王偉 蔡玉潔

摘 要：當(dāng)前，鉆孔灌注樁是公路橋梁工程常用的基礎(chǔ)施工技術(shù)，其技術(shù)成熟，適用范圍廣泛，但比較復(fù)雜，實(shí)踐中必須控制細(xì)節(jié)，如果控制不好，成樁很容易出現(xiàn)問題。因此，本文對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行深入分析，以泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁為例，結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，探索了該技術(shù)的應(yīng)用方法，指出了施工中需要注意的一些細(xì)節(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;基礎(chǔ)施工;鉆孔灌注樁

中圖分類號(hào)：U445.551文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）09-0119-03

Abstract： At present， bored pile is a commonly used foundation construction technology for highway bridge engineering， its technology is mature and has a wide range of applications， but it is more complicated and has many details， which must be controlled in practice. Details determine success or failure， if the details are not well controlled， then the piles are prone to problems. Therefore， this paper conducts an in-depth analysis of the bored pile technology， taking the mud-protected bored pile as an example， combines with actual engineering projects， explores the application method of the technology， and points out some details that need to be paid attention to in the construction for reference.

Keywords： highway bridge;foundation construction;bored pile

眾所周知，樁基礎(chǔ)因其力學(xué)性能方面的優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用，公路橋梁常采用樁基礎(chǔ)形式。目前，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)有兩類，一類是灌注樁技術(shù)，另一類是預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)。鉆孔灌注樁屬于灌注樁的一種，其技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛，適用范圍很廣。公路橋梁項(xiàng)目所處環(huán)境相對(duì)惡劣，因而多采用鉆孔灌注樁技術(shù)，但鉆孔灌注樁技術(shù)細(xì)節(jié)多，受惡劣環(huán)境影響，質(zhì)量與安全管理難度較大。因此，有必要基于實(shí)際項(xiàng)目研究鉆孔灌注樁技術(shù)，總結(jié)一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 鉆孔灌注樁技術(shù)簡介

鉆孔灌注樁技術(shù)因其穿透力強(qiáng)，承載力強(qiáng)，適用于多種復(fù)雜地質(zhì)條件，在樁基礎(chǔ)施工中具有顯著優(yōu)勢。但是，相比預(yù)應(yīng)力管樁，鉆孔灌注樁的工藝相對(duì)復(fù)雜，成本也比較高，具體實(shí)踐中需要關(guān)注很多細(xì)節(jié)[1]。

灌注樁作為一個(gè)樁基礎(chǔ)技術(shù)大類，可以劃分出很多分支技術(shù)。鉆孔灌注樁作為其中一種，根據(jù)成樁方法的差異，也可劃分出多種技術(shù)分支，其分支技術(shù)有上百種，僅就泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁來講，就可劃分出40多種分支工藝。盡管如此，從宏觀角度來看，不管成孔工藝如何，鉆孔灌注樁的整體工藝流程大體相當(dāng)，如圖1所示。

從圖1來看，鉆孔灌注樁工藝流程如下：測量放樣，搭建施工平臺(tái)，埋設(shè)護(hù)筒，鉆機(jī)就位，按放樣結(jié)果造孔（根據(jù)鉆機(jī)型號(hào)和鉆頭型號(hào)的區(qū)別，可劃分出沖孔、旋挖鉆孔、沖抓成孔等）;造孔過程中，視具體情況，判斷是否需要泥漿（若不需要，則為干法，若需要，則為濕法，濕法中，泥漿可正循環(huán)，也可反循環(huán)）;成孔后，檢查質(zhì)量并清孔（一般分兩次清孔，鉆孔結(jié)束清孔一次，檢查質(zhì)量，鋼筋籠安裝前再清孔一次）;合格后，安裝鋼筋籠，并快速灌注混凝土，不管工程設(shè)計(jì)上采取何種鉆孔灌注樁技術(shù)，大體流程都是如此[2]。

2 鉆孔灌注樁的實(shí)際應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目情況

某高速公路合同標(biāo)段全線有8座橋梁，涉及199根樁基礎(chǔ)，其中水中樁基有94根，陸地樁基有105根。設(shè)計(jì)方案中，水中樁基采用鉆孔灌注樁技術(shù)，工程量為94根樁，樁徑有三種，分別為2.0、1.8、1.5 m，長度不等。樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，成樁混凝土等級(jí)為C25，其需要施作混凝土保護(hù)層，厚度為50 mm，樁端需要嵌入中風(fēng)化層，嵌入深度不得小于3倍樁徑。樁基混凝土澆筑時(shí)應(yīng)超灌300 mm，用以控制樁頂標(biāo)高，樁身混凝土必須達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度且檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行后續(xù)施工。本文以該項(xiàng)目1號(hào)橋梁的6#橋墩樁基施工為例，研究鉆孔灌注樁施工技術(shù)。施工方基于設(shè)計(jì)方案，結(jié)合以往相似工程經(jīng)驗(yàn)、地勘資料，采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁技術(shù)。由于6#墩處在深水區(qū)，施工方需要搭建施工平臺(tái)，以保證鉆孔順利進(jìn)行。

2.2 項(xiàng)目核心點(diǎn)

按照?qǐng)D1所列工藝流程，施工方擬采取如下措施進(jìn)行6#橋墩樁基施工，以確保最終的施工質(zhì)量。

2.2.1 施工準(zhǔn)備。高效的施工準(zhǔn)備工作有助于保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。項(xiàng)目正式開工之前，要搭建精簡、高效的施工組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行項(xiàng)目管理，確保項(xiàng)目現(xiàn)場的一切工作均符合管理制度、作業(yè)流程等的要求。其中，前期準(zhǔn)備應(yīng)做好如下工作。

其一，由于6#墩處在深水區(qū)，考慮水深、成本等因素，施工場地需要特別關(guān)注，力求打造最優(yōu)施工平臺(tái)。一般來說，有多種方法可制作出施工平臺(tái)，比較常見的有圍堰、沉箱、浮式平臺(tái)等。施工平臺(tái)制作方法靈活多樣，施工方要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇最優(yōu)策略。由于6#橋墩位于深水區(qū)，圍堰與沉箱方法的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢不明顯。全橋所處區(qū)域地形復(fù)雜，多處橋墩涉水，設(shè)計(jì)中明確要求搭建鋼棧橋作為施工便道，方便材料運(yùn)輸和樁基礎(chǔ)施工，而6#橋墩更為特殊，水深較大，單一鋼棧橋不足以支持施工作業(yè)，需要輔以浮式平臺(tái)支撐施工。其中，鋼棧橋采用鋼管樁、工字鋼、槽鋼以及花紋鋼板等搭建，浮式平臺(tái)利用鋼浮箱拼接而成[3]。

其二，施工方案中選用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，泥漿的準(zhǔn)備非常關(guān)鍵。泥漿在鉆孔過程中起到造壁、保護(hù)孔壁、清孔的作用。泥漿制作選用的材料包括水、黏土以及添加劑等，其中，水質(zhì)應(yīng)滿足相應(yīng)要求，pH必須適宜，黏土塑性指數(shù)應(yīng)大于25，不應(yīng)含有過大粒徑顆粒，一般要求0.000 5 mm顆粒含量保持在50%以上，相對(duì)密度保持在1.1～1.5，添加劑則根據(jù)實(shí)際情況選擇。制備好的泥漿必須檢查比重、黏度和含沙量。泥漿性能指標(biāo)要求如表1所示。

其三，由于6#墩處在深水區(qū)，測量放樣難度較高，在確定好施工平臺(tái)后，再執(zhí)行定樁位作業(yè)，放樣標(biāo)識(shí)安置在施工平臺(tái)上，注意保證放樣結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi)。

其四，6#墩采用鋼護(hù)筒，其可以回收再利用。護(hù)筒由加工廠制作，采用4～10 mm厚度、1 500～2 000 mm高度的鋼板卷制而成，要求根據(jù)選定的鉆頭類型確定鋼護(hù)筒內(nèi)徑，一般內(nèi)徑大于鉆頭直徑，若采用沖擊鉆頭，則要求護(hù)筒內(nèi)徑超過鉆頭200 mm。護(hù)筒頂部開溢漿孔和導(dǎo)管孔，方便后續(xù)灌注混凝土和泥漿。護(hù)筒制造完成且檢驗(yàn)合格后，運(yùn)輸至現(xiàn)場，根據(jù)放樣結(jié)果埋設(shè)，護(hù)筒上端面高出施工平臺(tái)30 mm，護(hù)筒中心線應(yīng)與樁中心線重合，垂直度滿足要求，埋設(shè)好的護(hù)筒必須固定在施工平臺(tái)上。

其五，混凝土由專業(yè)攪拌站制備，由攪拌車運(yùn)輸至現(xiàn)場，混凝土應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求和泵送要求。

2.2.2 鉆孔與清孔。前期準(zhǔn)備工作就緒后，要檢查鉆機(jī)情況，確保鉆機(jī)處在健康狀態(tài)，待其進(jìn)入施工平臺(tái)，調(diào)整位置后固定。開啟泥漿泵向護(hù)筒內(nèi)輸送泥漿，開始旋挖鉆，鉆進(jìn)時(shí)要求低壓慢速鉆，至護(hù)筒下部1.0 m時(shí)，提高鉆速，正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，鉆頭順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，斗齒切入地層，切下土體，裝滿一斗后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，鉆頭提出鉆斗卸掉土體，其間注意控制鉆速，保護(hù)孔壁。多次循環(huán)，直至完成終孔。終孔完成后，檢查質(zhì)量，主要檢查孔深、孔徑、孔斜情況，待滿足要求后，注入泥漿清孔，要注意清孔過程中的泥漿參數(shù)，溢漿孔排出的泥漿性能達(dá)到或相近注入泥漿性能時(shí)，開始檢測孔底沉渣厚度，符合要求后停止清孔[4]。成孔質(zhì)量要求如表2所示。

由于清孔結(jié)束到灌注混凝土還需要一定的時(shí)間，孔內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)沉渣超標(biāo)的情況，因此要在鋼筋籠安裝完成后進(jìn)行二次泥漿置換與清孔。

2.2.3 鋼筋籠安裝與灌注混凝土。鋼筋籠由專業(yè)加工廠加工，集中加工完成后，檢驗(yàn)質(zhì)量。合格產(chǎn)品運(yùn)輸至現(xiàn)場安裝。若鋼筋籠較長，則可分解為多段，運(yùn)輸至現(xiàn)場焊接。鋼筋籠安裝采用吊裝方式，注意吊裝時(shí)鋼筋籠中心線必須與成孔中心線重合，輕放、慢放，保護(hù)成孔，分節(jié)段吊裝的情況必須注意焊接質(zhì)量。為了避免灌注混凝土?xí)r鋼筋籠上浮，安裝好的鋼筋籠需要固定，如圖2所示。

首先搭建好泵送平臺(tái)，然后鋪設(shè)好導(dǎo)管，導(dǎo)管通過導(dǎo)管孔進(jìn)入孔內(nèi)，下放至孔底上部300 mm左右，灌注過程隨時(shí)提升導(dǎo)管，保證導(dǎo)管口與混凝土面距離始終保持在300～500 mm。導(dǎo)管質(zhì)量應(yīng)滿足泵送要求，混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場時(shí)要檢查質(zhì)量，合格后泵送，單根樁混凝土必須連續(xù)澆筑，若中斷只能返工。灌注至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，超灌300 mm，后續(xù)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后人工鑿除超灌部分，控制頂面標(biāo)高。灌注完成后，應(yīng)在15 min內(nèi)拆除導(dǎo)管，注意拆除過程保護(hù)孔與混凝土，清洗導(dǎo)管，以便循環(huán)利用[5]。

2.3 鉆孔灌注樁應(yīng)用反思

實(shí)踐中，成孔過程并非一帆風(fēng)順，會(huì)出現(xiàn)一些意料之中的問題，如卡鉆、塌孔、鉆頭掉落等，這些在施工之前就應(yīng)充分分析，并形成預(yù)案。通常，卡鉆問題的成因是基巖段成孔時(shí)，鉆頭磨損較大而未得到及時(shí)修補(bǔ)，鉆進(jìn)過程中，一些石塊可能卡住鉆頭。解決方法相對(duì)簡單，只需要找出卡鉆原因，采取針對(duì)性措施。對(duì)于實(shí)際施工中遇到的問題，只要有預(yù)案，操作恰當(dāng)，都能有效預(yù)防。

3 結(jié)語

公路橋梁工程基礎(chǔ)施工通常采用灌注樁或預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)，其中灌注樁的應(yīng)用最廣，尤其是鉆孔灌注樁，而鉆孔灌注樁技術(shù)成熟，但細(xì)節(jié)很多，任何一個(gè)細(xì)節(jié)沒有做好，都有可能導(dǎo)致成樁質(zhì)量較差。因此，施工方必須對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)了如指掌，并且結(jié)合實(shí)際工程情況確定最優(yōu)的技術(shù)措施，在施工過程中采取全過程管理方法，最終保證成樁質(zhì)量符合預(yù)期。

參考文獻(xiàn)：

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