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0 引言

沖擊式鉆孔灌注樁作為建設(shè)領(lǐng)域常見的技術(shù)，將其應(yīng)用到橋梁基礎(chǔ)工程中能夠提升建設(shè)進度。但是由于地質(zhì)條件的不同，沖擊式鉆孔灌注樁技術(shù)在施工階段難免會遇到卡鉆等問題，進而影響到項目的進度與質(zhì)量。故而對沖擊式鉆孔灌注樁工藝進行分析、明確技術(shù)操作流程，能夠避免工程質(zhì)量問題出現(xiàn)，對橋梁工程建設(shè)有積極幫助。

1 沖擊式鉆孔灌注樁技術(shù)的理論概述

在橋梁工程項目實施環(huán)節(jié)，沖擊式鉆孔灌注樁技術(shù)是最為常見的樁基基礎(chǔ)施工技術(shù)。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比較，該項技術(shù)具有良好的優(yōu)勢條件，在可以確保施工進度的同時推動施工質(zhì)量的提升。沖擊式鉆孔灌注樁的使用，一般會在普通的建筑施工中逐步推進。施工環(huán)節(jié)結(jié)合施工區(qū)域的具體地質(zhì)特征，做好嚴(yán)密的測控計算，嚴(yán)格按照定位和鉆孔的基本優(yōu)勢，實現(xiàn)不同孔眼的處理。沖擊式鉆孔灌注樁雖然具有顯著的優(yōu)勢，但也會面臨一些技術(shù)問題，經(jīng)常出現(xiàn)鉆孔倒塌和堵塞等現(xiàn)象。這些問題一旦出現(xiàn)，在施工的過程中就會帶來不同程度的干擾。由于外部諸多未知因素的影響，鉆孔灌注樁施工的環(huán)節(jié)需要明確技術(shù)要點，在掌握施工影響因素基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化技術(shù)方案，確保各項施工順序的全面推進[1]。

2 工程基本狀況

此次以湖北恩施某高速公路作為主要的分析案例，在該高速公路的建設(shè)過程中涉及17 座橋梁和1 座123.42m 的拼寬橋，同時還有6 座主線大橋以及1 座互通主線橋和9 座匝道橋。

2.1 水文條件

在施工周圍區(qū)域整體的水系相對發(fā)達，河網(wǎng)呈現(xiàn)出樹枝狀的分散狀態(tài)。河流周圍有許多支流，沿著西南向東北逐步延伸。整體的河道長度為117km，涉及188km2的流域面積。從施工廠區(qū)的情況來看，全年降水充沛，汛期一般出現(xiàn)在4～8 月。其他時間河道的徑流量較小，整體的變化量相對穩(wěn)定，為地下水提供了相當(dāng)充足的水源補給。

2.2 地形地貌特征

從該工程的具體情況來看，該地地勢呈現(xiàn)出西北東南走向上提的高程在700±500m 內(nèi)。該地區(qū)的地貌特征呈現(xiàn)出階梯狀的分布，周圍存在連綿起伏的大山，小部分區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重的斷裂，構(gòu)成了山間河谷盆地地形。境內(nèi)呈現(xiàn)出層狀的景觀地貌，從東到西具有不同的地質(zhì)特征。

2.3 地質(zhì)情況

結(jié)合具體勘察資料，場區(qū)周圍沒有顯著的構(gòu)造痕跡。野外地質(zhì)特征從地表由上及下。綜合考慮水文地質(zhì)條件的各項因素，把握端承樁和摩擦樁，共計504根鉆孔灌注樁。在施工過程中選擇有效的沖擊鉆孔樁，并以旋挖鉆機作為輔助施工的整體功能[2]。

3 沖擊式鉆孔灌注樁施工工藝

3.1 施工工藝流程

從公路橋梁沖擊式鉆孔灌注樁的施工情況來看，其中涉及成孔、清孔、下放鋼筋籠、澆筑混凝土等不同的工序。在施工過程中，選擇導(dǎo)管法進行水下混凝土的澆筑施工操作，采取跳樁法進行施工調(diào)整，具體的流程見圖1。

圖1 沖擊式鉆孔樁施工工藝流程圖

3.2 施工準(zhǔn)備

測量人員結(jié)合軸線和樁位的具體分布情況，在場內(nèi)建立起有效的測量控制網(wǎng)，按照嚴(yán)格的樁位點進行分布調(diào)整。除此之外，還需要結(jié)合周圍的作業(yè)施工環(huán)境，及時整理和清掃周圍廠區(qū)的情況，并通過場地的具體內(nèi)容做好密實處理，提供良好的操作平臺。平臺要高出原地面1m 左右，確?？變?nèi)水壓的穩(wěn)定，與此同時要對鋼板進行關(guān)注，增大整體的受力面積，避免平臺出現(xiàn)坍塌。

3.3 制備泥漿

本文借助高黏度黏土或膨脹土進行泥漿的制備，形成穩(wěn)定有效的自然造漿形式，獲取合適的配比（見表1），泥漿的制作性能指標(biāo)參數(shù)特征如表2 所示。

表1 配比設(shè)計

表2 泥漿相關(guān)指標(biāo)要求

通過相關(guān)的儀器檢測泥漿的性能指標(biāo)，參考周圍的地層狀況，把握泥漿的性能和濃度，如有其他需要，可以增加一定的添加劑。

4 施工過程控制

4.1 埋設(shè)護筒

選擇鋼護筒作為沖擊式鉆孔灌注樁的主要設(shè)備，參考實際情況埋設(shè)護筒，具體的流程如下：第一，護筒內(nèi)徑比鉆孔裝的設(shè)計直徑長20cm，整體長度為6m。第二，為了提升護筒的整體剛度，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，需要實現(xiàn)兩節(jié)以及多節(jié)護筒的連接操作，按照嚴(yán)格的焊接標(biāo)準(zhǔn)進行水密性連接，強化焊接的內(nèi)容。通過水密性試驗，保證整體的穩(wěn)定性。第三，護筒埋設(shè)的過程中，為了控制坐標(biāo)放樣的穩(wěn)定性，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，要做好保護樁的設(shè)立工作，維持有效的埋藏深度。護筒頂面應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照指定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。第四，夯實護筒周圍的泥土并填埋十字護樁，采取積極有效的措施加固周圍的設(shè)施[3]。

4.2 鉆進成孔

在護筒埋設(shè)工作后，可以推進鉆機成孔作業(yè)，具體的流程如下：第一，尋找樁孔中心位置精準(zhǔn)進行定位，并對鉆架進行調(diào)節(jié)，保證起吊的輪滑線和中心沖擊錐中心線實現(xiàn)統(tǒng)一的垂直狀態(tài)，并保證誤差控制在合理的范圍內(nèi)。第二，鉆機就位之后，采取小沖程的方式進行鉆進，確保孔洞的豎直和圓滑狀態(tài)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的偏移，甚至造成孔口坍塌。選擇合適的沖程，但是不能超過6m。第三，在鉆進的過程中要及時排除周圍的殘渣，維持有效的密度和黏度。隨時關(guān)注周圍地層的變化值，并對地層進行采樣處理，通過采樣的標(biāo)本判斷地質(zhì)類型，并獲取周圍的地質(zhì)剖面圖。

4.3 檢孔和清孔

成孔檢測包括孔徑、孔深、穩(wěn)定性和垂直度的檢測，具體的操作流程如下：第一，選擇合適的鋼絲繩進行孔深的測量，并能夠按照嚴(yán)格的要求進行核驗。第二，選擇的設(shè)備有井徑儀和探孔器，可以有效地檢查孔徑和垂直度，保證垂直度的檢查傾斜角度控制在1%以內(nèi)。為了縮小孔底出現(xiàn)的沉淀物厚度，保證周圍的承載力大小，通常會選擇清孔處理。此次選擇換漿法進行清孔操作，操作流程如下：

首先，直接接入泥漿泵管，直到孔底徹底完成清孔操作為止。確保鉆頭處于小范圍的狀態(tài)運動，避免出現(xiàn)鉆渣沉淀的現(xiàn)象。其次，當(dāng)泥漿泵將底部的泥漿抽取之后，還要對孔底的沉渣進行集中處理，解決一切之后，向孔中注入全新的泥漿或清水，直到孔內(nèi)完成泥漿的更換為止。最后，在清孔工作執(zhí)行的過程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)的參數(shù)規(guī)定對樁的位置和成孔的傾斜角度進行多次核驗，等到各項參數(shù)滿足要求之后，才可以下放鋼筋籠[4]。

4.4 下放鋼筋籠和安裝聲測管

在此次工程中，選擇整體式鋼筋籠進行下放，為了滿足當(dāng)前的安全性能，需要確保周轉(zhuǎn)的便利性，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體的導(dǎo)管位置進行處理。具體操作流程如下：第一，選擇合適的護筒頂標(biāo)高對鋼筋籠頂進行全面的反算偏差，控制在合適的范圍內(nèi)。第二，固定護筒下部的鋼筋籠之后，要保證各項鋼筋籠處于垂直的狀態(tài)，起到良好的支撐目的，避免在澆筑混凝土的過程中出現(xiàn)鋼筋籠浮動的現(xiàn)象。第三，鋼筋籠和聲測管的安裝要同時推進。聲測管嚴(yán)格按照等邊三角形的擺放位置進行安裝，確保不同管之間處于平行的狀態(tài)，達到良好的精準(zhǔn)定位，并將其埋設(shè)到樁底。第四，全面密封聲測管的接頭。選擇合適的木塞進行密封處理，保證砂漿和雜質(zhì)能夠處于良好的狀態(tài)，并焊接額外的鋼板進行密封，在其中加注清水。

4.5 導(dǎo)管下放及二次清孔

選擇合適的導(dǎo)管，完成水密承壓和接頭抗拉試驗。下放導(dǎo)管結(jié)束之后可以進行二次清孔處理，在此過程中時時向護筒中灌注泥漿，確保護筒內(nèi)部的各項內(nèi)容符合規(guī)范。當(dāng)風(fēng)管和吸泥彎頭全面撤除之后，就可以進行水下澆筑試驗。

4.6 灌注水下混凝土

在澆筑混凝土的過程中，質(zhì)量的好壞會給橋梁樁基礎(chǔ)施工帶來影響，所以要合理把握混凝土澆筑的各項內(nèi)容，選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，完善目前的澆筑工藝。此次工程設(shè)計的水下混凝土澆筑需要嚴(yán)格按照以下流程推進：第一，進行初次混凝土澆灌時，要結(jié)合實際的樁徑澆筑。澆筑混凝土的過程中需要安置一個漏斗頸部的隔水木球栓，下部放置一個隔水球，避免混凝土和泥漿水發(fā)生直接的接觸，確保水下混凝土澆筑的質(zhì)量效果。第二，完成首批混凝土灌注之后，需要在每車混凝土澆筑之前，全面把握現(xiàn)場的坍落度狀況。尤其是混凝土澆筑過程中的基本形態(tài)，要嚴(yán)格按照護筒內(nèi)泥漿水面的高度進行調(diào)整。第三，澆筑混凝土?xí)r，為了能夠更好地把握混凝土的高度大小，精確算出導(dǎo)管的深度和長度，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照要求進行測試。導(dǎo)管的預(yù)埋深度為4±2m，等到導(dǎo)管的埋藏深度超過一定的界限值時，需要及時拆除。第四，為了提升樁頂混凝土的強度大小，在澆筑的過程中需要提升整體的設(shè)計指標(biāo)，及時拆除承臺施工的各項部件。等到混凝土頂面的標(biāo)準(zhǔn)高度達到一定的規(guī)范后停止灌注并拆除導(dǎo)管。第五，成樁的具體質(zhì)量要參考公路施工的相關(guān)規(guī)定，完成100%的樁身檢測。等到樁身混凝土的土齡滿28 天后，再選擇超聲波法進行測試。結(jié)合相應(yīng)的規(guī)程要求，所獲得的結(jié)果見表3。

表3 樁基檢測結(jié)果

5 技術(shù)的質(zhì)量控制

5.1 成孔質(zhì)的控制

混凝土灌注樁施工過程中，成孔是關(guān)鍵的部分。如果沒有做好質(zhì)量的把控工作，則很容易引起大面積的塌孔和縮孔現(xiàn)象，使得最終的設(shè)計內(nèi)容無法達到相應(yīng)的要求，影響成樁的最終承載力。所以，在成孔的施工技術(shù)和質(zhì)量把控過程中，要做好基礎(chǔ)性的準(zhǔn)備工作。采取積極有效的隔孔施工工藝，嚴(yán)格按照要求保證成孔的精確度。為了提升樁基支撐面積的穩(wěn)固性，需要及時校對周圍的垂直度。在水下混凝土灌注之前，還要進行二次清孔處理。

5.2 成樁質(zhì)量的控制和把握

為了提升成樁質(zhì)量，要嚴(yán)格檢查混凝土原材料的合格證書。如果發(fā)現(xiàn)實際樣本和質(zhì)保書存在差異，那么就需要進行復(fù)查處理，保證當(dāng)前的材料符合灌注的相應(yīng)要求。鉆孔灌注水下混凝土的施工技術(shù)一般會選擇導(dǎo)管進行灌注，所以很容易引起離析現(xiàn)象，如果配合比能夠達到一定的要求，就可以符合目前的施工規(guī)范。為了保證每根樁的配合度能夠達到準(zhǔn)確無誤的狀態(tài)，應(yīng)及時計量當(dāng)前的準(zhǔn)確性，做好測試管理工作，記錄原始數(shù)據(jù)，制作合適的試件。為了避免發(fā)生嚴(yán)重的斷樁現(xiàn)象，在混凝土灌注的過程中，要強化整體的坍落度控制和攪拌時間控制。從整個施工過程來看，要隨時關(guān)注灌注的操作內(nèi)容，合理控制抽動力度，確保各項拔管操作能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)灌注的狀態(tài)。一旦幅度過大，就很容易造成混凝土沖刷，同時過程中孔壁喪失的問題會造成孔壁下墜或坍落現(xiàn)象。

6 結(jié)論

本文詳細分析了山區(qū)公路橋梁基礎(chǔ)施工的沖擊式鉆孔灌注樁的施工技巧，同時通過超聲波法檢測樁基的質(zhì)量，得出以下結(jié)論：

第一，鉆進成孔的過程需要從實際地質(zhì)條件出發(fā)，按照不同階段采用不同型號的沖程鉆孔。與此同時，通過系統(tǒng)的排查，可以有效維持泥漿的密度，確保黏度處于合理的穩(wěn)定性狀態(tài)。第二，混凝土灌注前孔中泥漿相應(yīng)的指標(biāo)是非常關(guān)鍵的，只有建立起系統(tǒng)的聯(lián)系，才能夠保證內(nèi)部的穩(wěn)定。成孔后期的清孔和澆灌前期的各項質(zhì)量要做好基礎(chǔ)性的控制，避免因為沉淀過大而導(dǎo)致各種問題，影響承載能力。第三，結(jié)合超聲波法進行試驗檢測，判別聲波傳遞過程中的聲速和波幅大小，維持最有效的質(zhì)量內(nèi)容，提升判定結(jié)果的合理性。結(jié)合完整的樁身結(jié)構(gòu)，可以滿足設(shè)計的各項規(guī)范要求。