快速、妥善解決遇到的施工難題。③開展評優評先工作，對具有全面的質量控制意識且工作表現優秀的團隊及個人，進行表彰獎勵。

（3）技術保證：充分貫徹落實施工技術要求，設計施工技術標準文件，指導施工管理工作，提高施工水平。主要內容為：①各級管理部門聯合審核施工圖紙，技術方案應層層交底，確保落實到位，全部交底資料都形成文檔，并保存備查。②加強施工過程的質量管理，制定并實施相應的管理制度，推進施工質量檢查工作，檢查發現的問題應立即解決。③根據施工情況，客觀真實編制技術資料，達到項目驗收要求。④制定并嚴格執行工程施工設計方案，有些重要部位的施工過程，做好影像記錄，并完整存檔。⑤結合工程施工情況，辦理變更手續，各項資料文件需準確、完整。⑥提升施工材料管控水平，選擇實力強的供應商開展合作，材料投入使用前，需全面檢查其型號、質保資料等，達到施工標準方可使用[8]。

4.3 常見質量缺陷及防治

針對施工建設路橋項目鉆孔樁出現的質量問題，需深挖問題成因。在此基礎上，制定并實施有效的防治措施，全面提高樁基施工水平，質量問題及防治方法如下：

（1）成孔質量問題：①依照施工要求制作泥漿，用于防止鉆孔塌斜，尤其是含有較多雜土的軟土層區域，需要及時下調鉆孔速度；若地下水處于高水位，還需要增加水頭力度。②選用恰當的鉆頭，應綜合考慮鉆孔尺寸及當地地質因素，還要定期查看鉆頭鉆孔情況，若鉆頭出現損壞，應盡快更換新鉆頭，同時要實時調整泥漿黏度，避免發生縮徑。③準確牢固安置鉆機，確保垂直度符合施工要求，施工過程中還需根據需要調整鉆機位置，避免樁孔發生偏斜問題；對于硬土部位，需實時調整鉆速，并不斷糾偏，確保成孔質量符合標準。此外，還應認真檢測各類鉆具的質量，防止出現質量問題[9]。

（2）鋼筋籠安裝質量病害：①為確保標高符合施工規范，安裝鋼筋籠時，要及時控制其垂直度，鋼筋籠底部放置墊塊，按設計要求設置間距，同時要嚴格檢查鋼筋籠的吊筋尺寸。②鋼筋籠有出現上浮的可能，這就要求科學配比混凝土拌制，將坍落度限定為200 mm左右，浮動不超過20 mm，使其具備一定的和易性。

（3）混凝土灌注質量問題：①有效控制混凝土的坍落度、水灰比等因素，避免灌注管時導管發生堵塞，要求灌注導管直立且封閉。②實際灌注高度應超設計標高5 cm左右，確保樁頂的混凝土密實度符合要求，開展現場抽樣檢查，要求標高滿足設計。③全面清理鉆孔內的沉淀物，確保孔內清潔無雜物，防止灌樁斷裂，同時要合理控制升管速度，導管埋置深度符合施工標準，并連續混凝土澆筑[10]。

5 結論

綜上所述，該文以G7522貴陽至北海高速公路貴陽至平塘（黔貴界）段的小河壩大橋橋梁鉆孔灌注樁工程為研究案例，深入研究鉆孔灌注樁施工技術，論述了具體的施工方法及施工內容，分別從施工工具、構件的安裝布設等方面，分析了鉆孔灌注樁施工技術，針對施工過程中存在的各類問題，總結了相應的處治措施，并通過構建質量管控體系，全面提升工程項目施工質量。由此證明，該工程沒有發生重大質量問題，已實現質量控制目標。在同類工程施工中，可廣泛推廣應用鉆孔灌注樁施工技術。

參考文獻

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