劉克龍、黃偉

（1.九江市公路發(fā)展中心永修分中心，江西 九江 332000；2.九江市公路發(fā)展中心，江西 九江 332000）

0 引言

在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展與城市化進(jìn)程加快的背景下，我國(guó)公路橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目日漸增多。而隨著橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載越來(lái)越大，基礎(chǔ)施工質(zhì)量則會(huì)受到一定影響，所以必須提高對(duì)基礎(chǔ)工程施工方面的重視度，用更先進(jìn)的技術(shù)予以優(yōu)化[1]。其中，鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用與其他基礎(chǔ)形式共同形成公路橋梁基礎(chǔ)工程，顯著強(qiáng)化了公路橋梁基礎(chǔ)性能?，F(xiàn)如今，隨著公路橋梁樁基礎(chǔ)建設(shè)要求逐步提高，為了確保工程建設(shè)質(zhì)量滿足公路橋梁基礎(chǔ)工程建設(shè)要求，就要重視基礎(chǔ)施工技術(shù)的研究，本文則對(duì)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)展開(kāi)深入分析，以期為同行提供參考。

1 鉆孔灌注樁的優(yōu)勢(shì)

第一，降低成本。鉆孔灌注樁施工技術(shù)屬于目前成熟度較高的樁基礎(chǔ)技術(shù)，操作簡(jiǎn)單且效率較高，能有效縮減施工成本。

第二，抗震能力良好。公路橋梁工程施工需要重點(diǎn)關(guān)注主體結(jié)構(gòu)抗震性，鉆孔灌注樁施工技術(shù)能有效加固基坑，穩(wěn)定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，全面提升橋梁的承載力，從而提高其抗震表現(xiàn)[2]。

2 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用

以某公路橋梁工程為例，該橋梁設(shè)計(jì)寬度為32m，左右單幅寬度為16m，橫斷面包含人行道、車(chē)行道、欄桿、隔離帶，橋墩、承臺(tái)、樁基采用C30、C40 混凝土。該工程橋墩形式為鋼梁鋼筋混凝土板組成的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，分布14 個(gè)小墩柱。

2.1 施工準(zhǔn)備工作

在公路橋梁工程施工中，要想確保鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，就一定不能忽視準(zhǔn)備工作。

首先，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察。只有全方位勘察現(xiàn)場(chǎng)，才能保證施工設(shè)計(jì)圖紙的合理性。隨后根據(jù)施工圖紙、地質(zhì)水文報(bào)告、工程施工標(biāo)準(zhǔn)等要素編制具體的施工方案、施工章程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與安全舉措，還要根據(jù)實(shí)際情況制定突發(fā)情況的處理預(yù)案，對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)教育，確保施工方案具體可行，保障工程施工進(jìn)度。結(jié)合前期勘察報(bào)告和工程項(xiàng)目實(shí)際情況，該工程決定應(yīng)用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，重點(diǎn)針對(duì)持力層、樁型、施工工藝等方面的選擇進(jìn)行討論與評(píng)價(jià)。

其次，保障施工材料質(zhì)量。鉆孔灌注樁施工所采用的材料一定要保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)，要對(duì)材料采購(gòu)、運(yùn)輸、檢查等流程重點(diǎn)監(jiān)管，保障材料合格驗(yàn)收與合規(guī)存放，夯實(shí)工程質(zhì)量基礎(chǔ)。

最后，確保樁位偏差達(dá)標(biāo)。在鉆機(jī)達(dá)到指定位置之前，要先確定好護(hù)筒位置與埋設(shè)高度。鉆機(jī)就位之后對(duì)水平、固定情況予以復(fù)核，重點(diǎn)檢查鉆桿鉛垂線，并對(duì)進(jìn)出泥漿進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)過(guò)程中需要安排專人對(duì)各類(lèi)指標(biāo)進(jìn)行記錄，保證數(shù)據(jù)詳細(xì)客觀，第一時(shí)間上報(bào)異常，為順利施工夯實(shí)保障，降低突發(fā)情況發(fā)生概率[3]。

2.2 埋設(shè)鋼護(hù)筒

在開(kāi)展鉆孔施工之前，要先將鋼護(hù)筒進(jìn)行預(yù)埋，才能確保垂直成孔且把控好樁基直徑，防止地表水向孔內(nèi)滲透而影響孔內(nèi)靜水的壓力平衡性。在護(hù)筒埋設(shè)過(guò)程中，需要確保其中軸線與樁孔中軸線保持在一條線上，樁孔中心偏差不得大于50mm，護(hù)筒傾斜度要在1%之內(nèi)。樁孔填充的黏質(zhì)土要分層進(jìn)行夯實(shí)。同時(shí)，在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)要超出地表0.3m。倘若孔內(nèi)存在承壓水，則需在確保護(hù)筒高度穩(wěn)定的基礎(chǔ)上高于承壓水位2m 以上。結(jié)合設(shè)計(jì)方案與樁位水文地質(zhì)，設(shè)定鋼護(hù)筒埋深數(shù)值。

2.3 泥漿護(hù)壁

鉆孔灌注樁內(nèi)部要用泥漿護(hù)壁，在施工時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注且控制好泥漿濃度，而施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)條件會(huì)對(duì)此產(chǎn)生直接影響。如果泥漿濃度不達(dá)標(biāo)，便會(huì)弱化鉆孔灌注樁技術(shù)價(jià)值，所以在泥漿制備過(guò)程中要切記將黏土碎化，放入護(hù)筒之后要借助沖擊錐持續(xù)沖擊混凝土，從而確保黏土形成濃度達(dá)標(biāo)的泥漿。

2.4 鉆孔施工

在鉆孔施工之前先對(duì)放樁點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，一般采取十字線手法確定護(hù)筒點(diǎn)位，然后對(duì)樁基點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核，最后埋設(shè)鋼護(hù)筒。埋設(shè)完畢后對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行定位，確保底部穩(wěn)固性，同時(shí)對(duì)鉆頭垂直度予以校準(zhǔn)，一切均達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行鉆孔施工。為了有效把控成孔垂直度，應(yīng)當(dāng)采取電子控制和人工監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式，同時(shí)依據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整鉆進(jìn)速度。倘若地層由硬入軟，則可適當(dāng)提升鉆進(jìn)速度；倘若地層由軟入硬，則可適當(dāng)放緩速度；倘若鉆進(jìn)時(shí)遭遇砂層，則要適當(dāng)提高泥漿比例和黏度，通過(guò)降低轉(zhuǎn)速和鉆進(jìn)速度的方法進(jìn)行鉆進(jìn)。

2.5 鋼筋籠施工

鋼筋籠制作方式有許多，該項(xiàng)目主要采取加強(qiáng)箍成型方法進(jìn)行制作，同時(shí)于主筋內(nèi)側(cè)布設(shè)加強(qiáng)箍，對(duì)主筋位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，用單面焊的方式焊接主筋。依據(jù)設(shè)計(jì)方案中的型號(hào)及點(diǎn)位，將鋼筋架擺好，保證制作工藝契合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為了保護(hù)好鋼筋籠，要在外部、頂部增設(shè)墊塊與吊環(huán)。制作好后測(cè)量其直徑、間距、垂直度等指標(biāo)，確保達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 清孔工藝

清孔工藝屬于鉆孔灌注樁施工中的關(guān)鍵點(diǎn)，清孔質(zhì)量直接關(guān)乎灌注樁的成樁質(zhì)量。目前，最常見(jiàn)的鉆孔灌注樁清孔方式有正循環(huán)和反循環(huán)兩種，其中反循環(huán)又分為泵吸式和氣孔式兩種。結(jié)合樁基技術(shù)規(guī)范來(lái)看，不同樁基的孔底沉渣厚度需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，如摩擦樁厚度需小于100mm，支承樁厚度需小于50mm，抗拔與抗水平力樁厚度需小于200mm。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)沉渣厚度的有效把控，提高成樁質(zhì)量，需要對(duì)三種樁分別采用不同的清孔方法，通過(guò)比較三種清孔方式（見(jiàn)表1），選擇其中安全性與實(shí)用性最佳的方式。

表1 三種清孔方式對(duì)比

對(duì)沉渣厚度的檢測(cè)方法眾多，最主流的包括聲吶法、錘球法、電容法等。鑒于樁基礎(chǔ)檢測(cè)設(shè)備成本較高，為了保證施工經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)，基本會(huì)采取測(cè)繩法進(jìn)行沉渣厚度檢測(cè)，不過(guò)誤差非常大。所以，可結(jié)合測(cè)繩與測(cè)針兩種方法。換言之，即將測(cè)錘綁在測(cè)繩上，探入孔內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)將測(cè)繩與圓鋼板中心點(diǎn)相連，兩者處在同點(diǎn)位后進(jìn)行測(cè)量，隨后比較兩種測(cè)量結(jié)果的差值，確定為沉渣厚度。該方法能有效避免人為因素造成的誤差，提高測(cè)量精準(zhǔn)性。

2.7 混凝土灌注施工

通常采取導(dǎo)管法與泵壓法進(jìn)行混凝土的灌注施工，其中導(dǎo)管法會(huì)隨著混凝土澆筑的變化而不斷將導(dǎo)管拆卸，上手方便易操作。為了確保成樁質(zhì)量，則要把控好灌注量、導(dǎo)管連接與埋設(shè)深度等相關(guān)指標(biāo)。

在采取導(dǎo)管法開(kāi)展混凝土灌注施工的過(guò)程中，第一批混凝土的灌注量與成樁質(zhì)量關(guān)系最大。所以，在對(duì)灌注量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要先把握孔底沉渣厚度、導(dǎo)管至孔底距離、埋深、泥漿比例等參數(shù)。鑒于首次混凝土灌注量較大，所以鋼筋籠會(huì)在慢慢灌注中向上浮起，為了抑制這一現(xiàn)象，要對(duì)鋼筋籠進(jìn)行加固。水下混凝土灌注必須保證其連續(xù)性，不得中斷。應(yīng)事先用測(cè)繩法測(cè)量灌注深度，逐節(jié)拆除導(dǎo)管，從而確保導(dǎo)管埋深達(dá)標(biāo)。在后面的混凝土灌注中要對(duì)灌注量密切監(jiān)測(cè)，依據(jù)計(jì)算與灌注深度適當(dāng)拔高導(dǎo)管。如果是非連續(xù)性灌注，則可用串點(diǎn)導(dǎo)管法提升導(dǎo)管30cm 左右，關(guān)注孔口有無(wú)返漿情況發(fā)生。對(duì)水下混凝土加快灌注速度，各樁灌注時(shí)間要在8h 內(nèi)完成，能更好規(guī)避孔底沉渣、塌孔等情況。

如果在施工過(guò)程中導(dǎo)管沒(méi)有出現(xiàn)竄動(dòng)，會(huì)致使導(dǎo)管長(zhǎng)時(shí)間阻滯混凝土流動(dòng)，導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)部殘留大量粗骨料，從而出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。而竄動(dòng)導(dǎo)管能提升混凝土流動(dòng)性，使樁基本身和周邊地層更好結(jié)合，強(qiáng)化樁周摩擦力，讓混凝土與鋼筋籠結(jié)合得更緊，單樁承載力也就此提高。值得注意的是，混凝土的攪拌到澆筑完成，一定要在1.5h 內(nèi)完成，夏季高溫時(shí)要縮短至1h。隨著孔內(nèi)混凝土澆筑量的不斷增多，導(dǎo)管拆卸速度也不斷加快，全過(guò)程要在15min 內(nèi)完成。

2.8 基坑支護(hù)

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的不同，決定了施工方法也有所不同，支護(hù)手段則要根據(jù)地質(zhì)條件和周邊環(huán)境、支護(hù)施工成本等因素進(jìn)行選擇。該項(xiàng)目工期緊張、基坑深度小，所以綜合考量各項(xiàng)因素，最終決定采取鋼板樁支護(hù)方式。

在對(duì)該項(xiàng)目的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)主要為樁承臺(tái)，涵管引流截流河道，于筑島底標(biāo)高，標(biāo)高以下為原狀人工素填土和粉質(zhì)黏土，開(kāi)挖施工直到承臺(tái)底部為4.5m 左右，采用的鋼板樁長(zhǎng)度為9m，同時(shí)采取垂直支護(hù)的方式。此外，施工前要對(duì)鋼板樁材質(zhì)及外觀進(jìn)行復(fù)核，如有問(wèn)題第一時(shí)間調(diào)整。采取單獨(dú)打入法進(jìn)行鋼板樁的搭設(shè)，從基坑一端開(kāi)始逐步搭設(shè)，不需要架設(shè)多余支架，施工速度較快，但要切記密切監(jiān)控，否則一旦歪斜就需要返工。在打樁之前檢測(cè)基坑底部管線，確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題，則可搭設(shè)鋼板樁。提前搭設(shè)1～2 塊鋼板樁，隨后依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展流水施工。搭設(shè)鋼板樁時(shí)，以1m 作為進(jìn)入距離的標(biāo)準(zhǔn)，用經(jīng)緯儀從不同方向檢測(cè)。采取軸線調(diào)整法進(jìn)行鋼板樁轉(zhuǎn)角與封閉合龍施工，拆除鋼板樁時(shí)要進(jìn)行100s 左右的振動(dòng)，能弱化鋼板樁與土壤黏性，松動(dòng)后更好拆除?；又苓呌灭ね羾吲c鋼板樁進(jìn)行止水，排水則采用污水泵。

該項(xiàng)目基槽開(kāi)挖主要采取分層法，一共有9 個(gè)基槽。第一層土方開(kāi)挖應(yīng)用機(jī)械開(kāi)挖法，需確保四面放坡系數(shù)為1∶1，高度要達(dá)到0.5m；第二層土方開(kāi)挖則要用機(jī)械和人工結(jié)合的方式。土方開(kāi)挖時(shí)要關(guān)注標(biāo)高，不要讓地基在空氣中長(zhǎng)時(shí)間暴露。對(duì)承臺(tái)墊層進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，一定要做好人工平整。

3 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)槿藶椴僮鞑划?dāng)而出現(xiàn)施工事故，所以在施工時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注成孔質(zhì)量與成樁質(zhì)量，把握好質(zhì)量控制要點(diǎn)，從而夯實(shí)順利施工的基礎(chǔ)。

3.1 關(guān)注成孔質(zhì)量

在成孔施工過(guò)程中，首先要控制好樁孔垂直度，如果沒(méi)有滿足要求，則會(huì)影響到后面的施工工序。在后面的施工中，為了規(guī)避樁孔傾斜，要對(duì)鉆機(jī)鉆頭垂直度進(jìn)行核驗(yàn)，同時(shí)檢查鉆機(jī)定位、底部基礎(chǔ)等，保證垂直度達(dá)標(biāo)。埋設(shè)護(hù)筒之后要用GPS 軟件對(duì)頂面高程進(jìn)行測(cè)量，保證中心線誤差把控在5cm 之內(nèi)，并且為了提高成孔質(zhì)量，要對(duì)深度合理把控，時(shí)刻關(guān)注鉆桿長(zhǎng)度。

許多施工方在施工過(guò)程中甚少?gòu)?fù)核泥漿指標(biāo)，但泥漿質(zhì)量卻直接關(guān)乎成孔質(zhì)量，一定要依據(jù)項(xiàng)目實(shí)情和地基土質(zhì)表現(xiàn)，科學(xué)確定泥漿比例，對(duì)泥漿密度、黏度等進(jìn)行控制。當(dāng)鉆具鉆出泥漿液面時(shí)添加泥漿，良好把控液面高度，防范塌孔。對(duì)鉆頭升降速度同樣需要把控，倘若速度太快，會(huì)造成坍塌等事故，最佳速度應(yīng)在0.75～0.80m/s 之間。依據(jù)工程情況、地質(zhì)條件確定鉆進(jìn)速度，盡可能縮減時(shí)間，避免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)局部坍塌情況。

3.2 控制成樁質(zhì)量

一方面，要控制鋼筋籠質(zhì)量。在制作鋼筋籠的過(guò)程中，需要保證尺寸、主筋間距、螺旋筋間距等偏差在允許范圍之內(nèi)，其中保護(hù)層要固定在主筋上，每隔2m進(jìn)行布設(shè)，有效避免孔壁受影響。吊裝鋼筋籠時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位、把控垂直度，緩慢下移安裝，防止出現(xiàn)形變。為了讓浮力和摩擦力有所下降，則要控制好泥漿、混凝土的技術(shù)指標(biāo)，并且關(guān)注混凝土灌注速度，避免鋼筋籠在灌注時(shí)不斷上浮。

另一方面，要控制混凝土灌注施工。在灌注混凝土?xí)r，必須依據(jù)配比施工，對(duì)混凝土充分?jǐn)嚢?，降低成本，關(guān)注灌注過(guò)程中的離析、泌水等現(xiàn)象。在灌注之前，要把控導(dǎo)管底部與孔底的間距，控制在300～500mm 之間，導(dǎo)管在混凝土中的埋深要控制在2～6m之間，對(duì)拆除速度合理控制。灌注過(guò)程中做好對(duì)時(shí)間、進(jìn)度的控制，其他部分防止發(fā)生浮漿情況。此外，為了避免在混凝土灌注過(guò)程中發(fā)生斷樁事故，應(yīng)當(dāng)采取超聲波技術(shù)對(duì)斷樁進(jìn)行檢測(cè)，從而及時(shí)確定斷樁位置并清除掉，隨后對(duì)灌注樁進(jìn)行重新澆筑。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在公路橋梁工程施工中，鉆孔灌注樁技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，但從實(shí)際情況來(lái)看還存在一定的應(yīng)用不足，所以在施工中必須充分了解設(shè)計(jì)意圖，結(jié)合工程情況對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，保證施工方案科學(xué)合理、技術(shù)先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)性突出。同時(shí)，相關(guān)部門(mén)也要重視對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的研究，在應(yīng)用時(shí)控制好成孔質(zhì)量和成樁質(zhì)量，加強(qiáng)施工管理，做好施工設(shè)備保養(yǎng)工作，重視施工人員技術(shù)培訓(xùn)，從全方位提高公路橋梁工程的鉆孔灌注樁施工技術(shù)水平，從而提高公路橋梁工程整體質(zhì)量。