橋梁工程鉆孔灌注樁施工的技術(shù)要點(diǎn)

文 / 李勝

一、工程概述

沭河大橋位處地質(zhì)情況復(fù)雜，主要為粗砂層，水中樁施工難度大，徐州市公路處、205指揮部、監(jiān)理組及徐州市公路工程總公司工程管理部對沭河大橋水中樁施工高度重視并予以大力支持。

項(xiàng)目部選擇具有代表性的3-3樁作為水中樁首項(xiàng)工程，于7月24日進(jìn)行了技術(shù)交底，交底后當(dāng)日開鉆，8月8日成孔，8月11日下鋼筋籠，8月12日凌晨0：05-5：20完成灌注。

3-3 樁設(shè)計(jì)樁徑φ1.5m，設(shè)計(jì)樁頂高程（系梁頂）26.3m、設(shè)計(jì)樁底高程-25.7m，基準(zhǔn)面（轉(zhuǎn)盤）高程29.71m，護(hù)筒徑φ1.9m，變截面（φ1.5m樁與φ1.9m護(hù)筒）高程13.15m，泥漿面（護(hù)筒出漿孔）高程28.3m，灌注時(shí)水位26.37m（汛期水位變化較大）。

二、鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）做好施工前的準(zhǔn)備工作

案例工程規(guī)模比較大，鉆孔灌注樁數(shù)量多，為保證鉆孔灌注樁施工的連續(xù)性，提升施工質(zhì)量，就需要做好施工前的準(zhǔn)備工作，主要包括以下內(nèi)容：

第一，對施工區(qū)域進(jìn)行全方位的測量放線，要確定每根鉆孔灌注樁的布設(shè)位置，同時(shí)還要結(jié)合地質(zhì)勘察結(jié)果，編制施工方案，確定工藝流程、安全措施、技術(shù)指標(biāo)，并制定應(yīng)急預(yù)案，以降低突發(fā)事件造成的損失和影響。

第二，需要嚴(yán)格控制好施工原材料的采購、進(jìn)場檢驗(yàn)、入場管理、使用管理等，決不允許質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)入到施工現(xiàn)場。尤其是水泥、骨料、添加劑的質(zhì)量必須滿足施工方案的需求。導(dǎo)管也要擁有出廠合格證書，并在使用前進(jìn)行閉水試驗(yàn)，達(dá)標(biāo)后才能使用。

（二）做好護(hù)筒埋設(shè)

本橋設(shè)計(jì)常水位標(biāo)高為26.3m，下護(hù)筒時(shí)水位標(biāo)高為27.096m，河床地質(zhì)情況，13.09~10.99m為亞粘土層。保證鉆孔質(zhì)量，避免發(fā)生孔壁坍塌問題，護(hù)筒的內(nèi)徑要略大于鉆孔灌注樁樁徑，本工程鉆孔選擇了沖抓鉆進(jìn)行鉆孔，護(hù)筒內(nèi)徑要比樁徑大30~40cm，且護(hù)筒高出水面的高度要控制在1~2m之間，高出地面的高度0.3m，護(hù)筒中心線需要和鉆孔灌注樁測量放線的中線相互重合，最大誤差不能超過50mm，傾斜度不應(yīng)超過1%。

（三）控制好造漿和鉆進(jìn)質(zhì)量

在鉆孔灌注樁施工中，漿液質(zhì)量非常重要，其主要作用形成泥皮，保護(hù)鉆孔壁。因此，本工程在造漿中選擇了優(yōu)質(zhì)粘土，通過手推車將粘土送往造漿池。在一些樁孔位置，采取護(hù)筒內(nèi)造漿的方法，保證在臨近護(hù)筒內(nèi)備滿泥漿，為二次清孔提供足夠的優(yōu)質(zhì)泥漿。

在開始鉆孔前控制泥漿比重在1.34左右，泥漿的含沙率控制在7%左右，稠度控制在28s左右，循環(huán)進(jìn)尺深度控制在70cm/h左右。

案例工程在鉆孔中，采取了沖抓鉆機(jī)，以便及時(shí)清理鉆孔時(shí)遇到的石塊。但在鉆孔操作中，發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況和地質(zhì)圖不相符。比如：在護(hù)筒上下約1.0m的范圍中遇到了粗砂，護(hù)筒底部并不存在亞粘土層。

所以在進(jìn)行鉆進(jìn)中，在護(hù)筒底部上下各2m的范圍內(nèi)，循環(huán)進(jìn)尺的速度要適當(dāng)減少，控制在50cm/h左右，以免對粗砂層造成不必要的擾動(dòng)。在鉆孔施工中，泥漿采取雙泵循環(huán)的方法，具體的循環(huán)路徑為泥漿船、護(hù)筒、相鄰護(hù)筒、泥漿船。鉆進(jìn)中通過振動(dòng)篩去除粒徑超標(biāo)的砂，每隔一個(gè)小時(shí)，檢測一次泥漿指標(biāo)。如果泥漿含砂率超過50%，要及時(shí)停止鉆孔，將含砂率降低到30%后再繼續(xù)鉆孔。

（四）一次清孔

鉆孔完成之后要及時(shí)跟進(jìn)清孔作業(yè)，案例工程在8月8日完成鉆孔，鉆孔灌注樁成孔時(shí)，泥漿的比重為1.52，含砂率為35%，如果長時(shí)間不清孔，會導(dǎo)致泥漿比重逐步降低，從而增大粗砂清除的難度，泥漿的粘度也會隨之降低。

可向鉆孔中加入8袋水泥，以及提升泥漿的比重和粘度。到8月11日泥漿含砂率降低到3.5%，比重為1.20g/cm，粘度為20s。

（五）安裝鋼筋籠

本工程3-3樁深度大，鋼筋籠規(guī)模大，全長達(dá)到43m，采用了鉆機(jī)和浮吊船相互配合的方法來安裝鋼筋籠，分為五節(jié)安裝，安裝前先用探孔器對鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)鉆孔的深度、垂直度、孔徑等達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行鋼筋籠安裝。

每節(jié)鋼筋籠接頭之間通過單面焊進(jìn)行搭焊，保證焊縫的長度不小于25cm，鋼筋籠拼接時(shí)，需要注重聲測管的安裝質(zhì)量和位置符合設(shè)計(jì)要求。前一節(jié)聲測管中先灌水，以降低內(nèi)外壓差，以免聲測管發(fā)生局部滲水問題。鋼筋籠要用預(yù)制混凝土墊塊作為保護(hù)層。

3-3樁保護(hù)層厚度為6cm，預(yù)制混凝土墊塊的為扁圓柱形墊塊，直徑為12cm，墊塊垂直2m分布一處，一處水平分布4個(gè)。鋼筋籠安裝全過程中，需要將穿好鋼筋的墊塊牢牢焊接到主筋之上，焊接完成之后要用超聲波探傷儀對焊接質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)未焊透、夾雜、焊瘤等及時(shí)處理。

安裝完成最后一節(jié)鋼筋籠之后，需要在鋼筋籠頂部焊接四個(gè)吊點(diǎn)，在吊點(diǎn)中穿入2根規(guī)格為10mm×16mm的槽鋼，擔(dān)放在鉆機(jī)平臺方，2根槽鋼之間通過鋼筋連接，并固定牢固。

（六）二次清孔

鋼筋籠安裝完成后，要及時(shí)開展二次清孔操作。本工程3-3樁于8月11日19點(diǎn)進(jìn)行二次清孔，在二次清孔中，泥漿中的含沙量會逐步降低，比重和粘度也會隨之降低。

當(dāng)泥漿的比重降低到1.15以下時(shí)，要及時(shí)加入水泥，調(diào)節(jié)泥漿比重和粘度。在進(jìn)行混凝土灌注之前，需要保證泥漿含砂率能夠降低到1%以下，比重不超過1.17，稠度控制在22s左右。

（七）水下混凝土灌注

水下混凝土灌注是鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要特別重視質(zhì)量。

本工程在8月12日0:05分到5:20分，對3-3樁進(jìn)行水下混凝土灌注。為保證水下混凝土灌注的連續(xù)性，選擇用兩輛罐車同時(shí)運(yùn)輸混凝土，第一車為3m的砂漿潤滑泵管，每車運(yùn)輸為8m，提升了鉆孔灌注樁混凝土面4.5m。

再灌注之前，需要檢查導(dǎo)管是否下落到孔底，然后提升約30cm的高度，再灌注首批混凝土，保證首批混凝土封孔導(dǎo)管埋深不小于3.9m。在整個(gè)灌注過程中，每灌注一車混凝土，對混凝土的上升面測量一次，以掌握導(dǎo)管的實(shí)際埋深，并和混凝土的實(shí)際灌入量進(jìn)行對比，然后及時(shí)拆除導(dǎo)管，控制導(dǎo)管在混凝土中的埋深始終保持在2~6m之間，逐步灌注到鉆孔灌注樁頂部。

（八）質(zhì)量檢測

8月18日，江蘇省建祥工程檢測有限公司對3-3樁進(jìn)行超聲波檢測，經(jīng)檢測為Ⅰ類樁；8月20日，江蘇智博工程咨詢有限公司對3-3樁進(jìn)行超聲波檢測，亦為Ⅰ類樁。

表面此種施工方法，可有效保證鉆孔灌注樁施工質(zhì)量，值得類似工程參考借鑒。

三、提升鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用效果的措施

鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用效果，直接關(guān)系到鉆孔灌注樁的質(zhì)量和穩(wěn)定性，為提升橋梁工程樁基的承載力，發(fā)揮出鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)勢，可從以下幾個(gè)方面同時(shí)入手：

第一，嚴(yán)格控制好護(hù)筒中水頭的高度，最低不能低于1.5m。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，入土深度不能低于2m，以提升護(hù)筒護(hù)壁效果。

第二，鉆孔施工中所用的泥漿比重不應(yīng)低于1.3，砂率控制在8%以下，按照地質(zhì)條件，合理調(diào)整循環(huán)進(jìn)尺的深度。泥漿要盡量采取雙泵循環(huán)的運(yùn)行方式。如果在鉆孔施工中遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件，對孔壁造成較大的擾動(dòng)，要及時(shí)回填上粘土，再進(jìn)行鉆孔操作。

第三，首次清孔時(shí)泥漿比重要控制在1.2~1.3之間，且含砂率不能超過4%，鉆孔完成后要及時(shí)開展首次清孔。首次清孔完成之后，及時(shí)開展鋼筋籠安裝工作，并在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量縮短鋼筋籠下放時(shí)間。鋼筋籠下放時(shí)要保證穩(wěn)定性，避免來回?cái)[動(dòng)，碰撞孔壁，破壞孔壁。

第四，二次清孔時(shí)，泥漿比重比較小，粘度下降明顯，為保證泥漿護(hù)壁效果，要加入適量的水泥，控制泥漿比重在1.15~1.20之間， 含砂率不超過2%，稠度在20s~22s之間。

四、結(jié)語

綜上，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用具有很多優(yōu)勢，既能保證橋梁工程對基礎(chǔ)穩(wěn)定性、強(qiáng)度、承載力的需求，而且施工速度快，泥漿可回收再利用，污染小，符合綠色文明施工的要求。但在具體應(yīng)用中，發(fā)揮出鉆孔灌注樁施工技術(shù)的這些優(yōu)勢，需要結(jié)合工程特點(diǎn)，制定施工方案，并對施工過程的每道工序嚴(yán)格控制，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，才能最大限度保證鉆孔灌注樁的質(zhì)量。