市政橋梁工程樁基礎施工技術要點

朱經邦

（湖南教建集團有限公司，湖南 長沙 414000）

1 市政橋梁工程概況

某市橋梁工程計劃全橋長82m，橋寬30.50m，采用3m×25m 預制箱梁為其上部結構，樁接蓋梁作為其下部結構橋臺，而橋墩形式為柱接蓋梁。該工程設計以摩擦鉆孔灌注樁為下部基礎，具體數據如下：①最大樁長：40m；②樁徑：140cm。

2 鉆孔灌注樁施工流程及相關工藝

鉆孔灌注樁具體施工流程如圖1 所示。

圖1 鉆孔灌注樁具體施工流程

2.1 鉆孔施工前的準備事項

準備事項主要為對施工場地進行清整，修筑施工便道，進行樁位放樣，安裝水電供應系統，提前獲取鉆孔架、鉆孔機械等相關設備，將護筒制作并預埋，施工所需泥漿的制備[1]。

2.1.1 施工場地的清潔與整理

施工場地清整需根據現場不同環境采取針對性處理。若鉆孔樁基礎將處于水中，則必須搭建施工平臺；若鉆孔樁基礎將處于旱地，則需在清理完雜物后進行夯實處理。

2.1.2 護筒的制作與埋設

工程所采用護筒通常使用3～5mm 厚鋼板制成，直徑需當大于鉆孔樁直徑25cm，而為保持其剛度，需在其上、下兩側及中部外側焊上加勁肋，預防施工中發生變形。為保障工程后續質量，護筒在埋設時應嚴格將軸線與事先標出的樁位中心點重合，而穩固埋設后應再次檢驗確保其位置偏差在5cm 以內，傾斜程度于1%以內。

2.1.3 泥漿制備要點

為提高所制備泥漿的速率與質量，施工準備中需將泥漿原料粘土盡可能碾碎，其后將之倒入護筒中，啟動沖擊錐進行制泥漿備。待泥漿沖擊成型后，即可進行鉆孔操作，而過程中剩余的泥漿可引導至一旁貯存池內，方便后續充分利用。

2.1.4 鉆孔機械就位要點

鉆機就位過程只需將設備鉆錐中心與放樣所設樁位點進行對準，而兩者相差需在5cm 以內。

2.2 鉆孔施工相關工藝

2.2.1 開鉆要點

（1）鉆前準備時，需根據地表環境松疏程度決定是否加入小片石于粘土中，在灌入泥漿與水后，可將泥膏、石塊等借助鉆頭沖擊擠向孔壁，使護筒角得到加固。只有當鄰孔混凝土強度達到30 后才可進行下一次開鉆，否則鉆頭產生的沖擊將會影響到鄰孔中已灌注混凝土的凝固效果甚至有造成鄰孔坍塌的風險。當孔底位于護筒腳下3～4m 時，沖擊鉆孔可考慮使用大沖程，其余情況下宜用小沖程進行孔鉆。為適當縮短施工時間于防止孔洞坍陷，可考慮使用沖抓鉆于鉆孔樁上部的淤泥段中。

（2）為避免影響成孔質量，鉆機在安裝前位置需進行夯實平整化處理，而鉆孔作業中鉆機需牢固固定，施工者在實行少量松繩、勤松動鉆孔原則下，需通過鉆錐發出的沖擊聲與鋼繩回彈情況，分析孔底大致情況，及時做好調整。為避免護筒腳孔鋼壁損壞，孔內泥漿水平高度需高于護筒腳不少于0.5m；為防止筒中泥漿濺出，孔內泥漿水平應比護筒頂部低至少0.3m。鉆孔作業中，需時刻預防安全事故發生，定時對鉆頭與鋼絲繩磨損進行檢查，勤加更換。

2.2.2 抽碴作業的注意事項

（1）在向孔內添加粘土時，應隨沖擊少量多次投放，及時補充泥漿與清水，防止一次過多倒入產生粘結現象。為提高抽碴效率，抽碴筒需放入孔底后進行上下多次提放操作，使鉆碴充分進入其中。

（2）開鉆作業通常需配備好多個備用鉆頭，在作業前對鉆頭直徑磨損是否超過1.5cm 進行檢查，對磨損過度的鉆頭刃口，作業人員需及時修補或替換，開鉆后不得補焊，避免作業中途卡鉆。

2.3 回轉鉆的相關鉆孔工藝

2.3.1 初鉆操作

開始鉆進前，需先使轉盤與泥漿泵空轉一定時間，等待其內泥漿量到達一定水平。為避免停鉆時間過程使孔底沉淀量增多，施工者進行接、卸鉆桿操作需在保證安全前提下盡可能快速。

2.3.2 鉆進要點說明

（1）鉆進剛開始時，需適當把控進尺幅度，為使護筒刃腳產生牢固泥皮護壁，鉆進速率應采取低檔慢速；待鉆過刃腳1m 后，依照具體土質松疏度考量是否以正常速率鉆進。發現護筒土質松疏且有漏漿現象時，為穩定鉆進工作，需將鉆錐提出，往其內倒入適量粘土后，放入鉆錐進行倒鉆，利用生成的泥漿對孔壁內漏漿間隙進行填補。

（2）鉆進作業過程中，為確保鉆孔的直徑與垂直度符合施工要求，每進尺2～3m，施工者都需使用具備與設計樁徑相等外徑D 且高3～5m 的圓鋼籠進行檢驗。具體檢驗方法：將鋼筋籠中心對準鉆孔中心點后，懸吊入孔中進行上下提動，過程中無掛阻現象出現即鉆孔符合標準[2]。

2.3.3 鉆孔完成后的檢測與清理

為保證鉆孔質量，在完成鉆孔作業后須對孔深、直徑與傾斜度進行測量，檢查是否達到設計標準。而清孔操作是為確保孔底沉碴量與孔中含泥量、含碴量等雜質含量在設計圖紙要求范圍內，故需在鋼筋籠吊放前，進行必要排雜工作。

2.4 制作與吊裝鋼筋籠要點

2.4.1 材料規范

為確保工程質量，鋼筋籠所使用的鋼筋材料在種類、型號和直徑上都需嚴格按照設計圖紙選取。而材料中Ⅰ級鋼筋性能應符合鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋（GB 13013—91）規定；Ⅱ級鋼筋性能應符合鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋（GB 1499—1998）規定。

2.4.2 鋼筋籠制作要點

鋼筋籠應依照設計圖紙與技術規范中所指導進行制作，步驟共分為調直、除銹、截斷、彎折與焊接五步。在主筋的選取上，通常采用整根，使用搭接式焊接頭進行對接，不設彎鉤于末端，搭接長度在5d 以上。為確保成品符合標準，需對其直徑和主筋、箍筋與加強箍筋的間距制備誤差進行檢測，須在20mm 以內。

2.4.3 鋼筋籠安裝要點

（1）鋼筋籠中部及上、下端應每隔2m 配置四個鋼筋小圓環于同一橫截面內，用以確保籠外混凝土保護層厚度符合圖紙設計標準。

（2）為保證鋼筋籠安全的安裝，在吊裝前，需使用直徑與鉆孔直徑相等的探空器對孔洞內是否存在影響安裝的障礙物和有無坍塌風險進行檢測，及時清出尖石等雜物。

（3）為保證吊裝過程不對鉆孔造成影響，需先對準孔位后，再將鋼筋籠豎直地慢放，途中通過正反旋轉與緩升緩降規避障礙物，若操作無法規避時，即刻暫停下降，解決問題后再進行安裝。

（4）為使偏差保持在規范要求的5cm 范圍內，鋼筋籠在入孔后須以懸吊狀態進行精確固定。

2.5 灌注混凝土相關工藝

2.5.1 混凝土材料及相關工具制備

（1）混凝土的級配須根據結構尺寸、鋼筋間距及混凝土相關施工操作為依據，針對性選擇其原料的碎石與砂最大合適尺寸。而為符合相關要求規范，集料必須經過淘洗篩選，以降低有害雜質含量。

（2）工程根據樁長、樁徑及每小時通過混凝土數量，針對性采用3mm 厚度鋼板進行卷焊制備灌注混凝土工具——漏斗、導管與儲料斗的制備所需導管。導管通常大于250mm，而分結長度要求小于其提升設備的最大升高高度，以便拆裝與運輸。導管下端節可加長至4～6m，而中間節通常長約2m。漏斗為方便的高度調節，可在其下配置一節長度為1m 作業的上端節導管。中間節為便于連接時使用螺栓，兩端都焊有法蘭。法蘭具體細節：邊緣略大導管外壁40～50mm，厚度為10～12mm，具有6～8 個螺栓孔，直徑在12～16mm 間。為實現后續栓掛鋼絲，法蘭旁還焊接有一對吊耳，并使用寬度外側與法蘭盤外緣相同，而內側略窄法蘭盤內緣的4～5mm厚度的橡膠墊墊于上、下節法蘭間[3]。

漏斗采用的鋼板厚度為2～3mm，通常制成圓錐或棱錐形，且需對稱焊接兩個吊環于其上口15cm 外側處。圓錐漏斗的上口直徑通常為800mm，高度為900mm；棱錐漏斗結構一般為1000mm×1000mm×800mm，下端插進導管通常15cm。而制備儲料斗需使用到加勁肋與厚度3mm 的鋼板，底部傾斜，出口處設有閘門，出口下端設置有活動溜槽，漏斗接于溜槽下。

2.5.2 混凝土的制備要點

工程中所采用的混凝土通常為25 號；配合比坍坍落度為18～22cm；骨料粒徑為0.5～3cm，最大不高于4cm；0.5～0.6 的水灰比。當水泥用量符合相關要求時，實配標號應比設計標號高出10%～15%。為使制出混凝土質量符合標準，需精確稱量拌制所需水泥、砂石與清水用量，清水采用體積計量，水泥袋裝用每袋50kg 計量而散裝則用料斗計量。所有原料從加水至排出，攪拌時間需大于2—2.5min，須全部排出。為減少對下盤原料配比的影響，當攪拌設備停止運行30min 以上時，再次使用需將其清洗。拌制現場為保證混凝土灌注的不間斷，通常需配備一臺應急攪拌設備待命。

2.5.3 鉆孔樁灌注混凝土注意事項

鉆孔樁每斗混凝土灌注間隔需盡可能縮短，中途作業需保持連續不間斷，嚴格把控拆卸導管耗時于15min 以內；隨時根據探測出混凝土高度變化，拆除或升高導管內，而灌混凝土導管埋深最大不超過6m，通常為2～4m。細節注意事項如下：

（1）當測量到孔底沉淀含量超標時，需采取3—5min射風或射水清理措施；樁底與導管下端距離需控制在0.3～0.4m。

（2）無論什么情況下，混凝土內所埋導管深度都要大于1.0m。

（3）灌注混凝土在水下的樁頂設計標高應比實際標高低約0.5m。

（4）為防止斷樁事故發生與保證施工質量，需嚴格檢查預防導管漏水或其底口進水現象。

（5）為保證鋼筋籠在混凝土灌注作業完成后隨混凝土凝固而收縮，應放松對其的固定措施。

2.6 樁頭清理工作注意

測量得出樁頭中混凝土強度已25%設計值后，為不影響后續工程推進，使樁頂達到設計標高需立即拆除其外護筒并進行人工鑿除外部殘混凝土，并嚴格確保過程中樁身質量不受影響。

3 成樁質量控制要點

（1）施工以成樁質量為首要指標，在進行混凝土灌注樁前需進行嚴格查驗混凝土制備所需原材料的質保書，并對其實樣進行對比，若檢驗不符，作業不得進行，必須進行取樣復檢。

（2）對于水下灌注混凝土的施工主要依賴導管灌注，為盡可能減少混凝土離析現象出現，混凝土的配合比需根據水泥品類、石料、砂規格于含水率進行針對性調整；混凝土的拌制前都需進行復核配合比及測驗計量精確性，原始記錄與試件需及時填入與制作，便于進行測試與計量工作管理，以將每根樁配合比進行科學最合理調整。

（3）混凝土拌制時間會影響其強度，操作者需注意控制混凝土灌注時其的攪拌時間與坍落度，通常坍落度范圍控制在18～20cm 間，可預防斷樁、堵管、夾泥等施工事故的發生。混凝土內導管埋深通常在2～4m，極少小于1m 或大于5m，且在作業過程中禁止將導管底端抽出混凝土面。為提升樁身中上部混凝土的抗壓能力，在混凝土面至樁頂標高僅有8～10m 時，需及時調小坍落度于12～16cm 內；為保證施工過程連續不間斷，使混凝土面上升抽動導管時力度不宜過大或過小，混凝土面升降幅度過大將導致混凝土體撞擊孔壁，造成孔壁坍塌或下墜。

4 結語

鉆孔灌注樁施工技術是橋梁工程核心技術之一，對它的研究與高水平利用能在很大程度上推動我國鐵路、港口等工程的進步與發展。本文向讀者大致介紹了鉆孔灌注樁技術的鉆孔工藝、鋼筋籠的安裝操作與混凝土灌注技術，在秉持質量為先、安全為先的施工原則下，對可能出現的施工問題提出了應對或預防方法，以期為相關從業者提供一定的參考。