鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

陳英

（四川川交路橋有限責(zé)任公司，四川廣漢 618300）

0 引言

交通運(yùn)輸對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而言，具有非常重要的作用。在公路橋梁工程施工中對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用主要就是采用機(jī)械成孔，然后吊放鋼筋籠灌注混凝土成樁。此技術(shù)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)能力相對(duì)較強(qiáng)、施工效率高，因此，被廣泛應(yīng)用于公路橋梁施工。但是，由于該工藝施工存在一定的技術(shù)難度，對(duì)施工人員的專業(yè)水平要求較高。在施工過程中需要加強(qiáng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)管理，重視施工過程中異常問題的分析和處理[1]。

1 工程概況

本橋梁工程位于某市郊區(qū)，是新建的省級(jí)干線公路，上部結(jié)構(gòu)采用三幅75m+130m+75m 三跨變截面現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用弧形端頭的方柱實(shí)心墩，橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)，群樁摩擦樁基礎(chǔ)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)車速為80km/h，橋梁全長(zhǎng)290m，橋梁設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)。本橋梁工程的各類孔徑鉆孔灌注樁共計(jì)136 根，工程量較大，且施工工期緊，因此施工期間配備旋挖鉆6 臺(tái)、回旋鉆2臺(tái)，同時(shí)施工為后續(xù)工程施工創(chuàng)造條件。

2 鉆孔灌注樁施工優(yōu)勢(shì)

2.1 降低成本

對(duì)于公路橋梁施工而言，不僅要確保施工質(zhì)量，還要控制好施工成本。當(dāng)前，鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，具有良好的施工效率，應(yīng)用和操作過程簡(jiǎn)單，不僅能夠保障施工質(zhì)量，而且施工成本低[1]。而且鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)受到土壤、地層和地下水等因素的影響，在復(fù)雜的施工環(huán)境以及山區(qū)都能夠順利施工，因此，在公路橋梁施工中要加強(qiáng)對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用。

2.2 抗震能力強(qiáng)

我國部分地區(qū)地震頻發(fā)，公路橋梁更重視其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗震能力。而鉆孔灌注樁施工技術(shù)能夠加固坑基礎(chǔ)，保障基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在很大程度上加大了公路橋梁的承載力，加強(qiáng)了坑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。比如，在施工期間，通過對(duì)錨桿長(zhǎng)度的優(yōu)化，能夠?qū)蛄褐黧w進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與橋墩土層和橋梁主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊密連接，如此一來，橋梁的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性會(huì)更高，通過加強(qiáng)橋梁在地表的架設(shè)，也能夠提高公路橋梁的抗震性[2]。

2.3 承載力強(qiáng)

隨著交通量的增多和經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，公路橋梁需要承受更多的車流量。但是，由于公路橋梁施工會(huì)受到河道和水路環(huán)境的限制，因此，公路橋梁工程對(duì)承載力的要求更高。而通過對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠提升橋梁與地表的融合效果，從而提升了公路橋梁結(jié)構(gòu)的承載力，進(jìn)一步延長(zhǎng)了公路橋梁的使用期限。

3 鉆孔灌注樁施工

3.1 前期準(zhǔn)備施工

施工人員在利用鉆孔灌注樁施工技術(shù)落實(shí)到本工程施工作業(yè)時(shí)，要做好前期準(zhǔn)備工作，明確現(xiàn)場(chǎng)施工條件，提高施工技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)確性，最大程度減少可能產(chǎn)生的問題。一方面，設(shè)計(jì)人員、施工人員和管理人員要協(xié)同開展現(xiàn)場(chǎng)勘查，勘測(cè)施工場(chǎng)地，掌握具體的地形條件，形成相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境正式報(bào)告或者設(shè)計(jì)圖紙，保存與現(xiàn)場(chǎng)施工相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，找到最佳的施工方案。設(shè)計(jì)人員要保證工程項(xiàng)目建設(shè)施工圖紙的嚴(yán)謹(jǐn)性，針對(duì)其中可能產(chǎn)生的問題提出應(yīng)急解決預(yù)案，分析預(yù)測(cè)該事件是否會(huì)突然發(fā)生，從而減少項(xiàng)目建設(shè)施工中可能產(chǎn)生的事故問題。另一方面，要做好材料準(zhǔn)備工作。鉆孔灌注樁施工技術(shù)在本工程應(yīng)用中需要利用多種規(guī)格、參數(shù)的材料，施工單位需要在項(xiàng)目建設(shè)施工中做好材料采購工作，分析材料預(yù)算，嚴(yán)格控制原材料的整體質(zhì)量，選擇完全符合現(xiàn)場(chǎng)施工標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)材料，加強(qiáng)材料質(zhì)量管理實(shí)效性。

3.2 護(hù)筒埋置

在鉆孔灌注樁技術(shù)中，護(hù)筒埋設(shè)是最基礎(chǔ)屬于關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。首先，護(hù)筒埋設(shè)前，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)護(hù)筒進(jìn)行合理選擇和定位；在設(shè)計(jì)時(shí)可考慮將沉渣量控制在一定范圍內(nèi)，減少對(duì)周圍土體的擾動(dòng)。其次，對(duì)于不同深度處采用合適的護(hù)筒埋深保證灌注過程中護(hù)筒與孔壁之間具有較高的接觸面積，從而達(dá)到良好的密封效果。另外，要想護(hù)筒與樁之間的中心線重合，必須將護(hù)筒底端的水平投影線對(duì)準(zhǔn)孔中心，樁的直徑應(yīng)小于護(hù)筒，且選擇6mm 直徑的鋼板作為護(hù)筒制作材料，防止過大過小引起護(hù)筒傾斜。由于護(hù)筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)要特別注意焊接工藝。為了避免應(yīng)力集中，可以采取適當(dāng)減小管節(jié)長(zhǎng)度或增加箍筋等措施提高抗拔力。

3.3 泥漿和護(hù)壁的制作

泥漿的調(diào)配需要結(jié)合工程場(chǎng)地的土質(zhì)情況和工程的實(shí)際狀況，依照規(guī)定進(jìn)行配比，避免因泥漿過于稠或稀產(chǎn)生的安全問題。具體而言，就是將制作所需要的黏土，用工具敲擊打碎，將碎黏土放置于護(hù)筒中，利用沖擊錘良好的沖擊夯實(shí)作用，對(duì)灌注樁進(jìn)行沖擊加固，同時(shí)將剛放置之黏土擊打成本工程所需要的高質(zhì)量泥漿，再進(jìn)行后續(xù)鉆孔作業(yè)。

3.4 鉆孔

鉆孔施工開展的質(zhì)量將會(huì)直接影響鉆孔灌注樁施工工作的質(zhì)量和安全性，因此，必須嚴(yán)格重視，堅(jiān)決杜絕因操作問題引發(fā)的后續(xù)安全隱患。在鉆孔作業(yè)中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥狼闆r和地質(zhì)條件，同時(shí)結(jié)合本工程的實(shí)際情況，選擇合適的鉆孔和鉆機(jī)的配合形式，以此保證工程方案的可行性以及工程方案和實(shí)際施工的適應(yīng)性。比如，在作業(yè)中，當(dāng)鉆孔中出現(xiàn)障礙物或阻礙正常鉆孔作業(yè)時(shí)，應(yīng)采用黏土填埋壓平后再進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。鉆孔作業(yè)也需要保證工程記錄的及時(shí)性，專業(yè)施工人員必須隨時(shí)跟隨作業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)記錄，觀察注意土質(zhì)和土層結(jié)構(gòu)的變化，及時(shí)將施工作業(yè)和記錄的地質(zhì)區(qū)域構(gòu)造剖面情況進(jìn)行核對(duì)[3]。

3.5 清孔

清孔操作在本工程鉆孔灌注樁施工中不容忽視，這個(gè)環(huán)節(jié)的工作主要是為了解決鉆孔施工中遺留下來的施工廢物，為后續(xù)施工作業(yè)的開展提供清潔的工作平臺(tái)。所以，在完成鉆孔施工作業(yè)后，施工人員不能直接放置鋼筋籠或者開展混凝土灌注施工作業(yè)，否則很難達(dá)到工程的施工要求。因此，需要對(duì)鉆孔位置以及鉆孔中多余的泥漿和泥渣等進(jìn)行清理，為鉆孔角度、位置及深度等數(shù)據(jù)的確定打好基礎(chǔ)。

3.6 制作與安裝鋼筋籠

鋼筋籠的制作和安裝是鉆孔灌注樁施工技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)。鋼筋籠的質(zhì)量直接影響工程的質(zhì)量。首先，在制作鋼筋籠前，施工人員必須確保用于制造鋼筋籠的材料符合要求。在制造鋼筋籠之前要仔細(xì)研讀工程的施工圖紙，根據(jù)要求進(jìn)行制作。其次，鋼筋籠安裝的環(huán)境以及安裝的方法也會(huì)影響到安裝質(zhì)量。安裝時(shí)應(yīng)仔細(xì)勘查現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇適當(dāng)?shù)陌惭b方法。最后，懸掛部位也會(huì)影響鋼筋籠的安全性，需要選取正確的懸掛部位。為了增強(qiáng)鋼筋籠的穩(wěn)定性，施工人員一般選用高三毫米以上的鋼板，以保證鋼筋籠受到足夠的防護(hù)。此外，在焊接鋼筋籠時(shí)，要多增加焊點(diǎn)，以增強(qiáng)鋼籠的安全性和強(qiáng)度。

3.7 灌注水下混凝土

混凝土灌注采用導(dǎo)管進(jìn)行灌注，內(nèi)徑為20～30cm。導(dǎo)管要進(jìn)行水密試驗(yàn)和接頭抗拉試驗(yàn)。水下混凝土的配合比要嚴(yán)格進(jìn)行控制，坍落度應(yīng)在18～22cm，可根據(jù)灌注設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。單根樁應(yīng)在首批混凝土初凝前完成灌注，首批混凝土灌注要高于導(dǎo)管底部1m 以上保證導(dǎo)管的埋深。灌注過程要連續(xù)不中斷，灌注過程中要保持導(dǎo)管的埋深不小于2m 否則易造成泥漿進(jìn)入導(dǎo)管。灌注剛開始時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行防止鋼筋籠上浮，當(dāng)混凝土高于鋼筋籠底部4m 以上位置時(shí)可按正常速度進(jìn)行灌注。灌注到樁頂后應(yīng)進(jìn)行超灌，一般超灌0.5m。施工中還要特別注意對(duì)于一些大型樁的灌注在施工前要充分考慮混凝土的供應(yīng)能力、運(yùn)輸能力、進(jìn)場(chǎng)便道的通行條件等因素。否則受上述因素影響極易造成施工中斷時(shí)間過長(zhǎng)產(chǎn)生斷樁事故。質(zhì)量檢測(cè)成樁后應(yīng)對(duì)樁基進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)，以此判斷樁基質(zhì)量是否合格。檢測(cè)項(xiàng)目一般為混凝土強(qiáng)度、樁身完整性。混凝土強(qiáng)度采用灌注時(shí)預(yù)留的混凝土抗壓試塊進(jìn)行28d 抗壓試驗(yàn)。

4 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量?jī)?yōu)化措施

4.1 優(yōu)化施工工藝

在公路橋梁工程項(xiàng)目施工前，相關(guān)人員要以項(xiàng)目需求和實(shí)際情況為基礎(chǔ)，制訂合理、有效的施工計(jì)劃，施工計(jì)劃中應(yīng)明確對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的具體應(yīng)用，同時(shí)，應(yīng)確保其具有合理性和科學(xué)性。在施工計(jì)劃中，要明確各部門的具體分工、施工計(jì)劃和人員安排等有關(guān)的規(guī)劃，并要對(duì)公路橋梁工程中所涉及的設(shè)備以及材料等進(jìn)行說明。另外，相關(guān)部門在進(jìn)行工作之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)氣候變化、水文地質(zhì)、周圍環(huán)境等因素進(jìn)行全面的考量，并對(duì)工程項(xiàng)目展開全方位分析，了解工程特征，確定鉆孔灌注樁施工技術(shù)的重點(diǎn)，并在施工過程中尋求相應(yīng)的解決方法。

4.2 設(shè)置專門質(zhì)量檢查小組， 保證項(xiàng)目質(zhì)量滿足建設(shè)要求

在公路橋梁工程項(xiàng)目中，管理人員要想對(duì)鉆孔灌注樁施工的全過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理，可以成立專門的質(zhì)量檢查團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行管理。

首先，在質(zhì)量管理工作開展期間，質(zhì)量檢測(cè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)將自身的質(zhì)量檢測(cè)管理職能充分發(fā)揮出來，同時(shí)，要運(yùn)用科學(xué)、有效的管理措施檢測(cè)分析每道工序的質(zhì)量狀態(tài)以及質(zhì)量管理的落實(shí)情況，以此形成完整的檢查記錄，并向監(jiān)理單位報(bào)驗(yàn)。

其次，關(guān)于鉆孔灌注樁施工過程的檢查以及驗(yàn)收，不僅需要達(dá)到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足合同文件的要求。與此同時(shí)，為了避免產(chǎn)生施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，施工操作以及每項(xiàng)工程的驗(yàn)收都需要通過工程管理人員、質(zhì)檢人員和驗(yàn)收小組。進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，如果施工質(zhì)量達(dá)不到要求，那么相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決[4]。

最后，鉆孔灌注樁施工材料正式入場(chǎng)前，質(zhì)量檢查小組需要指派專業(yè)人員檢測(cè)分析施工材料的質(zhì)量規(guī)格、性能、配置數(shù)量等多個(gè)方面。確保施工材料能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)技術(shù)規(guī)程要求，若達(dá)不到要求，則不能入場(chǎng)。達(dá)到質(zhì)量要求的材料入場(chǎng)之后，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)做好施工材料的分類工作，同時(shí)，為了防止材料出現(xiàn)破損等問題，還要將材料分類堆放。

4.3 做好鉆孔灌注樁施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理

由于鉆孔灌注樁施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)性較高，因此，必須采取科學(xué)、嚴(yán)格的安全管理措施。在施工前應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況編制安全施工方案，并組織安全技術(shù)交底，明確各項(xiàng)安全措施和安全責(zé)任，確保施工過程中的安全可控。

一方面，在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)立安全管理機(jī)構(gòu)，明確各自職責(zé)，并配備專業(yè)的安全保障人員，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全管理。在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做好通風(fēng)、排水、防雷、防爆、防腐蝕等方面的措施。在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志，明確安全區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定期檢查和安全巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決安全隱患。

另一方面，鉆孔灌注樁施工現(xiàn)場(chǎng)存在很多的安全風(fēng)險(xiǎn)，如鉆孔設(shè)備的高速旋轉(zhuǎn)、鉆孔過程中的沖擊和振動(dòng)、樁身沉降引起的倒塌等。因此，而且在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，施工人員必須穿戴符合國家標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)服、防護(hù)鞋、安全帽等防護(hù)裝備，并嚴(yán)格按照規(guī)定的施工程序和操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)。除此之外，施工人員還應(yīng)按照施工規(guī)范要求進(jìn)行操作，以免發(fā)生安全事故。

4.4 重視鉆孔灌注樁施工注意事項(xiàng)

客觀來講，測(cè)位定量精確效果在很大程度上會(huì)對(duì)孔位準(zhǔn)確性以及鉆孔垂直度控制效果產(chǎn)生直接影響，因此，施工單位應(yīng)高度關(guān)注公路橋梁工程測(cè)位定量問題。

首先，在施工作業(yè)之前，施工單位需要對(duì)鉆機(jī)安裝以及護(hù)筒埋設(shè)等關(guān)鍵步驟進(jìn)行測(cè)位定量，并且控制好誤差問題。

其次，施工單位應(yīng)對(duì)樁徑以及泥漿質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制管理。其中，關(guān)于樁徑的控制管理，施工人員不僅需要對(duì)鉆頭大小進(jìn)行測(cè)量分析，還要對(duì)鉆頭直徑進(jìn)行精準(zhǔn)記錄。而對(duì)于泥漿質(zhì)量控制而言，除了需要對(duì)原材料進(jìn)行控制管理之外，還需要對(duì)泥漿含砂率、比重等重要指標(biāo)進(jìn)行控制管理。然后，對(duì)于施工作業(yè)期間存在的質(zhì)量通病問題如孔壁坍塌，建議施工人員應(yīng)該主動(dòng)結(jié)合問題表現(xiàn)以及成因，分析坍塌事故會(huì)對(duì)井身質(zhì)量安全構(gòu)成的危害影響，并且制定針對(duì)性解決方案，避免對(duì)下一道工序操作以及質(zhì)量安全造成負(fù)面影響[5]。

最后，鉆孔灌注樁施工作業(yè)結(jié)束之后，相關(guān)技術(shù)對(duì)其各方面的性能以及質(zhì)量規(guī)格進(jìn)行檢測(cè)分析，可以從樁位設(shè)計(jì)、孔深控制以及混凝土強(qiáng)度等重要指標(biāo)方面進(jìn)行檢測(cè)分析。

5 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)上文可知，對(duì)于鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁工程施工中的應(yīng)用，施工人員需要掌握具體的技術(shù)方法，明確各個(gè)流程的施工要求，全面提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。與此同時(shí)，相關(guān)管理人員要對(duì)施工人員的操作進(jìn)行監(jiān)督管理，確定鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，使其能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，解決鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的技術(shù)問題，為我國公路交通運(yùn)輸行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展提供保障。