朱立地

（安徽省公路工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230051）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市人口的不斷增加，對市政路橋工程的建設(shè)也產(chǎn)生了極大的影響，而在高速發(fā)展的條件下，上部結(jié)構(gòu)所承受的荷載不斷增加，對地基的施工提出了更高的要求。鉆孔灌注樁是一種用于橋涵的深層基礎(chǔ)，其與其它基礎(chǔ)形式如擴(kuò)大基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等一起組成了基礎(chǔ)工程。但由于工程質(zhì)量、進(jìn)度、工程成本等因素的影響，對樁基施工技術(shù)進(jìn)行深入的探討，已成為工程質(zhì)量、進(jìn)度和工程成本的必然選擇?；诖耍狙芯繉㈤_展對鉆孔灌注樁施工技術(shù)的研究。

1 市政路橋工程建設(shè)的鉆孔灌注樁施工

1.1 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行鉆孔灌注樁時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)施工規(guī)范，并充分掌握技術(shù)施工要點(diǎn)，以保證其施工工藝得以全面實(shí)施。

在前期準(zhǔn)備階段，必須對工程樁身在施工中的位置進(jìn)行定位，確定每個(gè)樁的具體位置，確保位置精準(zhǔn)后，再進(jìn)行鉆孔[1]。

試制泥漿是工程準(zhǔn)備工作中必不可少的一項(xiàng)工作，通過此項(xiàng)工作，可以防止泥漿濃度太高或太低，從而避免由于工程材料造成的施工效率低和施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

在具體的施工中，要按照工程的施工要求，選用黏土、水等各種助劑，并按不同的配比進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐度隱2]。一般情況下，鉆孔灌注施工對水泥配合比的要求較高，必須保證水泥的粘結(jié)性在29 以上，其中膠體率的含量在95%以上（在進(jìn)行泥漿試配時(shí)，應(yīng)根據(jù)有關(guān)資料的特定要求進(jìn)行試驗(yàn)）。完成水泥材料的制備后，可通過以下公式，計(jì)算膠體率。

式中：k 代表膠體率，%；α 代表膠體成分體積；β 代表總體積。

完成材料的準(zhǔn)備后，進(jìn)行機(jī)具的選擇，見表1。

表1 鉆孔灌注樁施工機(jī)具選擇

根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際需求，選用適用性較強(qiáng)的鉆具進(jìn)行施工。

1.2 埋設(shè)護(hù)筒、鉆機(jī)鉆進(jìn)

在鉆孔施工之前，必須先埋護(hù)套管，從而保證成孔的垂直度，并有效地控制成孔樁直徑。阻止地下水滲透到鉆孔中，防止內(nèi)部靜壓平衡被打破。

在埋設(shè)鋼護(hù)套時(shí)，要盡可能使護(hù)套中心線與樁孔中心線保持在一條線上，除非另有特殊規(guī)定，否則孔中心位置的誤差不得超過50 mm，鋼護(hù)套的傾斜不能超過1%，有必要的條件下，護(hù)套底部及周圍的黏性土壤要分層夯實(shí)[3]。鋼質(zhì)護(hù)套應(yīng)在離地0.3 m 以上。當(dāng)鉆孔中有壓力水時(shí)，必須比后穩(wěn)定的壓力水平高2 m（護(hù)套的埋深應(yīng)按設(shè)計(jì)和樁的水文地質(zhì)條件來決定）。護(hù)筒埋設(shè)方式見圖1。

圖1 護(hù)筒埋設(shè)方式

在樁位測量完成后，采用交叉法進(jìn)行定位，接著對樁位進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核后再進(jìn)行鋼護(hù)套的埋設(shè)[4]。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行鉆機(jī)的定位，檢查鉆機(jī)的底座是否穩(wěn)固，并對鉆頭的豎直度進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到規(guī)定后，即可進(jìn)行鉆進(jìn)施工。

在鉆孔過程中，為了避免樁身垂直度出現(xiàn)偏差或樁體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜，通常采用電子控制法輔助人工校正法進(jìn)行追制度的控制。在使用電子控制法進(jìn)行垂直度檢測時(shí)，可通過現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，按照以下公式，進(jìn)行垂直度的計(jì)算。

式中：m 代表護(hù)筒垂直度；χ 代表露出結(jié)構(gòu)的偏移量；δ代表護(hù)筒高度。

在鉆孔施工中，當(dāng)從硬巖層到軟巖層的情況下，可以適當(dāng)提高鉆速；若從軟地層打到硬地層，應(yīng)適當(dāng)減速；在遇到砂層時(shí)，應(yīng)加大泥漿的比重、黏性，并采取緩慢方式進(jìn)行鉆進(jìn)施工。

1.3 安放鋼筋籠

使用鋼筋箍筋成形，以此制作鋼筋籠，鋼筋圈設(shè)置在鋼筋內(nèi)部，并標(biāo)注其位置，注意在制作中對鋼筋骨架型號和位置的設(shè)計(jì)要精確鋼筋籠成型后，要檢查鋼筋籠的多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，確保鋼筋籠的制造達(dá)到設(shè)計(jì)要求[5]。吊放的鋼筋籠結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 鋼筋籠結(jié)構(gòu)

在施工現(xiàn)場搬運(yùn)、吊裝鋼筋籠時(shí)，要避免鋼筋籠的變形，在安裝時(shí)要對好孔，緩慢地放低，不可觸及孔壁。鋼筋籠的安裝應(yīng)使用小型吊車進(jìn)行。

鋼筋籠放入孔洞后，應(yīng)對下部鋼筋籠進(jìn)行加強(qiáng)，確保其定位與規(guī)范要求一致[6]。鋼筋籠的加固能有效地避免后期在安裝導(dǎo)管、清孔、澆筑混凝土?xí)r發(fā)生鋼筋籠的上浮和位移。

1.4 清孔與混凝土澆筑

完成上述研究后，進(jìn)行清孔處理，處理工藝見圖3。

圖3 清孔處理

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行混凝土澆筑，針對混凝土的初步灌注量計(jì)算可通過以下公式實(shí)現(xiàn)。

式中：V 代表混凝土的初步灌注量；D 代表樁孔直徑；H1代表管道埋深；H2代表導(dǎo)管探出長度；d 代表連續(xù)灌注時(shí)間；h1代表導(dǎo)管內(nèi)徑。

在灌注過程中，除非出現(xiàn)極特殊情況，否則不可在灌注中出現(xiàn)中斷現(xiàn)象[7]。在灌注中，要根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行灌注量的測量，如果出現(xiàn)灌注中的中斷現(xiàn)象，需要仔細(xì)檢查漿口，是否存在反漿情況，并及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場情況對施工做出反應(yīng)，以防止出現(xiàn)沉渣或塌孔事故，至此完成施工[8]。

2 施工技術(shù)應(yīng)用分析

上述論述提出了一種全新的鉆孔灌注樁施工技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)對該施工技術(shù)應(yīng)用可行性以及具體應(yīng)用效果的直觀分析。選擇以某正在進(jìn)行施工的市政路橋工程項(xiàng)目作為依托，針對該工程項(xiàng)目中的樁結(jié)構(gòu)，采用新的鉆孔灌注樁施工技術(shù)完成施工。該建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)橋?qū)挒?2 m，橋梁結(jié)構(gòu)分為左右兩側(cè)，橋墩采用C40強(qiáng)度等級的混凝土材料，下部結(jié)構(gòu)采用整體墻式橋墩。路橋工程整體安全的等級設(shè)置為一級，基準(zhǔn)使用年限為100 年。在按照本研究上述提出的施工技術(shù)完成施工后，首先從樁結(jié)構(gòu)完整性角度對施工技術(shù)可行性進(jìn)行分析。圖4 為該市政路橋工程建設(shè)項(xiàng)目中，樁基布設(shè)示意圖。

圖4 市政路橋工程建設(shè)項(xiàng)目樁基布設(shè)圖

從工程當(dāng)中隨機(jī)抽取8 根樁結(jié)構(gòu)，對其完整性進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果記錄，見表2。

表2 鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)完整性檢測結(jié)果記錄

結(jié)合表2 中的檢測結(jié)果得出，在采用新的施工技術(shù)進(jìn)行鉆孔灌注樁施工時(shí)，隨機(jī)選擇的8 根樁結(jié)構(gòu)中，編號GZZ-03、GZZ-04 和GZZ-07 的樁結(jié)構(gòu)完整性檢測結(jié)果為基本完整，其余樁結(jié)構(gòu)具備良好的完整性。基本完整的樁結(jié)構(gòu)是由于其本身樁等級較低所致，與施工技術(shù)關(guān)聯(lián)性不大。因此，綜合得到的檢測結(jié)果能夠證明，在應(yīng)用本研究提出的施工技術(shù)可保證樁結(jié)構(gòu)的完整性，為施工質(zhì)量提供有利條件。

從承載力的角度，對施工技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行二次驗(yàn)證，針對上述隨機(jī)選擇的8 個(gè)樁結(jié)構(gòu)，按照下述公式，計(jì)算得出其對應(yīng)的承載力。

式中：W 代表樁結(jié)構(gòu)承載力；N 代表樁頂部軸力大??；χ 代表系數(shù)；f 代表負(fù)摩擦阻力；M 代表樁基總重量；Mk代表樁基扣除重量。根據(jù)該工程項(xiàng)目的建設(shè)要求，鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)的承載力應(yīng)當(dāng)超過2 000 kN。根據(jù)這一要求，將上述8 個(gè)樁結(jié)構(gòu)承載力與這一要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，并得到圖5 所示結(jié)果。

從圖5 八個(gè)樁結(jié)構(gòu)承載力連接成的圖形可以看出，各個(gè)樁結(jié)構(gòu)承載力均超過規(guī)定要求的2 000 kN，充分符合市政路橋工程建設(shè)項(xiàng)目對樁結(jié)構(gòu)承載力提出的要求，因此進(jìn)一步證明施工技術(shù)的可行性。

圖5 新施工技術(shù)應(yīng)用后樁結(jié)構(gòu)承載力統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

通過一系列研究，提出一種針對市政路橋工程建設(shè)項(xiàng)目的鉆孔灌注樁施工技術(shù)，在研究中得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1） 在不同的施工地質(zhì)情況下，采用旋轉(zhuǎn)式和沖擊式鉆機(jī)進(jìn)行了比較，可適應(yīng)多種地層，而且不會造成噪音污染，在施工中更加安全。

（2） 詳細(xì)分析了新施工技術(shù)應(yīng)用后樁結(jié)構(gòu)的完整性和承載力，實(shí)現(xiàn)了對新施工技術(shù)應(yīng)用可行性的驗(yàn)證。

（3） 在成孔期的控制中，漿液的各項(xiàng)性能指標(biāo)是影響其質(zhì)量的重要因素。在成樁過程中，應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行配比，并對鉆井液的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行控制。在初期和鉆孔過程中，其相對密度應(yīng)設(shè)置為1.05 g/cm3，黏度為17～22 s，砂粒含量不超過3%。

（4） 通過合理的施工技術(shù)、合理的施工參數(shù)和科學(xué)的施工組織和管理，可以有效地保證成樁質(zhì)量。

（5） 為了保證施工質(zhì)量，在施工準(zhǔn)備、成孔、成樁等各個(gè)施工階段都要采取相應(yīng)的施工質(zhì)量控制措施。