曾昭鑒

（龍巖交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 龍巖 364000）

0 引言

樁基礎(chǔ)是橋梁工程中最為常見的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，樁基礎(chǔ)施工方式具有操作簡(jiǎn)潔、施工周期較短且技術(shù)較為成熟等優(yōu)勢(shì)，目前在橋梁工程中的應(yīng)用較廣。鉆孔灌注樁施工技術(shù)是樁基工程中常用的技術(shù)之一。鉆孔灌注樁技術(shù)在施工過程中會(huì)受到周邊地質(zhì)條件、地形地貌狀況、施工設(shè)備等諸多因素的影響，鉆孔過程中便不可避免地會(huì)出現(xiàn)斷樁或樁身傾斜等問題。為了有效避免鉆孔灌注樁施工技術(shù)在應(yīng)用過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的探討，結(jié)合實(shí)際施工條件，對(duì)施工方案進(jìn)行靈活調(diào)整，同時(shí)不斷積累施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而有效保證樁基工程的整體施工質(zhì)量。

1 工程概況

該工程涉及的東坑大橋左幅全長(zhǎng)140m，右幅全長(zhǎng)129.5m，上跨原省道203 以及小河溝。橋梁的左幅中心樁號(hào)為K4+452.5，右幅的中心樁號(hào)為K4+461.5。施工過程中采用的橋墩結(jié)構(gòu)為柱式墩結(jié)構(gòu)，其余墩臺(tái)采用的是樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。施工區(qū)域地質(zhì)調(diào)查情況顯示，該公路橋梁的施工位置主要位于河床谷地，周邊的地基結(jié)構(gòu)主要為卵石層、微風(fēng)化巖層結(jié)構(gòu)，且普遍距離地表的深度較淺，該地區(qū)的降水量受季節(jié)變化的影響較大，加之水位變化受降水量的影響較大，存在水位暴漲暴跌的特征。在干旱季節(jié)，該地區(qū)的河流水位較低，但在雨水季節(jié)，該地區(qū)的河流水位就會(huì)暴漲。

2 橋梁樁基工程中鉆孔灌注樁技術(shù)的施工流程

2.1 護(hù)筒的設(shè)置

在施工正式開始之前需要用挖掘機(jī)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理。在鉆孔之前需要將護(hù)筒埋設(shè)到提前設(shè)定好的樁位中，護(hù)筒采用δ=6mm 厚鋼板焊制，其直徑比樁徑大200mm。為保證護(hù)筒埋設(shè)質(zhì)量，需要先挖坑再埋設(shè)，且需要將護(hù)筒底部與周邊區(qū)域的填土逐層夯實(shí)。除此之外，護(hù)筒埋設(shè)的深度也要控制在合理范圍內(nèi)。深度的設(shè)置需要根據(jù)周邊的地質(zhì)條件以及地下河流的狀況來確定。通常情況下，深度要高于2m 但不超過4m，且應(yīng)高出地面0.3m，至少高出地下水位線1m。特殊情況下，在保證鉆孔灌注樁順利施工的前提下，可以適當(dāng)加深護(hù)筒埋設(shè)深度。埋設(shè)時(shí)需注意，在連接部位不允許出現(xiàn)突出物。

2.2 泥漿的調(diào)制和選擇

泥漿材料制備過程中，需要先準(zhǔn)備充足的黏土，根據(jù)施工需求，少量多次地進(jìn)行配比試驗(yàn)。泥漿的原材料大多為黏土，最終制成的材料膠體率應(yīng)該超過95%，配比過程中還應(yīng)該控制內(nèi)部含砂率，整體的酸堿性及含水量，保證泥漿材料能夠滿足鉆孔灌注樁施工要求。

2.3 鉆孔

鉆孔是十分關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量不僅與工程進(jìn)度息息相關(guān)，對(duì)最終結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也有重要影響。鉆孔力度控制不當(dāng)或速度控制不當(dāng)，都有可能造成坍塌或報(bào)廢的問題。為了避免無(wú)效施工，可通過科學(xué)合理的保存方式，將預(yù)先制備成功的泥漿置于施工現(xiàn)場(chǎng)附近備用，充分發(fā)揮泥漿對(duì)孔壁的保護(hù)作用價(jià)值。施工過程中，必須保證泥漿的準(zhǔn)備量充足，可以根據(jù)施工條件以及鉆孔需求等，在泥漿中適當(dāng)添加碳酸鈉等物質(zhì)，以提升泥漿的黏稠度，加大對(duì)周邊孔壁的保護(hù)力度，還可以根據(jù)施工場(chǎng)地的條件靈活調(diào)整泥漿配比，有效保證鉆孔質(zhì)量。鉆孔施工中，為確保最終的成孔質(zhì)量，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)鉆孔原則。

第一，在成孔過程中通過泥漿保護(hù)孔壁并排出土渣，這樣能加大摩擦力，降低機(jī)械設(shè)備對(duì)孔壁的沖擊影響。

第二，在持續(xù)施工過程中，需要控制護(hù)筒內(nèi)的水位，水位要始終高于地下水位一定的高度，但不能超過護(hù)筒的頂端，在清除雜質(zhì)之后，為避免水分流失，還應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充泥漿。

第三，在不同類型的地質(zhì)條件下進(jìn)行沖擊成孔時(shí)，應(yīng)結(jié)合不同地質(zhì)的特性，合理控制沖擊強(qiáng)度與泥漿的黏稠度。如砂層區(qū)域的整體結(jié)構(gòu)較為疏松，應(yīng)該選擇較小的沖擊力度進(jìn)行反復(fù)沖擊，以加強(qiáng)對(duì)孔壁的保護(hù)，保證施工質(zhì)量。如果是在硬質(zhì)的地層中進(jìn)行沖擊成孔，可以通過判斷沖擊后石子碎粒的直徑來調(diào)整泥漿的黏稠度，如果沖擊過后，石子碎顆粒的直徑較小，說明沖擊力過大，泥漿的黏稠度不足，需要進(jìn)一步控制沖擊力度、調(diào)整泥漿的黏稠度。

第四，在沖擊成孔過程中，作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際鉆進(jìn)進(jìn)度調(diào)整主鋼絲繩的長(zhǎng)度，使鋼絲繩在沖擊過程中始終處于繃緊的狀態(tài)；并注意控制鋼絲繩的放進(jìn)速度及放進(jìn)量，避免鋼絲繩過于松弛或過度緊繃，導(dǎo)致鉆孔位置偏移或其他問題。

第五，即使是在良好的施工條件下，最大沖程也要控制在6m 之內(nèi)，為了準(zhǔn)確把控沖程，可以在鋼絲繩上記錄長(zhǎng)度標(biāo)志。

2.4 成孔與終孔

第一，應(yīng)該根據(jù)記錄情況靈活控制鉆孔進(jìn)度。記錄的指標(biāo)包括鉆孔時(shí)間、高程位置、進(jìn)尺狀況等。

第二，每次鉆進(jìn)一段距離后，如果該地段的地層結(jié)構(gòu)變動(dòng)較大，應(yīng)該對(duì)石渣碎粒的形態(tài)進(jìn)行記錄，通過這些顆粒判斷該地段的土質(zhì)狀況。

第三，完成鉆孔之后，一般需要進(jìn)行孔徑、孔深、垂直度檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)需要配備專門的檢孔儀器，也可以根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)自行制作檢孔儀器，可用廢棄的鋼筋材料焊接成檢孔儀器，需要將檢孔儀器的外徑與鋼筋籠的外徑進(jìn)行對(duì)比，通常情況下，檢孔儀器的外徑等于鋼筋籠外徑+100mm。檢測(cè)過程中，需要借助移動(dòng)機(jī)械設(shè)備，將檢孔儀器慢慢放入孔洞內(nèi)并沉入底部，這樣所得到的各項(xiàng)結(jié)果才是精準(zhǔn)的。通過檢測(cè)，確保孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度，即可停止鉆孔施工。

2.5 清孔

在鉆孔過程中，在沖擊力作用下所產(chǎn)生的碎渣會(huì)有一部分沉入孔底，另外一部分體質(zhì)較輕的則會(huì)懸浮在液體表面，還有部分碎渣會(huì)黏附在孔壁上。隨著時(shí)間的推移，這些碎渣在吸收水分后自身質(zhì)量加重將會(huì)持續(xù)下沉，會(huì)在孔底形成堆積。因此，在灌注混凝土之前，必須將這些堆積物質(zhì)清理干凈。通常情況下都是采用二次清孔法，鉆孔質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)合格后，需要立即進(jìn)行第一次清孔，清孔之后需要下放鋼筋籠，如沉渣厚度超過規(guī)定值，就必須再次進(jìn)行清孔。在施工過程中，需要采用換水的方式進(jìn)行持續(xù)清孔，通過抽水泵的作用力持續(xù)向內(nèi)注入質(zhì)地較稀的泥漿，將孔內(nèi)原本黏稠的泥漿全部置換完畢后，清孔工作才能結(jié)束。

2.6 加工、安放鋼筋籠

由于鋼筋籠的自重較大，因此需要通過大型的起吊裝置以及機(jī)塔架等設(shè)備輔助施工。如果出現(xiàn)超長(zhǎng)或超重鋼筋籠無(wú)法同批次運(yùn)輸?shù)膯栴}，可以考慮通過分段運(yùn)輸?shù)姆绞降踹\(yùn)鋼筋籠。到達(dá)運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)后，按照鋼筋籠原本的組裝方式，對(duì)分段部位進(jìn)行二次焊接。分段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)鋼筋籠的整體剛度、鋼筋長(zhǎng)度以及起重設(shè)備的有效高度等因素確定，在運(yùn)輸過程中，應(yīng)將分段鋼筋籠固定，防止其在運(yùn)輸過程中移動(dòng)，確保運(yùn)輸過程的安全性。

為了防止鋼筋籠內(nèi)部的十字支撐架出現(xiàn)位置偏移問題，還應(yīng)該在吊裝之前從內(nèi)側(cè)捆綁與鋼筋籠等長(zhǎng)的鋼管。正式吊裝之前，還需要對(duì)鋼筋籠的骨架結(jié)構(gòu)以及穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，確保鋼筋籠的規(guī)格、骨架結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性滿足質(zhì)量要求。鋼筋籠的運(yùn)輸以及二次焊接工作必須根據(jù)相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)范來進(jìn)行。同時(shí)，由于鋼筋籠的安裝位置與整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性相關(guān)，因此必須保證安裝位置精準(zhǔn)。由于樁孔的直徑較小，且成孔之后容易受到外力的影響，導(dǎo)致成孔的角度與基準(zhǔn)角度之間存在度數(shù)差，因此鋼筋籠吊放施工通常會(huì)占據(jù)較長(zhǎng)的施工周期，很容易拖慢整體施工進(jìn)度。考慮到這一問題，在安裝鋼筋籠前必須對(duì)孔徑、孔深、孔型及沉渣厚度進(jìn)行檢查，確認(rèn)合格后方可吊裝鋼筋籠，吊放鋼筋籠時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位，垂直輕放，慢放入孔，并采取相應(yīng)的加固措施，有效避免鋼筋籠位置偏移。如果在施工過程中采用的是焊接方式進(jìn)行鋼筋籠接頭，在正式焊接施工之前需要將接頭的頂部向焊接變形的相反方向偏折，以免焊接部位在吊裝過程中出現(xiàn)彎折或折斷的問題。

2.7 灌注水下混凝土

灌注工作開始后，需要保證灌注的連續(xù)性，并采用探測(cè)儀器實(shí)時(shí)檢測(cè)孔洞內(nèi)部的混凝土面的位置（高度），根據(jù)探測(cè)數(shù)據(jù)靈活調(diào)整導(dǎo)管的深度，盡可能以最高的效率拆除導(dǎo)管，避免中間間隔過長(zhǎng)影響灌注質(zhì)量。通常情況下，導(dǎo)管埋設(shè)的深度需要超過2m，并控制在6m 內(nèi)。灌注過程中，需要始終探測(cè)孔內(nèi)的水位高度，為避免鋼筋籠在浮力作用下不斷上移，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋籠底部的距離小于1m 時(shí)，應(yīng)該立刻放緩灌注速度。當(dāng)混凝土拌和物上升到鋼筋籠底口4m 以上時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整導(dǎo)管位置，調(diào)整完成后，可以將灌注速度調(diào)整為正常速度。為了保證灌注樁的施工質(zhì)量，通常情況下，灌注樁的樁頂標(biāo)高應(yīng)該比設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高高出1m 左右，多余的部分需要在連接之前完全鑿除，也就是砍樁頭。在灌注施工快結(jié)束時(shí)，應(yīng)核對(duì)混凝土的灌入數(shù)量，以確定所測(cè)混凝土的灌注高度是否正確。若發(fā)現(xiàn)混凝土的灌入量少于或多于計(jì)算量，要及時(shí)向上反映并查明原因。需要注意的是，灌注施工采用的為普通的硅酸鹽水泥材料，等級(jí)強(qiáng)度以及坍落度必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，其中所配置的粗骨料也有所要求，通常情況下為直徑小于40mm 的碎石材料，而內(nèi)部的細(xì)骨料為河砂，水灰比也需要控制在0.55 左右。

2.8 泥漿的排放

需要通過集中收集和運(yùn)輸?shù)姆绞脚欧拍酀{，當(dāng)泥漿沉淀距離地面標(biāo)高1.5m 左右時(shí)，就需要利用挖掘機(jī)等設(shè)備，將廢棄泥漿收集并轉(zhuǎn)運(yùn)到指定地點(diǎn)。

3 橋梁樁基鉆孔灌注樁技術(shù)的質(zhì)量控制措施

3.1 防止樁位偏移的保護(hù)措施

做好地面平整、壓實(shí)等準(zhǔn)備工作，為后續(xù)的樁位固定提供便利。尤其是在軟土地段，應(yīng)該通過換填硬土的方式加固地基，確保后期施工過程中的穩(wěn)定性。除此之外，需要采用專業(yè)的儀器測(cè)量灌注樁的中心位置，并設(shè)置不同的節(jié)點(diǎn)，對(duì)該位置的施工穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)。為保證灌注樁的穩(wěn)定性，可以通過設(shè)置十字護(hù)樁的方式對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)固。十字護(hù)樁的設(shè)置數(shù)量不得低于兩個(gè)。施工人員還需要定期檢測(cè)保護(hù)樁，及時(shí)排查是否存在偏移或其他細(xì)節(jié)問題，一旦發(fā)現(xiàn)位置偏移應(yīng)及時(shí)采取妥善方式進(jìn)行處理。在鉆孔正式開始之前，還應(yīng)檢測(cè)中軸線的位置情況，在監(jiān)理人員確認(rèn)參數(shù)合格后，才能進(jìn)行鉆孔操作。如果施工過程中發(fā)現(xiàn)鉆桿與中軸線的位置差距過大，應(yīng)及時(shí)排查原因，調(diào)整鉆桿位置。為避免位置偏移問題，可在放線定位完成后立即進(jìn)行標(biāo)注并盡快施工，避免因外力作用影響而導(dǎo)致位置偏移。

3.2 避免出現(xiàn)坍塌問題的質(zhì)量控制措施

在鉆孔過程中，為了確保周邊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止坍塌現(xiàn)象，必須選擇質(zhì)量達(dá)標(biāo)的護(hù)壁泥漿，制備的護(hù)壁泥漿黏度以及密度應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際施工要求。除此之外，護(hù)筒的埋設(shè)深度以及埋設(shè)牢固性也必須有保障，護(hù)筒的底部與周邊應(yīng)回填黏土并夯實(shí)，避免施工過程中外部的水體滲入孔內(nèi)。鉆孔過程中，必須通過相應(yīng)裝置，加強(qiáng)護(hù)筒與封底結(jié)構(gòu)間的作用力，避免護(hù)筒被沖擊力破壞。如果在松散的黏土層進(jìn)行鉆孔工作，應(yīng)該合理控制鉆孔速度，避免鉆孔速度過快而引發(fā)孔位坍塌問題。

3.3 混凝土灌注質(zhì)量的保障措施

第一，要保證孔內(nèi)的泥漿性能滿足施工指標(biāo)，確保試驗(yàn)結(jié)果滿足工程規(guī)范要求，且需要經(jīng)過工程監(jiān)理簽字同意后，才能夠進(jìn)行混凝土灌注施工。

第二，正式灌注施工開始之前，還應(yīng)該對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行壓力試驗(yàn)，導(dǎo)管接口的緊密性達(dá)標(biāo)才能進(jìn)行施工。

第三，在灌注過程中，應(yīng)該安排專門的記錄人員隨時(shí)測(cè)量孔深，并掌握混凝土在灌注管道內(nèi)部的上升高度和速度。并且，在混凝土灌注施工過程中，必須確保灌注的連貫性，在混凝土發(fā)生初凝之前，應(yīng)該結(jié)束第一批次的混凝土施工?；炷恋墓嘧⒏叨葢?yīng)該高于設(shè)計(jì)頂?shù)臉?biāo)高，通常情況下，可以高出80～100m，然后再拆除導(dǎo)管，并清除導(dǎo)管內(nèi)部的泥漿及其他雜質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)可以滿足橋梁樁基工程要求，全面掌握鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用流程及施工過程中的質(zhì)量控制方法，能夠有效保證施工質(zhì)量及橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，該技術(shù)在橋梁樁基工程中有推廣應(yīng)用的價(jià)值。