市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁施工技術研究

趙佳康

（秦皇島市政建設集團有限公司，河北 秦皇島 066000）

0 引言

隨著鉆孔灌注樁基礎技術在市政技術中的不斷應用，鉆孔灌注樁基礎技術的施工技術日趨成熟。在具體的施工過程中，建筑資源的利用也較高，施工速度比其他技術快。對于技術含量大、規模大的城市橋梁，有利于快速、有序地完成工程，使橋梁基礎更加穩定[1]。建設一個項目的成本在一定程度上降低了。與傳統施工技術相比，在相同的投資條件下，鉆孔技術可以延長工程工期，提高工程質量。

在市政橋梁施工中，應用鉆孔灌注樁技術，能夠實現與其他施工環節的無縫對接，大大提高了施工工程的整體承載力。此外，在基礎土層連接處設置鉆孔灌注樁，還能夠有效地實現土層與上部橋梁之前的銜接，能夠為上部橋梁提供良好的地基承載力，從而進一步加強上部橋梁的安全性能，提高其抗拉強度。

1 市政工程采用鉆孔灌注樁技術進行施工

1.1 施工準備與定位

首先，要保證根據地的環境清潔有序，清除根據地的泥沙垃圾，保持地面平整。在施工開始前，必須仔細閱讀有關資料，如建筑行業水文地質條件、地下管線布置等，用人工程序確定地下管線的位置信息，確保鉆孔深度大于3 m，并保證施工安全，采用鉆孔法測量3 m以下的深度，用全站儀等工具確定桿位，用鋼絲繩檢查桿位縱橫坐標，保證鉆孔位置與設計桿位偏差大于50 mm。進行騎馬樁位置定位和進行日常維護施工效果更佳。

1.2 鉆孔護筒埋設

在護筒埋設的過程中，可以采用人工輔助小型挖掘機的作業形式進行施工[2]。需要注意的是，所挖出的圓坑深度必須大于護筒深度的0.3 m～0.5 m，在圓坑直徑方面，也應該超過護筒直徑的0.4 m～1.0 m。在筒坑挖掘完畢后，需要在坑底填充泥漿并夯實，同時還應該在坑底鉆孔的位置進行標記，然后將護筒放到挖好的坑底，然后再用十字線加線墜標出護筒的位置，為了保證護筒中心與坑底中心點相一致，需要不斷地對護筒放置位置進行微調[3]。

1.3 泥漿制作

預拌砂漿的泥漿量應該事先進行檢測，合理選擇，以保證泥漿量是樁混凝土用量的2倍，同時應考慮根據不同地層調整泥漿比重。

1.4 沖擊鉆進成孔

1.4.1 靠近護筒鉆孔

在進行鉆孔作業時，應該將密度為1.4～1.5的泥漿填充到護筒內，同時要注意進尺。在護筒刃腳鉆孔時，需要采用短沖程鉆孔的方法，為刃腳處的堅固提供保障。當鉆孔深度超過一定的高度范圍后，就可以按照正常沖程根據土壤條件進行作業。

1.4.2 砂巖層的鉆孔

泥質砂巖層的鉆探應該采用低壓錘沖擊。應該考慮側刃的高沖擊力。沖擊波高度應盡量增大，在不影響設備能力的情況下，盡量用相對密度為1.1～1.2的泥漿填孔。每推進2 m，就需要采集鉆孔鉆渣，確定土壤類型，保證數據記錄要準確，及時清理鉆孔，更換泥漿，更換正常的錐體作業。

1.5 驗孔與清孔

在探測鉆孔時，首先在螺栓孔的頂部綁上測井繩，然后用鋼絲慢慢固定螺栓鉆孔裝置。錨鉆到井底后，用米尺量出樁心與鋼絲之間的距離，并記錄下測井繩讀數。利用繩索測定樁基的標高。保證鉆進中心平面位置在50 mm以內，傾斜角度大于1%，設計樁孔徑大于50 mm且不小于50 mm的設計樁深。

采用平均轉速，將污泥比重控制在1.03～1.10，滿足膠體率大于98%以上的條件，一般換漿后取3%～5%的試樣進行試驗，以確定試樣在試樣區域中的黏度是否小于2%，含砂量是否小于2%。

1.6 鋼筋籠制作及下放

對鋼筋籠的制作，應參照有關規定進行制作。對于接合部位需要錯開的，還應注意同一縫線區內評定斷面總斷面的不得超過1/2。

鋼筋籠吊放步驟有以下7點：1） 應根據孔頂標高在鋼筋籠的頂部設置吊筋。2） 在起吊時，要在直徑的方向上拴牢吊點，為了避免鋼筋籠發生形變，吊起后需要使鋼筋籠保持平直狀態。3） 在鋼筋籠吊裝時，對孔要輕放、慢放。如果遇到阻礙，則隨起隨落，正反旋而下。4） 不高起猛落，用力下墜，以免碰到孔壁造成塌孔。5） 下料時，對孔內水位情況進行時刻監測，如有異常，立即停止施工，檢查是否存在塌孔問題。6） 將混凝土墊塊綁扎在鋼筋籠骨架外側，墊塊應該布置均勻，一般設置8處，墊塊之間的間隔2 m，以此來對混凝土保護層厚度進行控制。7） 鋼筋籠下降到標高之后，應該檢查其是否為中心偏斜。

1.7 安裝導管

在安裝管道時，要確保管道內部平滑，一致的內徑和固定的接口。并且在使用前要進行測試，例如試拼或連接拉力等，并給它編號。裝配完畢后應注意，偏差不得超過0.5%，且不得﹥10 cm。

1.8 灌注混凝土

1.8.1 首批封底混凝土

在第一遍混凝土灌注中，需要根據護筒埋深（≥1.0 m）和導管底部填充時的參數進行設定混凝土灌注數量，具體可以通過式（1）進行計算。

式中：V為首批混凝土灌注所需數量，m3；D為樁孔直徑，m；H為樁孔底至導管底端間距，0.4 m；H2為導管初次埋置深度，m；d為導管內徑，m；h為當樁孔內的混凝土達到埋深H2時管內混凝土柱的要求高度，m，由管外壓力來平衡。

在該基礎上，對鉆孔底部沉降層的地層厚度進行了再測量。如果厚度符合設計要求，應該立即灌注混凝土。

1.8.2 水下混凝土澆灌

水底澆注混凝土時，鋼網應放在混凝土儲液罐內，防止管路堵塞。在第一次灌裝時，將漏斗填滿，然后澆注材料，保證第一次灌裝完成。在澆注時要避免鉆底混凝土脫落，確保灌裝結果的準確性，同時要時刻注意管路中混凝土的起落情況及管路內水位的變化，及時安裝，以更好的拆除和提升管路。

1.9 泥漿處理與樁基檢測

鉆孔樁施工過程中會有大量的泥漿產生，為了保持施工區域環境整潔，必須通過污泥分離器處理后，將其運至專用儲存場貯存。

2 鉆孔灌注樁施工質量控制

質量控制標準見表1。

表1 質量控制標準

3 工程概況

該工程的總長為44.65 km，填方32.87萬m3，路基挖路4.21萬m3，共有2座大橋、1座小橋、涵洞3道，長、中、短隧1座。其中，橋梁上部為預應力混凝土小箱梁，樁身為單柱式、雙柱式樁身及鉆孔灌注樁（134根）等，樁身結構為“U”形擴寬肋式樁身和肋式樁身。項目于2015年5月開工，2019年1月正式竣工。

3.1 施工前準備

為鉆孔灌注樁基礎的施工提供更多的方便，施工單位在施工之前，應該對施工區域的環境、地形、水文以及氣候等進行徹底勘察，然后根據勘察結果判斷施工方案和圖紙是否有缺陷，在方便后期施工的同時，對施工圖紙和方案的可行性進行驗證分析。嚴格按照施工要求對現場垃圾、雜草、碎石塊等進行全面清理。如果有軟土路基，就需要進行加固處理，可以采用強夯技術進行加固；對施工過程中所用設備和材料進行檢查，確保二者符合施工要求，減少后期施工因設備或材料停頓或質量下降的可能性；根據施工圖紙和方案，明確各樁位的具體位置，做好檢查工作，避免放樣錯誤；采用全站儀輔助鉆機定位，定位后要用水平尺和定位錘來檢查，從而保證后期施工順利進行，如圖1所示。

3.2 護筒制作和埋設

護筒埋設具有確定樁位的作用，一般情況下，護筒內徑應大于樁直徑，二者之間相差20 cm左右，將護筒高度控制在3 m左右，如果樁所在位置地質條件較差，可以適當增加護筒高度；為了方便泥漿循環，在護筒頂部，需要設置高35 cm，寬18 cm的出漿口，在護筒埋設上，其埋設方式以挖孔模式為主。在孔深達到規定要求后置入護筒，將講護筒上部位置與地下水位的間距控制在1.6 m左右，用黏土填塞護筒壁與基坑之間的空隙，然后檢查樁位，樁位偏差應該＜4 cm，傾斜度為0～1.2%，當護筒埋設位置在水中時，需要使用專業的機械設備將其置入河床，以此來減少在后期鉆孔施工中護筒漏漿或塌陷問題的產生概率。

3.3 鉆孔施工

在施工之前，要檢查鉆機是否平滑，各部分是否完好，運轉位置是否靈活，潤滑油是否充足，確保鉆機不會發生塌方和移位。在鉆孔前檢查無誤。具體鉆孔作業中，應注意以下幾點：控制沖擊錘鋼絲繩與護筒中間線位置的偏差為0 cm～4.5 cm；沖孔時，在鉆孔時，需要每鉆2 m的深度就對鉆機垂直度進行一次測量，以此保證鉆孔過程中的垂直程度，避免過大誤差出現，為了便于連續鉆孔，需要在鉆進過程中做好相關記錄，同時要定時檢測鉆孔泥漿的性能，如有不符合規定的現象，應立即更換；保證護筒底口位置低于水頭，2個護筒之間的距離應在50 cm左右。

圖1 鉆孔灌注樁基礎施工流程圖

3.4 成孔和清孔

成孔后，就可以進行清孔作業，用34 cm～45 cm的小沖程攪動孔底沉渣。攪拌沉渣后進行第一次清孔，完成時需要提升鉆機錘頭高度，并將其與孔底間距控制在8 cm～16 cm。該工藝要求泥漿始終處于正循環狀態，然后壓入純度較高的泥漿，取代孔洞內的泥漿；在澆注混凝土之前，還要對孔洞內的泥漿進行二次清理，使其泥漿比重為1.00～1.18，含砂率小于1.72%，如圖2所示。

圖2 循環排渣示意圖

3.5 鋼筋籠放置

安裝鋼筋籠前，必須嚴格地檢查鋼筋籠的質量、性能等，如有問題，請用吊車吊到指定位置。鋼筋籠安裝完畢后立即置入孔洞中，應檢查其安裝位置、水平度和垂直度等，確保鋼筋籠底面高程偏差小于50 mm。在達到規范要求后，用2 m左右的加強箍對鋼筋籠進行加固處理；此外，還需要合理地設置防浮管，以減少后期灌注施工時鋼筋籠出現上浮的可能性。

4 結語

綜上所述，結合實際情況，嚴格管理和控制各施工環節，不斷創新和優化市政工程基礎工程的施工工藝，是今后市政工程建設和發展的必然趨勢。所以對于市政工程關鍵領域的鉆孔灌注樁施工技術，相關部門需要更加重視投資，不斷優化投資結構，從而保證市政工程基礎工程實現穩步發展。