韓學(xué)龍

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

在公路交通建設(shè)過程中，跨越小型河道、耕地灌溉渠的橋梁工程普遍存在。該類橋梁由于長度和高度不會(huì)太大，施工難度較小，在設(shè)計(jì)和施工過程中會(huì)優(yōu)先選擇投入小、簡便快速的施工方法。當(dāng)樁基位于河道內(nèi)或即將淹沒的河灘區(qū)域時(shí)，通常采用圍堰的形式進(jìn)行臨時(shí)維護(hù)，為橋梁下部構(gòu)造施工提供一個(gè)平臺(tái)，同時(shí)起到防水作用。但由于圍堰需要高于水面才能起到防水的作用，而樁基礎(chǔ)通常位于河道水面以下，這就導(dǎo)致樁頂標(biāo)高低于樁基施工平臺(tái)高度，增加了樁基礎(chǔ)施工過程中樁基鋼筋籠對(duì)中和樁基偏位控制的技術(shù)難度。因此，在施工過程中如何提升鉆孔灌注樁鋼筋籠定位的準(zhǔn)確性具有重要研究意義。

1 工程概況

老沙河大橋位于省道S237大邊公路邱縣段改建工程K22+820處，跨越老沙河，設(shè)計(jì)新建5×25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁橋，橋梁前進(jìn)方向與河道順時(shí)針交角為90°。橋位平面位于R=2700m的左偏圓曲線上，橋面橫坡為雙向2%，縱斷面位于R=12500m的凸豎曲線上，與河道夾角為90°，上部采用后張法預(yù)應(yīng)力連續(xù)小箱梁，下部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋梁全長131m，共一聯(lián)，為5×25m。其中1#～4#墩為排架樁，位于老沙河河道內(nèi)，樁頂標(biāo)高平均低于河道底部1.4m。

結(jié)合工程實(shí)際情況綜合考慮成本及技術(shù)難度，對(duì)于不同區(qū)域的樁位采取不同的施工工藝：1#和4#樁基位于有水的河灘區(qū)域，采用土圍堰填筑施工平臺(tái)，反循環(huán)工藝進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工；2#和3#位于老沙河河道內(nèi)，水位較深，采用鋼板樁圍堰[1]作為下部構(gòu)造施工平臺(tái)，反循環(huán)鉆機(jī)成孔工藝進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工。根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊土建工程》（JTG F80/1—2017）要求，鉆孔灌注樁排架樁樁位規(guī)定偏差允許值小于等于50mm為合格。

2 鉆孔灌注樁施工方案

2.1 橋梁下部構(gòu)造施工平臺(tái)

本工程1#、4#墩的填筑土圍堰材料采用抗?jié)B性能較好的黏土以利阻水，避免滲漏，土圍堰面積按滿足樁基施工需求進(jìn)行填筑，高度高于最高施工水位0.5～1.0m，土圍堰迎水面用裝土的編織袋作為沖刷防護(hù)層。利用1#、4#墩土圍堰作為2#、3#墩鋼板樁圍堰施工平臺(tái)，進(jìn)行鋼板樁圍堰施工。

2.2 樁基施工

（1）測量放樣

在樁基平臺(tái)施工完畢后，首先進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)復(fù)合及水準(zhǔn)點(diǎn)閉合的復(fù)測工作。用于橋位放樣的導(dǎo)線點(diǎn)（可以用加密導(dǎo)線點(diǎn)）應(yīng)滿足測設(shè)樁位和橋梁修建過程中的通視要求，以利于橋位控制點(diǎn)的恢復(fù)。在放出樁基位置后引出護(hù)樁。護(hù)樁是決定樁基是否偏位的重要因素，在樁基施工過程中，每道工序都需要隨時(shí)通過護(hù)樁檢查鉆機(jī)中心是否偏位[2]。

（2）護(hù)筒埋設(shè)

根據(jù)鉆孔樁直徑大小，鋼護(hù)筒直徑比設(shè)計(jì)樁徑大200～400mm，其中心豎直線應(yīng)與樁中心線重合。根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650—2020），樁基護(hù)筒高度宜高出地面0.3m，鋼護(hù)筒中心豎直線應(yīng)與樁中心線重合，偏差應(yīng)不大于50mm，豎直線傾斜不大于1%。護(hù)筒位置根據(jù)護(hù)樁的十字線定位法進(jìn)行放樣和校準(zhǔn)。

（3）泥漿制備

施工中泥漿可以起到防止孔壁坍塌、抑制地下水、懸浮鉆渣等作用，因此在樁位附近設(shè)置泥漿池，其大小根據(jù)樁基數(shù)量而定。泥漿池采用垂直開挖，四周沿邊筑起高50cm，寬100cm的土圍擋，泥漿池外圍設(shè)置雙橫桿鋼管防護(hù)欄，并用綠色安全網(wǎng)圍起來加以防護(hù)，外側(cè)設(shè)置明顯的警示標(biāo)志。施工過程中要隨時(shí)檢測泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保泥漿對(duì)孔壁的保護(hù)作用。

（4）鉆孔

本項(xiàng)目采用反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行樁基鉆孔施工。反循環(huán)鉆孔具有鉆進(jìn)效率高、成孔質(zhì)量好，全液壓系統(tǒng)傳動(dòng)性能可靠、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。鉆孔過程中要定時(shí)測量鉆孔深度，提取渣樣，及時(shí)掌握地質(zhì)構(gòu)造情況，詳細(xì)、真實(shí)地填寫鉆孔記錄。在終孔驗(yàn)收合格后進(jìn)行清孔，現(xiàn)場監(jiān)理對(duì)孔深驗(yàn)收合格且鉆機(jī)移位后，使用鋼筋籠檢孔器對(duì)終孔孔徑及垂直度進(jìn)行檢測。根據(jù)規(guī)范要求，檢孔器外徑不得小于樁徑，長度不小于4～6倍樁徑，且應(yīng)具有較大的剛度。此外，要對(duì)清孔后的泥漿指標(biāo)進(jìn)行檢測，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后進(jìn)入下道工序。

（5）下放鋼筋籠

樁基鋼筋籠驗(yàn)收合格后運(yùn)送至施工現(xiàn)場，進(jìn)入下放鋼筋籠環(huán)節(jié)。多節(jié)鋼筋籠吊放時(shí)，對(duì)各節(jié)段鋼筋籠要進(jìn)行順序編號(hào)，利用先插入孔內(nèi)的鋼筋籠上部架立筋將籠體固定在架立筋上，再用吊機(jī)將上節(jié)鋼筋籠臨時(shí)吊住，進(jìn)行兩節(jié)鋼筋籠的對(duì)接。以此類推，將鋼筋籠按照編號(hào)逐步接長放入孔內(nèi)。每節(jié)鋼筋籠在下放過程中要安裝保護(hù)層墊塊，墊塊間距在豎向不大于2m，在橫向圓周上不少于4處。經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢查驗(yàn)收合格后再沉入孔內(nèi)，用兩根吊筋固定在正確的標(biāo)高位置上，保證鋼筋不下沉、不上浮，吊筋長度要計(jì)算準(zhǔn)確，確保鋼筋籠下放到設(shè)計(jì)位置。

傳統(tǒng)方法通常需要工人手持吊錘校核護(hù)樁中心線與鋼筋籠中心線是否重合，人員站在搭設(shè)于洞口上的踏板上進(jìn)行操作，稍有不慎便容易發(fā)生危險(xiǎn)，且孔內(nèi)光照不足，人為操作存在較大誤差，甚至出現(xiàn)樁基偏位的情況。本項(xiàng)目施工采用一種鉆孔灌注樁輔助對(duì)中簡易裝置，該裝置利用激光沿直線傳遞、反射、可見度高的原理進(jìn)行鋼筋籠精確定位，同時(shí)還使用具有安拆方便、可重復(fù)使用等特點(diǎn)的鋼管，對(duì)鋼筋籠進(jìn)行導(dǎo)向和固定，大大提高了鉆孔灌注樁鋼筋籠定位的精確度，操作簡便，即使在夜間孔內(nèi)視線不良的情況下，仍能很好地保證鋼筋籠定位的準(zhǔn)確度。

（6）導(dǎo)管水密性試驗(yàn)

混凝土采用經(jīng)過水密試驗(yàn)驗(yàn)證的導(dǎo)管進(jìn)行灌注。在安裝導(dǎo)管之前進(jìn)行導(dǎo)管水密性試驗(yàn)，檢驗(yàn)導(dǎo)管是否有漏水、漏氣現(xiàn)象。水密性試驗(yàn)需將導(dǎo)管在地面上平整對(duì)接，安裝水管向?qū)Ч軆?nèi)注水，直至管道另一端出水時(shí)停止，并應(yīng)保證導(dǎo)管內(nèi)沖水達(dá)70%以上方可停止，然后將導(dǎo)管一端注水孔密封，另一端與空氣壓力機(jī)連接，導(dǎo)管連接處封閉端安裝經(jīng)檢查合格后，風(fēng)機(jī)充壓。水密性試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深的1.3倍壓力或?qū)Ч鼙诤秃缚p可能承受灌注混凝土?xí)r最大壓力的1.3倍，保持壓力15min，充壓過程中若無漏水現(xiàn)象即說明導(dǎo)管密封性合格。

（7）混凝土澆筑

根據(jù)計(jì)算確定導(dǎo)管所需長度。對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拼裝時(shí)，最上端用單節(jié)長度較短的導(dǎo)管，最底節(jié)采用單節(jié)長度較長的導(dǎo)管，拼裝完成后導(dǎo)管底距孔底40cm。通過導(dǎo)管進(jìn)行樁基混凝土澆筑，即利用混凝土下落時(shí)有一定的沖擊能量，把泥漿從孔內(nèi)排出，由于泥漿密度大，孔內(nèi)壓強(qiáng)較高，需要計(jì)算首批混凝土方量，保證有足夠的沖擊能量把樁底沉渣盡可能地沖開。在澆筑過程中，記錄導(dǎo)管被混凝土埋置的深度，并適時(shí)提升和拆卸導(dǎo)管，使導(dǎo)管埋深保持在2～6m。灌注中途一般不得停斷，灌注混凝土頂標(biāo)高宜高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5～1.5m，確保鑿除后的樁頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（8）樁頭破除

為了能夠達(dá)到樁頂混凝土完整、表面平整、中心微凸、鋼筋保護(hù)層不被破壞的效果，保證樁頭鑿除達(dá)到規(guī)范要求，本項(xiàng)目在樁頭破除施工過程中，按照樁頭破除7步法施工，具體步驟如下：

①在樁頂位置設(shè)置10～15cm的切割線，寬度為10～15cm；

②人工鑿開缺口，開鑿深度至鋼筋籠主筋位置，確保后續(xù)的風(fēng)鎬作業(yè)不會(huì)破壞鋼筋保護(hù)層；

③人工手持風(fēng)鎬剝離缺口上側(cè)鋼筋外保護(hù)層；

④當(dāng)樁頭鋼筋全部剝離后，將鋼筋向外側(cè)微彎以便于施工；

⑤沿樁頂線以上10～15cm加鉆頂斷樁頭混凝土，鉆頭水平稍向上；

⑥將樁頭破除混凝土提出，然后用人工鑿除并清頂，保證不破壞保護(hù)層，清理完成后樁頭微凸；

⑦樁頭破除后，復(fù)測樁頭標(biāo)高，用高壓風(fēng)槍吹除樁頭上散落的混凝土碎屑、凸塊，并用清水沖洗樁頭，直至露出樁頂新鮮的混凝土骨料。

3 樁基偏位預(yù)防措施與處理

3.1 樁基偏位預(yù)防措施

結(jié)合在鉆孔灌注樁施工中遇到的現(xiàn)場情況，當(dāng)鉆孔灌注樁在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高低于樁孔泥漿面以下時(shí)，常規(guī)樁基鋼筋籠定位對(duì)中方法[3]準(zhǔn)確度低、操作困難，下放完成的鋼筋籠在澆筑混凝土過程中易出現(xiàn)左右晃動(dòng)而造成樁位偏移，影響樁基質(zhì)量。針對(duì)此種情況，本項(xiàng)目在樁基偏位預(yù)防過程中，利用激光進(jìn)行鋼筋籠精確定位，同時(shí)使用鋼管對(duì)鋼筋籠進(jìn)行導(dǎo)向和固定，以減少鋼筋籠在澆筑過程中的晃動(dòng)，保證了樁基工程質(zhì)量。該裝置的使用方法如下：

（1）在鋼筋籠下放前，將裝置的四方形支架放置在孔口上方，利用孔口四周的定位樁調(diào)整支架位置，使支架中心點(diǎn)與樁位中心點(diǎn)重合，調(diào)整完畢后開始下放鋼筋籠。鋼筋籠通過焊接，在四方形支架上的定位圈下放進(jìn)樁孔。

（2）當(dāng)最后一節(jié)鋼筋籠下放至略高于護(hù)筒時(shí)，用線繩確定鋼筋籠中心點(diǎn)，并將與定位球相連的另一條線繩穿過標(biāo)示鋼筋籠中心點(diǎn)線繩的下方。定位球?yàn)榭蓱腋∮谒娴牟煌该鲌A形塑料球，直徑為50mm，其表面光滑且可以反射光線，當(dāng)鋼筋籠下放至泥漿液面以下，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)（使用吊筋確定鋼筋籠的設(shè)計(jì)標(biāo)高，吊筋長度需要計(jì)算），定位球由于泥漿浮力而懸浮于泥漿表面，通過拉伸與其相連的線繩，能夠標(biāo)示出此時(shí)處于泥漿面以下鋼筋籠的中心準(zhǔn)確位置。

（3）再次標(biāo)出四方形支架的中心點(diǎn)，此時(shí)四方形支架的中心點(diǎn)即為樁基設(shè)計(jì)中心，在其中心點(diǎn)下方懸掛激光發(fā)射器，使激光發(fā)射器垂直于樁基設(shè)計(jì)中心點(diǎn)豎直向下發(fā)射光線，吊車通過吊筋調(diào)整鋼筋籠位置，當(dāng)激光束照射在定位球上時(shí)，說明鋼筋籠已經(jīng)對(duì)中。

（4）將吊筋固定在正確的標(biāo)高位置上，保證鋼筋不下沉、不上浮，在定位圈四周均勻懸掛4根鋼管，鋼管直徑為樁基設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度，長度為鋼筋籠頂距護(hù)筒距離+5m。鋼管能夠?qū)︿摻罨\起到固定作用，在下放導(dǎo)管進(jìn)行清孔及澆筑混凝土的過程中，能夠降低鋼筋籠左右偏移距離，進(jìn)而起到提高樁基偏位精確度的作用。

3.2 樁基偏位處理

樁基偏位一般分兩種情況：第一種是樁身混凝土無偏位，但樁基鋼筋籠出現(xiàn)露筋；第二種是樁身混凝土偏位較大，超出規(guī)定偏差極值100mm以上。根據(jù)偏位情況不同，所采取的措施也不同。

（1）第一種偏位情況處理方案：對(duì)樁基露筋部位進(jìn)行開挖至無外露鋼筋位置，對(duì)樁身及外露鋼筋表面進(jìn)行清理，直至露出混凝土層，用鐵皮包裹樁基，露筋一側(cè)預(yù)留出保護(hù)層厚度，鐵皮內(nèi)側(cè)涂刷一層脫模劑，使用與樁基同標(biāo)號(hào)的混凝土進(jìn)行澆筑，待混凝土終凝后拆除鐵皮，對(duì)樁基進(jìn)行素土回填。

（2）第二種偏位情況處理方案：對(duì)樁身混凝土進(jìn)行破除，直至樁位偏差達(dá)到規(guī)定偏差允許范圍內(nèi)，清理鋼筋表面并添加保護(hù)層墊塊，重新支立模板并進(jìn)行混凝土澆筑，邊澆筑混凝土邊進(jìn)行人工振搗，直至混凝土面到達(dá)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，待混凝土終凝后拆除模板，對(duì)樁基進(jìn)行素土回填。

4 結(jié)語

在橋梁下部構(gòu)造鉆孔灌注樁施工過程中，應(yīng)根據(jù)引起樁基偏位的原因[4]進(jìn)行對(duì)應(yīng)的預(yù)防和治理。本文結(jié)合實(shí)際樁基礎(chǔ)施工過程中樁基鋼筋籠對(duì)中和樁基偏位控制，利用激光沿直線傳遞、反射、可見度高的特點(diǎn)進(jìn)行鋼筋籠精確定位，同時(shí)使用安拆方便、可重復(fù)使用的鋼管對(duì)鋼筋籠進(jìn)行導(dǎo)向和固定，以較低的成本達(dá)到提升鉆孔灌注樁質(zhì)量的目的。該方法與以往類似樁基施工技術(shù)相比，能夠較大程度上降低鉆孔灌注樁成品偏位值。經(jīng)檢測，本項(xiàng)目施工完成的48棵樁基偏位值均在規(guī)定偏差允許值以內(nèi)，故所用技術(shù)可為其他類似橋梁工程施工提供一定的借鑒。