淺談鉆孔灌注樁技術在鐵路橋梁施工中的運用

摘 要：作為廣泛應用于鐵路橋梁建設工程中的重要樁基技術，鉆孔灌注樁的施工工藝正在日趨成熟，然而，由于該技術施工的工藝流程較為復雜，不可預見的影響因素多，因此成樁質量不佳導致的工程問題也相當常見。本文結合筆者的實踐經驗，介紹了鉆孔灌注樁的工藝流程，并在此基礎上，分析了灌注樁施工中較常見的質量問題及其防治對策，為確保鐵路橋梁工程的整體質量提供了有力的技術支持。

關鍵詞：鐵路建設 橋梁施工 鉆孔灌注樁

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0046-01

1 鉆孔灌注樁技術概述

鉆孔灌注樁施工技術是指在工程現場通過機械鉆孔形成樁孔后，在孔內放置鋼筋籠并灌注混凝土，從而形成樁基的過程。與其他樁基形式不同，鉆孔灌注樁基本適用于所有的地基作業情況，成樁規模大、強度高，且施工對環境的影響較小。隨著鉆孔灌注樁施工技術的不斷成熟，該技術也正越來越多地被應用于高速鐵路橋梁工程之中，為我國公共交通基礎建設事業提供了有力的技術支持。然而應該看到的是，該技術工藝流程較為復雜，不可預見的影響因素多，特別是由于灌注過程是在泥漿中進行的，因此給混凝土質量的控制造成了一定困難，而混凝土質量對樁基承載能力的具有重大影響，施工人員必須結合實際情況，嚴格遵循工藝要求，對可能影響施工作業的各種問題進行有效控制。

2 鉆孔灌注樁施工的工藝流程

鉆孔灌注樁施工的一般工藝流程如下：施工準備—鉆機就位—鉆孔取樣—成孔驗收—泥漿的制備與應用—一次清孔—鋼筋籠的安裝—鉆機移位—二次清孔—水下混凝土灌注—成樁質量檢測。

2.1 準備工作

鉆孔灌注樁的施工準備主要包括優選機具、平整場地、樁位放樣及埋設護筒等內容。鉆孔機具應根據地質條件加以選擇，如砂土層宜選用沖擊鉆鉆機，巖石層和碎石層則應選擇十字形的實心鉆頭，其直徑還應與設計樁徑一致。鉆孔前應設置堅固、不漏水的孔口護筒，護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2 m，在旱地或筑島時應高出施工地面0.5 m。

2.2 鉆機就位與泥漿的調制

鉆機的安裝應水平、穩固，并用水平尺及測錘校驗，確保鉆頭與護筒中心及設計樁位中心成一垂線。泥漿通常是由膨潤土、添加劑與水以適當比例調制而成的，調制中首先應注意對粘度和比重指標的控制，并及時檢測和調整泥漿的其他各項指標。為提高鉆孔效率，施工人員要注意排除孔內鉆渣，并認真清理泥漿地溝中的沉淀物。

2.3 鉆孔環節的技術要點

鉆孔初時宜采用小沖程，使成孔堅實、圓順，對繼續鉆孔起導向作用。鉆進深度超過鉆頭全高加沖程后方可進行正常沖擊，沖程以2.0 m～3.0 m為宜。應使起落鉆頭速度保持均勻，并經常檢查鉆頭轉向裝置，使鉆頭能夠自由轉動。處理孔內事故或因故停鉆，必須將鉆頭提出孔外，并對孔口加蓋。最后，應對樁孔的孔深、孔徑、傾斜度進行檢測，符合要求才能終孔。

2.4 鋼筋籠的安裝

安裝前應首先進行清孔操作，目前施工中多通過二次清孔工藝以便得到更加理想的泥漿比重，第一次清孔是指在鉆機達到設計深度后，直接利用泥漿泵進行的換漿作業，這一環節中將清除孔中的絕大部分沉渣，而第二次清孔則是鋼筋籠在鋼筋籠和導管放下后，利用導管對泥漿中的沉淀進行清理。清孔的標準應依照：孔內排出或抽出的泥漿手摸無2～3 mm的顆粒，泥漿比重≤1.1，含砂率<2%，粘度在17～20 s之間；澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱樁應≤5 cm，摩擦樁≤20 cm。在安裝環節，應始終保持骨架垂直，接頭牢固；鋼筋籠入孔后應準確、牢固定位，平面位置偏差≤10 cm，底面高程偏差≤±10 cm，在籠上端應均勻設置吊環或固定桿，鋼筋籠外側應對稱設置控制鋼筋籠保護層厚度的墊塊，每2 m均勻布置4塊。

2.5 混凝土的灌注

灌注環節的導管埋深以2～6 m為宜，每根樁的灌注時間不應過長，中間不得停頓，并保證混凝土頂面灌注到樁頂設計高程以上1 m左右。當混凝土灌到孔口不再返出泥漿時，說明混凝土壓力≤其在樁內頂升的阻力，此時應提升導管；若需提高0.5～1.0 m以上才能灌入混凝土，則此時應拆除一些導管，以減小導管埋深。

2.6 常見施工問題的處理及質量檢測

在整個施工過程中，最常見的問題包括：成孔問題（如出現擴孔、塌孔、斜孔）、卡鉆問題、斷樁問題、以及浮籠問題等。施工人員一旦發現問題，必須在第一時間找出原因并及時補救。如塌孔問題多是由于護筒底部及周圍未用粘土回填或夯實不足，或在松軟砂土層中鉆孔時進尺過快，泥漿護壁形成較慢，導致孔壁滲水等原因所致，此時應以粘土夯填護筒出漿孔處，并重新選擇鉆進速度。若遇到較嚴重的塌孔情況，則應將鉆孔全部回填，待其穩定后重新鉆孔。因混凝土坍落度小、和易性差，或電機意外停工等情況造成斷樁問題時，可用粗鋼筋在導管內沖擊，同時用錘敲擊導管側壁，把堵塞的混凝土沖開，重新將導管下至混凝土里面，并用抽水機抽干導管里的水，將導管提升約10 mm后，采用高壓泵從導管內下送到混凝土里注入水泥漿，再繼續澆筑。為提高樁基質量，還應對所有鉆孔樁樁身（每根提取須≥2試件）混凝土進行超聲波檢測，確保其性能符合相關質量標準的要求。

3 結語

作為廣泛應用于鐵路橋梁建設工程中的重要樁基技術，鉆孔灌注樁的施工工藝正在日趨成熟，然而，復雜地質條件及其他不可預見的影響因素也常導致成樁質量出現問題，給鐵路系統造成不必要的經濟損失的同時，也埋下了重大的事故風險隱患。因此鉆孔灌注樁工程中應對各個施工環節給予嚴格的質量控制，一旦問題出現則必須采取及時、有效的處置措施，切實保證灌注樁的成樁質量。

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