鉆孔灌注樁基礎施工技術在高速橋梁工程中的應用

趙金秋

（中鐵十九局集團廣州工程有限公司，廣東廣州 510000）

1 工程概況

本橋梁工程全長2252.94 m，為五指山至保亭至海棠灣高速公路工程中K63+160—K75+665.193 標段，占路線總長的18.02%，建設內容包含大橋、中小橋、互通立交及天橋。橋梁工程中，樁基礎采用的是鉆孔灌注樁，橋墩為柱式墩、花瓶墩，橋臺為環保臺、柱式臺，上部結構以預應力混凝土小箱梁為主，跨徑含18 m、20 m、30 m 三種形式。

2 鉆孔灌注樁基礎的施工要求

鉆孔灌注樁是現代橋梁結構體系中的關鍵組成部分，其具體結構如圖1 所示。不同于常規的樁基礎，此處所提的鉆孔灌注樁基礎對骨架、護筒均提出特殊的要求。

（1）骨架。制作成型的鋼筋骨架應存放在具有平整性、干燥性、穩定性的地面，并做好鋪墊，以免鋼筋骨架與地面直接接觸。按順序依次擺放，以便后續可以根據需求及時取用。運輸階段，骨架的保護為重點工作，以免因碰撞而出現變形等異常現象[1]。

（2）護筒。護筒埋設工作中，護筒平面位置、垂直度均要滿足要求，同時護筒底腳等部位均要具有足夠的防水能力，以便抵御水的侵蝕。

圖1 鉆孔灌注樁結構

3 鉆孔灌注樁基礎施工技術的應用要點

高速公路橋梁工程的現場地質條件復雜，含軟土、高液限土及花崗巖殘積土等，施工期間易發生巖土體崩塌等事故。遇強降雨天氣時，易加劇巖土體的滑動，對橋梁的施工質量提出較高的要求。在樁基礎施工中，采用的是鉆孔灌注樁的方式，以保證基礎結構的穩定性，給橋梁后續建設工作的開展創設良好的條件。關于具體的施工內容，做如下分析：

3.1 施工準備

根據設計要求規劃施工場地，界定范圍，平整該區域，修筑泥漿池、沉淀池，適配全站儀；引入坐標法，精準測定鉆孔樁的具體位置，并將預制成型的護筒埋設到位，在周邊設置中心定位樁，刷涂紅油漆，形成醒目的標記[2]。

3.2 孔口護筒

護筒內徑略大于樁徑30 cm，同時在護筒周邊增設加勁筋，于上端增設1 道溢漿口。孔口護筒采用的是穩定性較好的鋼板護筒，板厚8 mm，于頂部以焊接的方法設置加強筋，通過此舉提高筒頂的剛度。結合現場作業條件，將其深度控制在1.5 m 以內，頂部超出地面的部分約0.3 m。護筒施工中，加強對其中心的檢測，確保其與設計樁基礎中心的誤差在50 mm 內，傾斜度需在1%以內，否則不滿足要求。

3.3 泥漿護壁

根據需求制備泥漿，用于懸浮泥渣以及保護孔壁。泥漿的性能為重點控制對象，需根據現場實際情況合理制備，動態化調整泥漿的比重。在本項目中，原材料選用的是優質黏土或膨潤土，也可在此基礎上摻入適量小片石；以孔外水位或地下水位為參照基準，要求泥漿始終高出（1～1.5）m。在制備泥漿時，相對密度、黏度等均是關鍵的控制指標，且各項指標在不同地層條件下的要求不盡相同，需差異化對待，具體如表1 所示。

表1 泥漿性能指標技術要求

3.4 鉆孔、清孔及檢孔

（1）鉆孔。鉆孔施工采用的是沖擊鉆孔的方法，遵循連續作業的原則，鉆孔期間定期取碴，用于判斷巖層和土層的實際特性，根據所掌握的數據繪制地質柱狀圖，供分析所用。此外，工程還采用泥漿護壁的方法，以黏土、水、添加劑為主要材料，按特定的配比制備泥漿。在前期準備工作中，已經準確確定開孔位置，因此可根據各孔位有序向下鉆進，期間啟用泥漿泵，同步循環鉆進[3]。

（2）清孔。鉆孔期間所產生的雜物將大量堆積至孔內，需做好清孔工作，將孔內沉渣量減小至許可范圍內。清孔采用的是二次清孔的方法，首先用鋼筋籠檢孔器檢查，根據所得結果利用掏碴法清理，后續在灌注混凝土前需再次檢測孔內沉渣厚度并清理，期間嚴格控制孔內水位的高度，以免出現坍孔現象。

（3）檢孔。經鉆孔、清孔后，做全面的質量檢查，指標包含孔位、孔深、孔徑、垂直度等。

3.5 鋼筋籠制安

鋼筋籠的體積較大，為便于施工，普遍采取分段制作、統一拼接的方法。鋼筋籠制作應由專業人員完成，保證操作的規范性以及最終產品質量的可靠性，例如尺寸精度、焊接質量等均要滿足要求。鋼筋籠成型且通過質量檢驗后，將其安裝至孔內，此過程中應嚴格控制垂直度，對準孔位后再緩慢向下放置，且不可出現鋼筋籠與孔壁碰撞的情況，否則易加劇鋼筋籠的變形。鋼筋籠下放到位后，對上端和護筒采取焊接處理措施，以構成完整的整體，消除混凝土上升所產生的頂托力，以免出現鋼筋籠上浮的情況。在本項目中，提前將各分段鋼筋籠制作成型，用汽車吊吊裝入孔，逐段焊接。

3.6 灌注水下混凝土

施工采用的是導管法，導管選用的是Φ219 mm 快速卡口接頭導管，在使用前組織水密承壓試驗和接頭抗拉試驗，用于分析導管的質量情況。下放導管時，底部預留30 cm 的空隙，確保首批混凝土能夠以較快的速度沖下。灌注施工全流程中，用測繩及時測量混凝土面的高程，導管埋入混凝土的深度以（2～6）m 為宜，不可出現斷樁等異常現象。樁頂高出設計標高的部分需超過1 m，以便根據實際施工情況適時清理疏松的混凝土，使樁頂混凝土的強度可滿足要求。經水下混凝土灌注施工后，做超聲波檢測，用于判斷成樁的質量情況。若對質量問題存在疑問，則進一步鉆芯取樣，直至給出準確的判斷結果為止。

4 鉆孔灌注樁的常見問題分析及解決對策

4.1 孔壁坍塌

（1）原因分析：泥漿濃度偏低，護筒埋置深度未滿足要求，鉆孔作業的速度偏快，施工現場地質條件欠佳等。

（2）解決對策：于松散砂土處組織鉆進作業時，應嚴格控制速度，并制備高黏度的泥漿，以改善護壁效果；隨鉆進作業的持續推進，應適時補充孔內泥漿。

4.2 卡鉆

（1）原因分析：鉆孔的速度過快，巖面發生傾斜現象，存在孤石、溶洞等特殊的地質條件。

（2）解決對策：以施工規范為準，合理鉆孔，若鉆孔期間遇巖面傾斜的情況或是存在溶洞，需做全面的檢查，采取針對性的處理措施。

4.3 孔斜

（1）原因分析：巖面傾斜時，若其存在軟硬相間的情況，則容易由于各處的硬度不均衡而出現孔斜問題。

（2）解決對策：吊住鉆桿，嚴格控制鉆進速度，向孔內填入適量的片石，先用沖擊樁機處理斜面硬層，將該部分沖平后，再啟用回轉鉆機，緩慢鉆進。

4.4 斷樁

（1）原因分析：混凝土的質量不達標，例如坍落度偏高或偏低，骨料的粒徑偏大；灌注施工中未及時提起導管，導致導管堵塞；供料能力不足，導致施工進程被迫中斷，間歇時間過長；在提升導管時未控制好導管的姿態，導致其與鋼筋籠碰撞，掉落的土體混入混凝土內，影響樁體的成型質量。

（2）解決對策：加強對混凝土的檢測，保證其在均勻性、坍落度等方面均可滿足要求；澆筑施工中，加強對混凝土頂面高度的測量，經計算后確定埋管深度；按需生產混凝土，提高供應能力；儲料斗的體積需與首批灌注混凝土量相同或適當增多。

5 結語

鉆孔灌注樁施工技術被廣泛應用于橋梁建設中，為充分發揮出鉆孔灌注樁的應用優勢，工作人員需高度重視鉆孔灌注樁的質量問題，視實際施工條件合理應用施工技術，加強質量控制，采取預防措施，以免出現孔壁坍塌、斷樁等異常現象。若存在質量問題，則需及時查明成因，做針對性的處理，減小不良影響，盡快恢復至正常施工狀態。