預應力箱梁鉆孔灌注樁施工技術研究

摘要 文章依托204國道響水繞城段改擴建工程一帆河大橋工程，系統分析了鉆孔灌注樁施工的主要步驟，包括施工準備、鉆孔平臺搭設、鋼護筒制作及埋設、泥漿配制及性能控制、成孔工藝、鋼筋籠制作與安裝以及混凝土灌注等，為了確保施工質量，對其施工質量控制提出了相應的要求，結果表明：通過合理安排施工工序，按照施工技術要求，做好施工工藝控制和質量檢測，可以有效提高樁基的承載力和耐久性，為類似工程提供了參考和借鑒。

關鍵詞 預應力箱梁；鉆孔灌注樁；施工工藝；施工質量

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）04-0058-03

0 引言

預應力箱梁鉆孔灌注樁施工技術在現代橋梁建設中的應用日益廣泛。隨著交通基礎設施的快速發展，橋梁工程面臨更高的承載力和耐久性要求，而鉆孔灌注樁作為橋梁基礎的重要組成部分，其施工質量直接影響橋梁的整體性能和使用壽命[1-3]。該文以204國道響水繞城段改擴建工程一帆河大橋為例，系統總結了預應力箱梁鉆孔灌注樁施工技術，研究成果對提高橋梁工程的施工質量和技術水平具有重要意義。

1 工程概況

以204國道響水繞城段改擴建工程一帆河大橋為例，該橋全長1 200 m，采用雙向四車道標準，橋面寬度為

24 m，主跨采用預應力混凝土箱梁結構，設計荷載等級為公路-I級，設計使用壽命為100年。橋梁下部結構為鉆孔灌注樁基礎，采用C30水下混凝土施工技術。該橋所處地質條件復雜，主要地質類型為黏土、粉砂及細砂層，部分區域存在軟弱土層，地基承載力較低，橋址區域地下水豐富，水位埋深為1.5～3 m。

2 鉆孔灌注樁施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝包括施工準備、鉆孔平臺搭設、鋼護筒制作及埋設、泥漿配制及性能控制、成孔工藝、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注等步驟，具體見圖1。

2.1 施工準備

在鉆孔灌注樁施工過程中，首先進行場地平整與壓實，清理施工場地，移除障礙物和松散土壤，然后使用重型壓實設備對場地進行壓實，達到地基承載力和穩定性要求。根據工程地質情況和成孔要求，選擇適當型號的鉆機，以保證成孔質量和施工效率。在鉆機安裝過程中，需要保證鉆機底座的平穩和鉆架的垂直，對鉆桿、鉆頭安裝進行檢查，測試泥漿系統的運行，確保無漏泥、漏水現象。

2.2 鉆孔平臺搭設

根據施工現場的地形和地質條件，采用鋼管樁架設施工平臺。首先，使用鋼管樁作為支撐樁，根據設計要求和施工現場水深，確定鋼管樁的長度和間距。鋼管樁的打設需使用沖擊錘，將其沉入河床或湖底的堅實土層中，確保樁基的穩定性。然后在鋼管樁頂部鋪設鋼梁，形成平臺基本骨架。平臺搭設過程中，考慮排水和安全防護措施。平臺搭設完成后，對平臺的水平度、穩固性和承載能力進行檢測，確保其滿足鉆孔灌注樁施工的要求[4]。

2.3 鋼護筒制作及埋設

陸上護筒采用5 mm厚鋼板制作，直徑比鉆孔樁直徑大20 cm，護筒長2.0 m，水中墩護筒采用5 mm厚鋼板制作，直徑比鉆孔樁直徑大40 cm，護筒長2.5 m。卷制好的鋼筒需進行雙面焊接，焊縫應連續、均勻，焊接質量需符合相關標準，確保無漏焊、虛焊和氣孔現象。為提高鋼護筒的剛度和抗變形能力，在護筒外側加焊環形加勁肋。

陸上護筒采用挖孔法埋設，水中墩采用打入法埋設。在護筒埋設過程中，還需注意以下幾點：（1）護筒埋設前需檢查焊縫質量和筒體完整性，確保無滲漏和變形；（2）下沉過程中應保持護筒內外壓力平衡，防止護筒變形和孔壁塌陷；（3）護筒埋設完成后，需及時進行孔內泥漿循環，保持孔內泥漿液面高于地下水位，以維持孔壁的穩定性。

2.4 鉆孔樁定位

根據復測過的導線點，用全站儀直接定出各復核過的鉆孔樁中心，再放出十字護樁，并在護樁上測出其水平標高[5]。水中墩施工采用打入木樁，然后在木樁頂用P43鋼軌做縱橫梁，滿鋪4 cm厚木板形成施工平臺。每根樁鉆孔前，對墩臺面的標高進行測量復核，經監理工程師核對無誤后作為標高控制點，以控制孔底標高、鋼筋籠頂標高、樁頂標高。

2.5 鉆孔及成孔檢查

采用全站儀進行放樣，標定出每個樁孔的中心點位置，對每個樁位的標高進行復核。根據工程地質條件和樁徑要求，軟土層和中等硬度的地層采用正循環鉆機，硬質地層或含有卵石的地層選用反循環鉆機。鉆孔過程中，需控制鉆進速度和鉆壓，特別是在易塌陷地層，應保持適當的泥漿比重和黏度，定時進行泥漿性能檢測和調整。

在鉆孔過程中，需確保鉆機設備的正常運轉和鉆頭的完好無損，防止因設備故障導致的孔壁坍塌或偏孔現象。實時監測鉆孔過程中的泥漿液面和孔內情況，通過適時調整鉆進參數和泥漿性能，確保孔壁穩定和鉆孔質量。鉆孔記錄應詳細準確，記錄每層地質變化和鉆進深度，鉆孔過程質量控制參數見表2。

成孔完成后，進行孔徑和孔深檢查。清孔過程采用抽渣筒清孔，反復多次進行，直至孔底沉渣厚度和泥漿性能達到規范要求。清孔結束后，進行孔內泥漿性能的最終檢測，確保其比重、黏度等指標滿足灌注混凝土的要求。

2.6 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠在陸上加工車間制作，單節鋼筋籠長度為

12 m。加工好的鋼筋籠要求分節、分類掛牌編號，鋼筋籠每節端頭用鋼筋箍加強，內環加強圈處鋼筋加焊“米”字形支撐。根據前場需要，鋼筋籠通過平地車運至現場。鋼筋加工車間集中加工。鋼筋加工采用彎曲機自動彎箍系統，總共投入鋼筋加工設備8臺套。樁基聲測管在鋼筋籠加工時同槽安裝，接頭采用焊接并適當與鋼筋接頭錯層。灌注樁最長樁長為70 m，鋼筋籠總重最大為25 t。鋼筋籠加工制作成型后，施工現場采用50 t汽吊、安裝下放至孔內，避免碰撞孔壁。為了保證鋼筋籠在孔內的準確定位，可在籠體外側設置鋼筋耳環或定位塊，確保保護層厚度符合設計要求。鋼筋籠制作與安裝技術要求見表3。

2.7 混凝土灌注工藝

在進行樁基混凝土配合比設計時，混凝土應具有良好的和易性和自密實性能，并適當延長混凝土的初凝時間[6]。泵送過程需使用高壓混凝土泵，確保混凝土連續、均勻地輸送至樁孔內。泵送過程中應避免停頓，防止混凝土離析和堵管。導管采用Φ250 mm×7 mm無縫鋼管制成，快速螺紋接頭，使用前必須做水密及接頭抗拉試驗。混凝土導管下完后，若沉渣厚度不滿足設計要求時，在導管內下風管進行二次清孔。灌注前，導管需下放至孔底，導管底端距孔底約30 cm。灌注過程中，需保持導管埋入混凝土中的深度不小于2 m，以防止導管被混凝土拉出水面而導致混凝土中斷。混凝土澆筑工藝流程如圖2所示。

混凝土在拌和站集中拌和。為保證混凝土澆筑質量，同時考慮環保因素，混凝土在澆筑至設計頂標高上1 m處放入吸漿泵管進行浮漿吸除，此時混凝土澆筑繼續進行，使鋼管樁內泥漿和混凝土浮漿由吸漿管吸除。

3 鉆孔灌注樁施工質量控制要點

鉆孔灌注樁施工質量控制主要包括泥漿的配制、鉆孔過程中的測量控制和混凝土施工中的質量控制。

3.1 泥漿的配制及性能指標

泥漿性能的控制主要通過調整其物理和化學指標來實現，關鍵性能指標包括比重、黏度、膠體率和含砂率，具體指標見表4。

為了優化泥漿性能，應根據施工過程中遇到的地質變化和施工條件實時調整配方。在軟土層和砂層中，增加泥漿的黏度和比重以提高護壁效果；在硬質巖層中，降低泥漿黏度以提高鉆進效率。定期監測泥漿的各項性能指標，及時補充水和黏土，保持泥漿的穩定性和適用性。

3.2 鉆孔過程中的質量控制

鉆孔過程中，實時監測鉆孔深度和垂直度，使用測斜儀或激光測距儀等設備進行精確測量。成孔后，對孔徑、孔深和孔壁質量進行全面檢查，確保符合設計要求。如發現孔偏、孔斜等問題，需及時采取糾正措施，如回填再鉆或調整鉆機參數，鉆孔灌注樁質量檢查項目具體見表5。

3.3 混凝土施工中的質量控制

混凝土施工中的質量控制主要體現在拌和、泵送和灌注三個環節。拌和過程中，需嚴格控制配合比和攪拌時間，確保混凝土均勻一致，混凝土最短連續攪拌時間要求見表6。泵送過程中，需保持泵送壓力和速度的穩定，防止離析和堵管現象。灌注過程中，需控制導管埋深和灌注速度，確保混凝土連續密實。每次灌注的混凝土量和時間需詳細記錄，防止過量或不足，確保樁體的整體性和強度，混凝土澆筑時的坍落度見表7。

4 結語

綜上，該文結合具體工程實例，系統研究了預應力箱梁鉆孔灌注樁的施工技術，詳細分析了施工準備、鉆孔平臺搭設、鋼護筒制作及埋設、泥漿配制及性能控制、成孔工藝、鋼筋籠制作與安裝以及混凝土灌注等關鍵環節。通過嚴格的施工工藝控制和質量檢測，有效保證了樁基的成孔質量和整體穩定性，提高了工程的承載力和耐久性。

參考文獻

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[6]彭浩.新建西十高鐵漢江特大橋邊跨支架設計與施工[J].建筑技術開發， 2024（2）：108-110.

收稿日期：2024-08-14

作者簡介：胡園園（1981—），女，本科，工程師，研究方向：道路和橋隧工程。