王偉民

0 引言

在路橋施工中，為滿足施工要求，提高路橋工程的施工質(zhì)量，通常會(huì)采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)具有施工效果明顯、成本低等優(yōu)勢(shì)。值得注意的是，受到施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、機(jī)械設(shè)備、人為因素等方面的影響，此類工程項(xiàng)目的復(fù)雜程度較高，在實(shí)際施工過(guò)程中，需要銜接好不同環(huán)節(jié)、不同專業(yè)、不同部門之間的工作內(nèi)容才能保證工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)概述及案例分析

1.1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

根據(jù)我國(guó)公路橋梁等基礎(chǔ)性建設(shè)工程來(lái)看，公路橋梁的建設(shè)在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量水平、促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，公路橋梁工程建設(shè)規(guī)模、覆蓋范圍在逐年劇增。公路橋梁施工需要滿足較多的技術(shù)要點(diǎn)和流程，在施工工藝、施工器具的選擇以及施工方案制定中要從經(jīng)濟(jì)性、施工效率、施工質(zhì)量等多方面出發(fā)進(jìn)行綜合考量。其中鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有施工快捷、質(zhì)量穩(wěn)定、施工效果明顯等諸多優(yōu)勢(shì)，在公路橋梁施工中應(yīng)用比較普遍。其次，相比其他施工工藝而言，鉆孔灌注施工技術(shù)能夠提高施工效率、保證施工進(jìn)展、降低工作量，提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也可以滿足公路橋梁施工要求和建造標(biāo)準(zhǔn)，采用技術(shù)成型度較高的鉆孔灌注樁工藝可以降低公路橋梁施工中的安全隱患，提高公路橋梁的使用壽命，保證其穩(wěn)定性、安全性和荷載力。

1.2 案例分析

本文以我國(guó)某路橋工程施工為例，對(duì)鉆孔灌注樁施工流程、施工技術(shù)進(jìn)行分析，在該工程項(xiàng)目中，公路橋梁形式為主線上的分離立交，橋身總長(zhǎng)度為433m，90°交角。施工設(shè)計(jì)中，起點(diǎn)段為K85+402.5，終點(diǎn)段為K85+827.5，中心樁號(hào)為K85+618.5。通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深入勘察，綜合分析各類因素之后，技術(shù)人員最終采用橋跨預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆方式預(yù)制箱梁及T 梁，具體的參數(shù)指標(biāo)為：橋跨左右幅T 梁為6m×30m+25m+2m×30m、4m×30m+25m+4 m×30m。在橋梁基礎(chǔ)施工中，設(shè)置1 號(hào)臺(tái)及2 號(hào)臺(tái)，樁長(zhǎng)16m，樁徑1.5m，選用標(biāo)號(hào)為C25 的混凝土，設(shè)置12 個(gè)橋墩，樁徑1.5m，樁長(zhǎng)30m，使用C25 混凝土進(jìn)行樁基施工。

2 鉆孔灌注樁施工流程及關(guān)鍵點(diǎn)分析

2.1 鉆孔灌注樁施工流程

土木工程施工涉及不同部門、不同專業(yè)、不同工種之間的交叉工作比較多，其中灌注樁施工是土木工程基礎(chǔ)性工作之一，為保證后續(xù)灌注工作的順利開(kāi)展，必須加強(qiáng)對(duì)前期準(zhǔn)備工作的管控。在該階段施工內(nèi)容比較復(fù)雜，主要包含雜物處理、樁位放樣、場(chǎng)地平整、器具選擇、測(cè)量放樣、埋置護(hù)筒、安裝鉆機(jī)等多項(xiàng)工作內(nèi)容，要保證不同施工內(nèi)容之間的有效銜接，并做好每個(gè)環(huán)節(jié)施工內(nèi)容的質(zhì)量控制才能保證樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、安全性，為后續(xù)的施工夯實(shí)基礎(chǔ)。具體施工工序如圖1 所示。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

2.1.1 雜物處理

樁體灌注施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，如果管理不當(dāng)極易出現(xiàn)雜物、施工廢料隨意堆放的情況，因此在施工開(kāi)展之前首先要根據(jù)樁基施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況清理現(xiàn)場(chǎng)雜物，為鉆孔工作的順利開(kāi)展做足準(zhǔn)備。受到地質(zhì)環(huán)境的影響，有些施工場(chǎng)地地基穩(wěn)定性不足，存在軟土地基等特殊地質(zhì)，針對(duì)這種情況，為滿足鉆孔灌注樁的施工要求，還要采用換填軟土的方式對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行改良，滿足施工要求。

2.1.2 樁位放量

土木工程灌注樁施工具有一定的復(fù)雜性，要保證不同施工工序之間的有效銜接，在準(zhǔn)備工作完成、保證樁基施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件滿足灌注樁施工要求之后，技術(shù)人員要根據(jù)施工圖紙對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，在地面上做出準(zhǔn)確標(biāo)記，用測(cè)量工具對(duì)經(jīng)緯度進(jìn)行記錄，要保證偏差保持在5mm 以內(nèi)。在埋設(shè)十字樁時(shí)要保證樁位不會(huì)出現(xiàn)偏離，用砂漿和混凝土進(jìn)行加固處理，便于開(kāi)挖后對(duì)樁位進(jìn)行檢查，為后續(xù)的灌注樁施工提供保障。

2.1.3 對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，為鉆機(jī)的安裝體提供便利

鉆機(jī)安裝是保證鉆孔工作能夠順利開(kāi)展的前提和保障，在鉆機(jī)位置選取和安裝之前，要結(jié)合灌注樁施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，最大可能降低其他干擾因素的影響，通常情況下，要保證鉆機(jī)中心與樁位中心保持一致，才能提高鉆機(jī)的穩(wěn)固性和安全性。有些情況下，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，技術(shù)人員要根據(jù)具體情況冬天調(diào)整施工方案和施工工序。

2.1.4 鉆孔器具的選擇

鉆孔灌注樁施工中常見(jiàn)的鉆具有沖抓鉆、沖擊鉆和旋轉(zhuǎn)鉆三種類型，不同的鉆孔器具其特性、優(yōu)勢(shì)、鉆孔效果以及應(yīng)用流程存在一定的差異，適用條件也有所區(qū)別。具體來(lái)看，如果施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件為巖土地質(zhì)類型，在鉆孔時(shí)需要使用到?jīng)_抓鉆，這種鉆具的優(yōu)勢(shì)在于沖抓力度較強(qiáng)，雖然成孔直徑只有80～200cm，但是成孔深度可以到達(dá)50m，針對(duì)較為堅(jiān)硬的巖石土層，可以按照施工和灌注要求完成鉆孔，施工效果明顯。其次，如果施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)屬于比較松軟的沙土和黏土，采用旋轉(zhuǎn)鉆和沖擊鉆可以完成鉆孔施工。從成孔直徑和成孔深度來(lái)看，沖抓鉆的施工效果最好。

2.1.5 測(cè)量放樣

根據(jù)鉆孔灌注施工的具體情況來(lái)看，測(cè)量放樣環(huán)節(jié)主要包括以下幾個(gè)施工內(nèi)容：

（1）在工程項(xiàng)目初始階段需要結(jié)合施工要求和施工計(jì)劃安裝三角閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)，對(duì)基線進(jìn)行校準(zhǔn)，保證各類數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性。

（2）采用坐標(biāo)法確定墩臺(tái)和樁線的具體坐標(biāo)位置。

（3）在鉆孔工作開(kāi)始過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)樁臺(tái)的控制，主要作用是保護(hù)樁體結(jié)構(gòu)。

2.1.6 埋置護(hù)筒

在埋置護(hù)筒之前，需要根據(jù)施工要求和現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境確定護(hù)筒的長(zhǎng)度和直徑，通常情況下，護(hù)筒長(zhǎng)度要求為2m，直徑為1.4m，制作護(hù)筒的鋼板厚度為8mm，埋置護(hù)筒環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量直接決定著灌注樁施工的整體質(zhì)量，技術(shù)人員、施工人員和管理人員要高度重視埋置護(hù)筒環(huán)節(jié)的施工，明確埋置護(hù)筒環(huán)節(jié)的重點(diǎn)、要點(diǎn)、難點(diǎn)施工內(nèi)容，通常情況下，埋置護(hù)筒的工作要點(diǎn)包含以下幾個(gè)方面：

（1）保證方位的準(zhǔn)確度。按照埋置護(hù)筒環(huán)節(jié)的施工標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，方位誤差的允許范圍為50mm 以內(nèi)，要求護(hù)筒底部水位比施工前設(shè)立的水位標(biāo)準(zhǔn)低0.2m 左右，而溢漿口的水位要高于地面0.3m 左右，在保證上述要求的基礎(chǔ)上才能提高護(hù)筒方位的準(zhǔn)確度，有助于后續(xù)施工的順利開(kāi)展。

（2）制備泥漿。泥漿制備流程是決定土木工程施工質(zhì)量的重要因素，在泥漿制備工作開(kāi)展之前，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩淼匦?、深入勘察和調(diào)研施工現(xiàn)場(chǎng)土壤環(huán)境、土質(zhì)條件。有些情況下，針對(duì)復(fù)雜的地理環(huán)境要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析泥漿的配置比例。通常情況下，泥漿制備都會(huì)選擇純黏土和膨脹土，要結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定泥漿混合料、純黏土和膨脹土的含量，保證泥漿的含沙量保持在4 %以下（含4%）。

（3）安裝鉆機(jī)。鉆機(jī)的安裝是土木工程鉆孔灌注工作準(zhǔn)備階段最后的工作內(nèi)容，在前期首先要確定鉆機(jī)安裝的位置，不能給其他施工內(nèi)容造成不利影響，如材料運(yùn)輸、灌注等工作。其次，鉆機(jī)在成孔工作中會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)，為保證成孔質(zhì)量，必須對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行固定、防震處理，同時(shí)要注意成孔中心與樁位中心保持一致，防止出現(xiàn)坍孔、傾斜等問(wèn)題。

2.2 鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵點(diǎn)分析

2.2.1 鉆孔

鉆孔工作是鉆孔灌注樁施工中最為重要的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)工作內(nèi)容復(fù)雜，在鉆孔工作開(kāi)展之前首先要選擇相應(yīng)的鉆孔技術(shù)，在該公路橋梁工程施工中，技術(shù)人員選用的是沖擊鉆，在鉆孔工作開(kāi)展之前首先要檢查樁基和沖擊錘，使二者保持在同一水平線上，在此基礎(chǔ)上鉆頭先從護(hù)筒下部約3m 的位置進(jìn)行高頻鉆擊，采用0.9～1.1m 的小沖程進(jìn)行鉆機(jī)沖砸。

值得注意的是，該公路橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，如果對(duì)鉆孔質(zhì)量和鉆孔情況不進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，可能會(huì)出現(xiàn)漏鉆、坍孔等問(wèn)題，因此技術(shù)人員要密切關(guān)注鉆孔的具體情況，使孔壁符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的密實(shí)度。當(dāng)鉆頭進(jìn)入到泥土層之后，按照施工技術(shù)的相關(guān)要求，此時(shí)將沖擊程數(shù)值設(shè)置為1.5m，同時(shí)要鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的雜物進(jìn)行及時(shí)清理，防止對(duì)孔壁產(chǎn)生破壞，出現(xiàn)孔壁規(guī)格不符合要求、鉆頭卡死等問(wèn)題。

在鉆進(jìn)之前，技術(shù)人員要對(duì)鉆機(jī)和相關(guān)部件進(jìn)行全面檢查，保證鉆架的穩(wěn)固性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆架出現(xiàn)松動(dòng)或者在鉆孔過(guò)程中由于受到強(qiáng)烈的震動(dòng)產(chǎn)生松動(dòng)時(shí)要及時(shí)停止鉆孔操作，對(duì)鉆架進(jìn)行穩(wěn)固之后再開(kāi)展鉆孔操作，針對(duì)鉆機(jī)松動(dòng)等問(wèn)題，如果不采用及時(shí)的補(bǔ)救措施，可能會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)沉陷、出現(xiàn)位置偏差、傾斜等問(wèn)題，成孔的精準(zhǔn)度也就無(wú)法保證，會(huì)降低后續(xù)灌注施工質(zhì)量，埋下施工安全隱患，公路橋梁工程的整體質(zhì)量也就無(wú)法得到保障。

相比其他工程中的鉆孔施工工藝而言，公路橋梁中的鉆孔施工工序更為復(fù)雜，施工環(huán)境更為惡劣，施工難度更大，技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)、要點(diǎn)施工內(nèi)容的管控。例如，對(duì)于孔內(nèi)水位的控制，在鉆進(jìn)過(guò)程中要保證孔內(nèi)水位始終高出地下水位，兩者的高度差保持在1.5m 左右為宜，與此同時(shí)孔內(nèi)的水位要低于護(hù)筒頂端。為保證鉆孔質(zhì)量，鉆錘在使用一段時(shí)間之后要及時(shí)進(jìn)行更換，通常情況下，當(dāng)成孔深度推進(jìn)5m 之后要對(duì)鉆錘進(jìn)行更換，在更換鉆錘的同時(shí)要利用相關(guān)儀器對(duì)鉆孔完成情況和其他參數(shù)如成孔深度、成孔直徑進(jìn)行檢測(cè)，以保證實(shí)際施工情況與施工標(biāo)準(zhǔn)的吻合。

2.2.2 清孔

清孔工作是與鉆孔工作同步進(jìn)行的，通常當(dāng)成孔深度達(dá)到預(yù)設(shè)值的時(shí)候就要停止鉆孔，隨即進(jìn)行清孔。在筆者參與的公路橋梁工程中，清孔工作主要是采用換漿的方法。在清孔的同時(shí)要仔細(xì)核查鉆孔參數(shù)，保證各項(xiàng)誤差值在允許范圍內(nèi)，具體的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)有樁孔中心位置、鉆孔傾斜度、孔徑、鉆孔深度、泥漿沉淀厚度等，具體要求如表1 所示。清孔過(guò)程中除了要核定各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)之外還要對(duì)鉆孔時(shí)產(chǎn)生的沉淀物進(jìn)行清理。

表1 鉆孔灌注樁成孔允許偏差值

2.2.3 鋼筋籠制作及安放

如上文所述，灌注樁施工具有一定的系統(tǒng)性，不同專業(yè)和不同施工工序之間應(yīng)該保持一定的協(xié)同性，才能在提高施工質(zhì)量的同時(shí)保證能在工期要求的時(shí)間內(nèi)完成施工。因此，鋼筋籠的制作要在鉆孔時(shí)就進(jìn)行，在該工程項(xiàng)目中鋼筋籠的制作采用分段式制作的方式形成鋼筋籠骨架，按照鋼筋籠制作規(guī)范和施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件制作符合質(zhì)量要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋籠及相關(guān)附件。在鋼筋籠的加工過(guò)程，為簡(jiǎn)化施工工序，可以在鋼板胎膜上使用長(zhǎng)線法進(jìn)行作業(yè)，此時(shí)路橋單樁鋼筋長(zhǎng)度選取3m 間隔為宜。

2.2.4 混凝土灌注

混凝土灌注是鉆孔灌注樁施工中最為關(guān)鍵的內(nèi)容，直接影響著灌注樁施工質(zhì)量，對(duì)公路橋梁工程的，在具體灌注過(guò)程中主要采用導(dǎo)管進(jìn)行灌注，按照相關(guān)技術(shù)要求首先對(duì)樁基混凝土進(jìn)行攪拌配制，做好各項(xiàng)混合料參數(shù)配比的控制。在攪拌工作完成之后采用攪拌車和運(yùn)輸泵將現(xiàn)成的混凝土運(yùn)輸?shù)綕仓F(xiàn)場(chǎng)，在該工程項(xiàng)目中采用厚度為8mm 的鋼板作為制作導(dǎo)管的材料，導(dǎo)管進(jìn)行拼接，按照現(xiàn)場(chǎng)的施工需求將不同段的導(dǎo)管長(zhǎng)度設(shè)置為1m、1.5m 和2.5m,采用法蘭螺栓進(jìn)行固定，以滿足施工要求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，灌注樁施工是土木工程施工中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各類成孔技術(shù)層出不窮，技術(shù)人員要結(jié)合施工需求和施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、地理地質(zhì)條件合理選擇成孔技術(shù)，以提高樁基的穩(wěn)定性。土木工程普遍存在施工周期長(zhǎng)、施工環(huán)境復(fù)雜、工作內(nèi)容多的特點(diǎn)，管理人員必須加強(qiáng)不同施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制才能保證工程項(xiàng)目的整體進(jìn)展，推動(dòng)我國(guó)建設(shè)行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。