劉勇

（山東省單縣湖西路橋建筑有限公司，山東 菏澤 274300）

0 引言

公路橋梁是組成交通體系的主要部分，在我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，公路橋梁工程的數(shù)量不斷增多，為完善我國的交通體系做出了重要貢獻。但很多公路橋梁工程建成之后投入使用不久就出現(xiàn)了質(zhì)量問題，如裂縫、傾斜等，究其原因主要是基礎(chǔ)處理不達標，強度和承載力沒有達到設(shè)計要求。將鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用到公路橋梁工程基礎(chǔ)施工中，可有效解決這一問題，提升公路橋梁工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性?；诖?，開展鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁工程中的應(yīng)用分析就顯得尤為必要。

1 工程概述

某公路橋梁工程設(shè)計長度為425.6m，為雙向4 車道橋梁工程，設(shè)計車輛行駛速度為60km/h，在0#墩、1#墩施工中遇到了軟土地基，含水量比較大，承載力比較差，難以滿足橋梁工程施工的需求，需要采取有效的方法進行處理。綜合對比了換填法、固結(jié)擠壓法、粉噴樁、鉆孔灌注樁4 種技術(shù)，出于對施工速度、場地環(huán)境、地質(zhì)條件、施工質(zhì)量的考慮，采取了鉆孔灌注樁施工技術(shù)，取得了良好效果，值得類似工程大力參考和借鑒。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)勢分析

和其他地基處理技術(shù)相比，鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有一定的隱蔽性和復(fù)雜性，在具體應(yīng)用中需要施工單位高度重視，在公路橋梁工程施工中應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在幾個方面。

（1）可提升公路橋梁工程的抗震性。鉆孔灌注樁能夠和橋梁上部結(jié)構(gòu)很好地結(jié)合到一起，形成一個穩(wěn)定的整體，從而提升橋梁工程的總體抗震性，可很好的應(yīng)用在大型橋梁工程施工中。

（2）可提升橋梁工程的承載力。近年來，私家車數(shù)量逐年增多，使得公路橋梁承受的壓力不斷提升。和其他施工技術(shù)相比，鉆孔灌注樁施工技術(shù)可有效提升橋梁工程的總體承載力，從而延長橋梁工程的使用壽命。

（3）可提升橋梁工程的性價比。鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有良好的機械化水平，可減少施工人員的流通。而且還能提升橋梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，控制不均勻沉降，避免發(fā)生開裂、傾斜等質(zhì)量問題?？捎行а娱L公路橋梁工程的使用壽命，從而獲得更大的經(jīng)濟效益，是目前橋梁工程施工中常用的技術(shù)之一。

3 鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁工程的應(yīng)用要點

3.1 施工準備

鉆孔灌注樁施工技術(shù)工序比較多，為保證各道工序能夠高效有序地開展，在正式施工前，需要做好施工前的準備工作，主要包括幾個方面。

（1）現(xiàn)場施工準備。對橋梁所在區(qū)域的場地進行平整和硬化處理，以免在鉆孔施工中發(fā)生鉆機失穩(wěn)、安全事故等問題。并組織現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)和安全交底，以掌握橋梁樁位的地質(zhì)情況，分析施工圖紙和技術(shù)規(guī)范，掌握鉆孔、鋼筋籠安裝、混凝土澆筑的注意事項。

（2）機械設(shè)備準備。在鉆孔灌注樁施工中用到的主要設(shè)備是鉆孔機，在投入使用前，需要對鉆機的性能、質(zhì)量進行檢查，保證機械設(shè)備處于安全穩(wěn)定的良好狀態(tài)后才能使用。

（3）測量放線。在開工前需要對設(shè)計單位提供的測量導(dǎo)線點、水準點等進行復(fù)測，并向監(jiān)理工程師提供測設(shè)的結(jié)果，待監(jiān)理工程師審核通過后才能進行鉆孔施工。高程控制點需要進行復(fù)測和加密，對所有移交的高程測量結(jié)果進行復(fù)測，確認合格后再使用。并在橋梁附近設(shè)置多個水準點，加設(shè)水準點需要設(shè)置在路線外側(cè)固定物體之上，并用油漆描繪清楚，加以保護。

3.2 護筒制造和埋設(shè)

本工程在鉆孔灌注樁施工中，護筒由10mm 的鋼板卷制而成，護筒直徑有比設(shè)計鉆進大20～40cm，護筒上下口外圍需要用8cm 寬鋼板加焊加筋，護筒埋設(shè)的高度不能低于現(xiàn)場地面高度的200cm。護筒在埋設(shè)要精確定位，頂面位置的偏差不能超過5cm，傾斜度不能超過1%。護筒埋設(shè)深度在黏土層不能小于100cm，在砂土層不能小于200cm。本工程鉆孔灌注樁施工位置土層比較松軟，為保證護筒的穩(wěn)定性，護筒埋設(shè)要埋入堅硬的土層至少50cm，在護筒下沉施工中，可采取錘擊、壓重、振動等方法。如果遇到堅硬的石塊獲和其他障礙物，可采取先開挖，再埋設(shè)的方法。護筒埋設(shè)完成后，四周要用粘土回填，并分層夯實，并且在護筒之上嚴禁承受外力，以保證垂直度，防止發(fā)生泥漿流失問題。

3.3 鉆機就位

在鉆進就位之前，需要對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載力進行檢測，保證都達標之后，再逐步讓鉆機就位，在現(xiàn)場技術(shù)人員的指導(dǎo)下擺放平穩(wěn)，保證鉆機上的沖錘能夠垂直對準樁位。鉆機就位完成之后，精心調(diào)整，以免在施工中發(fā)生傾斜、位移等影響最終的施工質(zhì)量。在鉆孔開孔之前，需要交叉用鋼尺檢查鉆頭的垂直度，保證鉆頭的直徑不小于樁徑，底口也必須平齊，否則需要進行修補處理。相鄰鉆孔樁混凝土施工完成24h 后，才能進行旁邊的樁基鉆進施工，以免擾動相鄰已經(jīng)施工完成的樁基混凝土。

3.4 制備泥漿

在案例工程施工中，地質(zhì)條件復(fù)雜，既有軟土地基，也有卵石層和中風(fēng)化礫巖，這就需要配制出優(yōu)質(zhì)泥漿，進行有效的護壁操作。在具體使用中，需要根據(jù)地層條件，配制合適的泥漿。尤其是在卵石層施工中要加入適量的纖維素，以提升泥漿的性能，降低沉渣的厚度，提升施工標準。不同地層下泥漿的性能指標如表1所示。

表1 不同地層下泥漿的性能指標

泥漿配制完成之后，還需要在兩橋之間布設(shè)高壓泥漿泵、泥漿池、沉淀池等，形成一個穩(wěn)定的泥漿循環(huán)系統(tǒng)，為避免泥漿使用對周圍環(huán)境造成污染，在鉆孔灌注樁施工中，需要對沉淀池中的棄渣和溢出的漿液進行集中處理。

3.5 開孔

在開孔之前需要先向孔中注水，以保證孔中水位不低于孔外水位，并加入優(yōu)質(zhì)的粘土進行開孔造漿，在開鉆中鉆頭的中心需要和樁位中心的偏差控制在2cm 以下。開孔時要先采取低錘密擊。就案例工程而言，上層地表土比較松軟，可加入適量的黏土塊或者是小片石進行反復(fù)沖擊造漿，保證鉆孔中泥漿面始終處于穩(wěn)定狀態(tài)[1]。在圓礫土等一些松散層開孔中或者是鉆進中，按照1:1 的比例，投入粘土和小片石，并用小沖程進行反復(fù)沖擊，以促使泥膏和片石能夠全部擠壓到孔壁中。而且在開孔中遇到了砂土和卵石類土，為保證開孔質(zhì)量，向孔中加入了適量粒徑在15cm 左右的片石，并用0.5～1.0m 的低沖程進行反復(fù)沖砸，促使泥膏、片石等能夠全部擠入到孔壁中。直到鉆頭進入到護筒底部3m 以下之后，再以正常的速度鉆進，以提升泥漿護壁的效果。

3.6 鉆進

鉆進是鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為防止相鄰孔壁在鉆孔中發(fā)生坍塌，需要等相鄰鉆孔混凝土灌注完成24h 后，才能繼續(xù)開鉆。為保證鉆孔質(zhì)量，在整個鉆進過程要嚴格遵循“勤松繩，少量松繩”的原則，以免出現(xiàn)打空錘、鋼絲承受壓力過大等問題，鉆孔時還要實時觀察鋼絲繩的回彈情況和回轉(zhuǎn)情況，鉆頭的起落要均勻，不能突然提升和下降，以免碰撞孔壁，影響鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。此外，鉆孔中還要經(jīng)常檢驗?zāi)酀{指標和含沙率，以判斷地層情況，及時調(diào)整沖程，適當(dāng)調(diào)整方泥漿的性能，如果泥漿性能不好，要及時投入粘土，或者加入純堿，以保證鉆孔中液面的高度始終高于孔外2.0m，以提升泥漿護壁效果。

每鉆進4～5m 進行一次深度檢驗，鉆頭更換之前，或者是遇到容易發(fā)生縮孔的位置也要進行檢孔操作。本工程在鉆孔深度檢驗中采取了鋼絲繩上綁扎紅布條標記控制的方法，在終孔檢測時要用測繩鉛錘檢驗。鉆進到基巖之后，每鉆進0.5～1.0m 清孔取樣一次，最為終孔檢驗的依據(jù)。在整個沖孔過程中，要保證孔內(nèi)泥漿面不低于護筒頂部40cm，在提鉆時要及時補漿，以保證泥漿的高度始終維持在一定范圍內(nèi)，一旦發(fā)生偏孔問題，要及時回填粘土進行糾偏處理，回填高度應(yīng)該高出偏孔位置50cm。

3.7 清孔

當(dāng)鉆孔深度達到設(shè)計要求的深度之后，及時核實地質(zhì)情況，可通過撈取孔底鉆渣的方法，驗證地質(zhì)情況是否達到設(shè)計要求。如果和勘察設(shè)計的結(jié)果不相符，要及時通知監(jiān)理部門和現(xiàn)場設(shè)計代表進行確認處理。如果達到要求，及時開展孔深、孔徑、孔型的檢查。本工程在孔深檢查中采用測量繩進行檢查，每次測量完成后，用鋼尺對測量繩進行校正核對[2]。用全站儀測量護筒的高程，用檢孔器檢查鉆孔的垂直度和孔徑。保證各項指標都達到設(shè)計要求之后，通過換漿法進行清孔，在清孔時要時刻注意孔內(nèi)水位。為保證清孔效果，本工程采取了兩次清孔法。

第一次清孔在鉆孔深度達到設(shè)計深度后及時開展，具體的清孔方法為：采用漿液法進行排渣，在鋼筋籠下放之前，在孔頂、中部、底部分別進行取樣檢驗，泥漿比重控制在1.05～1.20，含砂率不超過4%，黏度不超過25s。在清孔中要保證孔內(nèi)泥漿高于地下水位1.0m，不斷置換泥漿，直到澆筑混凝土，并且在混凝土澆筑前，要保證孔底沉渣厚度不超過5cm，清孔完成后，將孔口雜物清理干凈。

第二次清孔在鋼筋籠安裝到位后清孔，清孔的標準為排出的泥漿用手觸摸沒有顆粒感，泥漿比重不超過1.03，含沙率不超過2%，黏度在17～20s。

3.8 鋼筋籠的制造和安裝

在本工程鋼筋籠制作中采取了長線法，所有鋼筋全部運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場之后進行集中統(tǒng)一制作，主筋套筒連接場需要進行平整處理，以保證鋼筋籠加工的線型質(zhì)量。為保證鋼筋籠加工質(zhì)量，所有用于鋼筋籠制作的鋼筋都需要進行抽檢，保證鋼筋的材質(zhì)、規(guī)格、型號等全部都達到設(shè)計要求之后，才能應(yīng)用到鋼筋籠制作中[3]。按照鋼筋籠設(shè)計圖紙的要求制作鋼筋籠。鋼筋籠制作完成還要安裝上聲測管，本工程聲測管由φ50×1.5mm 的鋼管制作而成，放置在加強筋之后進行均勻布置。聲測管底口可采取70mm×70mm 厚3mm 的鋼板焊死。聲測管接頭需要采取大一型號的鋼管焊接接長，聲測管在加工和焊接的質(zhì)量必須嚴格控制，不能存在滲漏水問題。

在鋼筋籠安裝之前，需要清除粘附的泥土和油漬，以保證鋼筋能夠和混凝土緊密相連。本工程鋼筋籠的長度比較大，為保證鋼筋籠安裝質(zhì)量，避免鋼筋籠碰撞孔壁，采取了雙鉤起吊法，起吊點主要布設(shè)在鋼筋籠箍筋和主筋連接的位置，并保證吊點能夠均勻?qū)ΨQ，一次性起吊，以免在鋼筋籠起吊中發(fā)生變形問題。通過雙鉤起吊法，可將鋼筋籠緩慢豎直，逐步拆除上吊點外側(cè)的臨時支撐，在現(xiàn)場施工人員的扶持之下緩慢垂直、緩慢入孔，不得晃動。當(dāng)?shù)谝还?jié)鋼筋籠安裝完成之后，需要懸掛在鋼護筒頂口，吊起第二節(jié)鋼筋籠，和第一節(jié)鋼筋籠進行對接。在對接操作中，要先固定十字撐上的4 個點，然后再檢查上下兩節(jié)鋼筋籠在對接時的中心線是否保持一致[4]。對接完成之后，下方前還要檢查鋼筋籠的垂直度，確保鋼筋籠對接時的中心線保持一致。鋼筋籠現(xiàn)場接長可采取直螺紋套筒連接，以保證鋼筋籠下方能夠在2h 內(nèi)完成，鋼筋籠接長完成經(jīng)過現(xiàn)場驗收風(fēng)格后緩慢下放，將已經(jīng)完成節(jié)段鋼筋籠懸掛在鋼護筒頂口，如此循環(huán)往復(fù)，直到所有的鋼筋籠都安裝完成。

3.9 水下混凝土灌注

水下混凝土灌注是鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵工序，其施工質(zhì)量對整座橋梁的穩(wěn)定性和安全性有很大影響。本工程在水下混凝土灌注中采取了導(dǎo)管安裝灌注法。導(dǎo)管采取了專門螺旋絲扣導(dǎo)管，管徑為300mm，中間標準節(jié)長度為2.7m，底管的長度最長達到4.2m，還配備了0.5m，1.0m，1.5m 的非標準節(jié)。每根導(dǎo)管在使用之前，需要對規(guī)格、質(zhì)量、拼接構(gòu)造等進行認真檢查，導(dǎo)管拼裝完成軸線差不宜超過鉆孔深度的0.5%，且最大不應(yīng)超過10cm，試壓壓力為孔底靜水壓力的1.5 倍，全部檢驗達標后才能施工。導(dǎo)管在下放時需要遵循豎直、輕放的原則，避免碰撞鋼筋籠，在下放中需要詳細記錄下放的節(jié)數(shù)，下放到孔底之后，理論長度和實際長度必須吻合，檢查無誤之后，輕提導(dǎo)管，控制導(dǎo)管底口到孔底之間的距離在25～40cm，并且要盡量位于鉆孔的中心。

在正式進行水下混凝土澆筑前，需要再次檢驗孔底泥漿厚度以及指標，如果超過設(shè)計要求，需要進行再次清孔，以保證孔底沉渣的厚度能夠符合設(shè)計要求。此外，還要做好各項準備工作，配置足夠的應(yīng)急設(shè)備和材料，以保證混凝土灌注的連續(xù)性。

在進行首批混凝土灌注時可采取拔塞法，避免混凝土和泥水直接接觸，并保證首批混凝土在導(dǎo)管全斷面將漿液壓出，在導(dǎo)管頂口可采取隔離圓形鋼板來堵塞漏斗口，以免發(fā)生漿液滲漏問題。正式注漿時，要利用鉆機將隔離鋼板拔起，罐車加大油門向漏斗中補加混凝土，以保證混凝土灌注的連續(xù)性[5]。首批混凝土灌注量必須能夠埋置導(dǎo)管1.0m 以上，首批混凝土灌注數(shù)量滿足導(dǎo)管初次埋置深度和充填導(dǎo)管底部間隙的需求，可通過式（1）計算出來：

式中：V——首批混凝土灌注量，m3；d2——導(dǎo)管的內(nèi)徑，m；h1——鉆孔中混凝土面高度到Hc時，導(dǎo)管內(nèi)徑混凝土柱所需的高度，m，h1≥γwHw/γc；D2——鉆孔的直徑，m；Hc——首批混凝土鉆孔中混凝土面到孔底的高度，m；Hw——鉆孔中混凝土面以上泥漿的厚度，m；γw——泥漿的容重，kN/m3；γc——混凝土的容重，kN/m3。

當(dāng)首批混凝土灌注完成之后，灌注混凝土需要連續(xù)從漏斗邊側(cè)溜入到導(dǎo)管，嚴禁一次放滿，避免形成氣囊。在混凝土灌注中，需要加強對混凝土面高度的測量，并對混凝土灌注量進行詳細記錄，每隔30min 記錄一次，并及時繪制示意圖，以保證混凝土灌注質(zhì)量。在混凝土灌注將要結(jié)束時，由于導(dǎo)管混凝土柱的高度減少，壓力降低，一旦出現(xiàn)混凝土頂升困難問題，可適當(dāng)減少導(dǎo)管埋深，以保證混凝土的灌注工作能夠順利進行。在拔出最后一節(jié)導(dǎo)管時，要適當(dāng)放緩導(dǎo)管拔出的速度，以免上部泥漿被壓入到樁體中。嚴格控制好混凝土灌注樁頂標高，比設(shè)計標高要高出1.0m 左右，以保證混凝土的強度，混凝土固化之后，再鑿除部分樁頭，以保證樁頭無松散層。

3.10 混凝土的養(yǎng)護和樁基檢測

鉆孔灌注樁混凝土灌注完成后，采取自然養(yǎng)護即可，標準試件可采取室內(nèi)標準養(yǎng)護的方法，試件養(yǎng)護28d 之后，進行抗壓試驗按照具體的評定要求進行驗收[6]。

本工程在鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測中采取了聲測管超聲波檢測的方法，按照設(shè)計要求在樁基四周，鋼筋骨架之上均勻布置φ50mm，1.5mm 壁厚的專用聲測管，聲測管需要和鋼筋籠固定牢固，接頭密閉要牢靠，檢驗結(jié)果要保證鉆孔灌注樁混凝土均勻、完善，樁基質(zhì)量達到Ⅰ類樁。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合工程實例，分析了鉆孔灌注樁施工技術(shù)在公路橋梁工程中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，在公路橋梁工程施工中，經(jīng)常會遇地基基礎(chǔ)難以滿足實際要求的問題，此時需要進行加固處理，以提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載力，保證公路橋梁工程的質(zhì)量。鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有施工質(zhì)量可控、施工效果高、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)勢，非常契合現(xiàn)代化公路橋梁工程施工的要求，值得在類似工程中大力推廣和應(yīng)用。