橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術應用

李玉龍

（蘭州建設投資（控股）集團有限公司，甘肅 蘭州 730070）

1 引言

鉆孔灌注樁施工技術本質上是利用鉆孔技術在土壤中產生一定直徑的井孔，然后將鋼筋籠或鋼筋骨架吊裝入井孔中，最后用混凝土進行澆筑產生一種樁基礎。和其他基礎結構相比，鉆孔灌注樁具有承載力高、適用范圍廣、直徑大小靈活等優勢，可以很好地用于各類工程項目基礎施工中。隨著我國經濟水平的提高，目前，鉆孔灌注樁施工技術已趨于成熟化。但是，在實際施工過程中，該技術容易受各方面因素的影響。結合眾多施工案例分析可知，在公路橋梁工程項目施工過程中，至少有10%左右的鉆孔灌注樁存在質量問題。基于此，建設單位一定要做好鉆孔灌注樁施工質量控制工作，降低施工過程中出現問題的概率。本文將結合具體工程案例對橋梁工程項目中鉆孔灌注樁施工技術進行分析和研究。

2 工程項目基本概況分析

本工程項目屬于某地橋梁工程項目建設的重點階段，其第二標段屬本次工程項目的施工范圍，原來橋梁結構主要采用混凝土現澆箱梁結構，橋梁上部分采用現澆連續箱梁結構，下部分主要為灌注樁結構。考慮到施工周期等因素的限制，要在短期內獲取較好的施工效果，主要采用鉆孔灌注樁基礎施工。

3 市政橋梁工程基礎鉆孔灌注樁的特點

橋梁工程涉及的內容較多、復雜性較高、面對的環境較為多樣復雜，特別是其施工區域往往會受到水體的影響，很難完全控制其穩定性，存在大量突發性狀況，這些都對橋梁工程施工造成很多影響。在此背景下，橋梁工程采用鉆孔灌注樁施工較為適宜，其具有適應性強、承載力高、性價比高、抗震性能強等特點。

（1）具有較強的適應性。在橋梁工程中應用鉆孔灌注樁進行施工時不會受到地質條件、地理環境等方面的限制，在任何天氣條件下都能夠進行施工。

（2）具有較強的承載力。橋梁工程建設過程中需要通過樁基礎對上部相應結構提供較大的承載力，應用鉆孔灌注樁就可以為上層橋梁提供非常大（約5 000～7 000kN）的承載力。

（3）具有非常高的性價比。在橋梁工程施工時應用鉆孔灌注樁能夠降低資源消耗，更有利于橋梁施工，縮短橋梁工程的施工時間，提升施工效率，降低橋梁工程費用投入。

（4）具有較強的抗震性能。鉆孔灌注樁具有非常好的整體結構，可以利用灌注樁將上層橋梁結構和基礎進行充分連接，使橋梁和地基融合成為整體，通過地基為橋梁提供較強的承載力，進一步增強橋梁工程的抗震性能。

4 橋梁鉆孔灌注樁施工前的準備工作

4.1 原材料的準備工作

在開展橋梁鉆孔灌注樁施工前，要做好原材料準備工作。例如，在選擇原材料的過程中，要選擇資質合格的材料，在材料進入施工現場之前，要對材料進行抽樣調查，并通過抽樣調查分析材料的質量，嚴禁質量不合格的材料進入施工現場。一般情況下，在橋梁修建過程中，會應用到混凝土、水泥砂漿等，考慮到混凝土材料需要在施工現場進行配置，在應用注漿導管的過程中，要開展水密性和抗壓試驗等。灌注樁樁基的參數見表1。

表1 灌注樁樁基質量的各個參數

4.2 施工人員的培訓工作

在開展鉆孔灌注樁施工工藝之前，要做好施工人員的培訓工作，以確保工程項目的施工質量和施工水平。鑒于此，施工單位需要結合實際情況挑選一批技術和素質過硬的施工人員進行定向培訓，幫助其掌握鉆孔灌注樁施工技術的要點。就目前很多施工單位對施工人員的選擇情況進行分析可知，在用工荒時節，很多施工單位不得已會挑選素質不高的人員參與到施工中，由此為鉆孔灌注樁施工埋下了隱患。因此，在正式進入施工之前，一定要做好施工人員的培訓工作，降低施工隱患。

4.3 做好施工設備的現場管理工作

考慮到在橋梁施工過程中容易受各類綜合因素的干擾，需要做好施工現場設備的管理工作。舉例來說，可以劃定特定的設備存放區域，并對施工設備的存取做好相關記錄，避免出現設備丟失等現象。同時，要做好施工設備的維修養護工作，以延長設備使用壽命。

5 鉆孔灌注樁施工技術的施工流程和施工方法

5.1 基本施工流程

與其他施工技術相比，鉆孔灌注樁施工技術的施工要求更加嚴苛。由于鉆孔灌注樁施工技術具有良好的應用性，其施工工序和預制樁施工技術相比較為簡單。具體施工工序如下：

（1）在施工過程中，要嚴格按照設置的深度進行鉆孔。

（2）采用含水量低及比重較小的泥漿替換鉆孔泥漿，技術人員要檢驗替換泥漿的含沙量和比重，分析是否符合清孔的預期效果。

（3）要做好鋼筋籠的吊放和混凝土澆筑工作。

5.2 鉆孔灌注樁具體施工工藝

5.2.1 鉆孔灌注樁樁基控制工作

在開展鉆孔灌注樁施工工藝之前，要根據施工標準和施工規定明確灌注樁的樁基質量和要求，做好初凝混凝土的凝結時間控制工作，以確保水下施工質量。

5.2.2 施工泥漿的制備工藝

樁基的質量和施工泥漿的制備水平有著非常密切的關系。因為，在實際鉆孔灌注樁施工過程中施工泥漿起著基礎材料的作用。鑒于此，一定要嚴格根據施工規定制備泥漿。舉例來說，在實際施工過程中可以使用膨潤土作為潤滑劑，并根據規定制備泥漿護壁。但是，需要考慮水位等施工因素，如果施工水位對鉆孔灌注樁施工產生影響，要將地下水位控制在1.5m以下，盡量遠離泥漿面，地下水位泥漿面要高于地下水至少1m的距離。同時，在后期澆筑過程中要定期對泥漿進行更換，以保證清孔效果。

5.2.3 鉆孔

在進行鉆孔施工時，要根據所在區域的地質條件、施工要求等選定最為適宜的鉆孔方式，要將鉆孔機固定到灌注樁的一側實施鉆孔。鉆孔時若受到較大阻力，可以利用黏土將表層墊平之后再實施鉆孔。在此過程中施工人員要準確記錄土層變化情況。

5.2.4 清孔

在具體施工過程中，灌注樁會受到承載力、孔底地基和沉渣的影響。一般情況下，當鉆孔工作結束后，一定要徹底清理孔底，此過程被稱為清孔。在實際清孔過程中，受泥漿流動等因素影響，會產生一定的沖擊，施工人員可以利用該沖擊力使孔底的沉渣保持懸浮狀態，向孔底灌注泥漿，依靠泥漿自身的吸附力帶出沉渣。清孔工作的質量直接影響鉆孔灌注樁基礎的質量，因此，一定要做好清孔和泥漿制備工作。根據施工要求和大量施工案例可知，一般情況下，泥漿的性質如下：①泥漿黏度測定數值：17～20min之間。②泥漿含沙量≤6%。③泥漿膠體率≥90%。在制備泥漿的過程中要挑選一定數量的膨潤土，并選擇合適的機械設備。

5.2.5 鋼筋籠的制備及吊放工藝分析

除了清孔工藝之外，還要做好鋼筋籠的制備和吊放工藝。在不違反施工規定的條件下，做好鋼筋材料的驗收工作，在驗收過程中，要重點檢查鋼筋籠的吊環長度和高度，確保二者在既定的范圍內。同時，考慮到鋼筋吊環只需要短時間固定在鉆架上，需要根據實際情況確定吊環的長度。在鋼筋籠制備過程中，為了滿足施工要求，一定要檢查鋼筋籠的焊接縫隙，避免因焊接工藝不過關導致返工。在鋼筋籠吊放過程中，要力求緩慢、準確，避免對鋼筋籠或孔壁造成損害。

5.2.6 護筒的安裝工藝

在安裝施工護筒的過程中，要嚴格根據施工規范和標準檢查護筒的尺寸，并根據施工現場的地質情況確定護筒的埋深，以此提升施工質量。一般情況下，會根據樁徑－30的標準確定護筒的內直徑。

5.2.7 鉆孔施工工藝

就整體鉆孔灌注樁施工技術來說，其最為關鍵的施工工序就是鉆孔施工技術，鉆孔質量會直接影響整體的施工質量。鑒于此，可以采取以下施工措施：①在鉆孔過程中，要確保鉆機的穩定性，在垂直90°的方向進行作業，在作業過程中用測量鋼絲來分析鉆孔深度和角度是否符合施工要求。②在鉆孔過程中，需要確定泥漿的水位，并及時灌漿，以保證表層的穩定性。

5.2.8 混凝土的澆筑工藝分析

前期鋼筋籠吊放等工藝結束經過初次驗收后，要根據施工工藝規定開展混凝土澆筑工作。處于水下的樁基礎要進行連續澆筑，不能存在間隔。在進行混凝土灌注的過程中，導管埋深不能超過標準值，避免導管過深對施工產生影響。一般情況下，在澆筑前，需要借助專業設備對混凝土導管位置和深度進行勘測，如果導管埋深超過既定范圍，非常容易出現質量問題。基于此，需要將導管埋在地下3～5m的范圍之間。如果施工區域處于雨季，則要采取相應的隔離措施，避免鉆孔內進入雨水。

5.2.9 鉆孔灌注樁樁基的養護策略

在實際鉆孔灌注樁施工過程中，即便樁基礎和內部結構已經完備，但是樁基礎的質量依然是無法確定的。基于此，需要采取以下養護措施來確保樁基的質量：①在制備及運輸鋼筋籠的過程中，為了避免鋼筋籠出現變形，需要采取固定措施。在吊放鋼筋籠的過程中，為了避免鋼筋籠受到泥漿浮力上浮，需要對其進行固定。②在灌注樁基礎施工前，要根據施工要求對基礎進行開挖，避免樁基因挖掘出現偏移。如果樁基已經出現偏移，要先對偏移數值進行檢查，然后采用必要措施進行干預。需要注意的是，在施工過程中，要避免對施工現場的高程樁基礎產生破壞。③在安裝樁基的過程中，盡量避免碾壓混凝土強度低于5MPa，對樁頭產生破壞。

6 做好常見問題的防范措施

在進行鉆孔灌注樁施工時，發生概率最大的就是掉鉆、坍塌、鉆孔偏斜等問題，針對這些問題要采取專門的措施進行防范。

（1）掉鉆問題防范。要定期對鉆機的工作狀態進行檢查，一旦發現零件磨損，超過了限定標準要及時進行更換，保證設備正常運行。在發生掉鉆問題時嚴禁硬拉硬拽，要使用打撈設備將鉆頭打撈出來。

（2）孔壁坍塌問題防范。孔壁坍塌問題主要是由于護筒埋深較淺、操作不合理造成的，所以，一定要嚴格按照標準進行鉆孔，保證孔壁的穩定性。同時，進一步增強護筒拆除、泥漿回填方面的質量管控。

（3）鉆孔偏斜問題防范。鉆孔偏斜問題主要是由于鉆孔較大、鉆機穩定性不足造成的，所以，在鉆孔前要檢查鉆機的穩定性。如果產生了鉆孔偏大的情況，要通過黏土對其回填，確保其達到標準后，方可進行后續施工。

7 結語

綜上所述，在公路橋梁等大型工程項目施工過程中，往往都會應用到鉆孔灌注樁施工技術。在實際施工過程中，要嚴格控制施工工序，避免出現鋼筋籠偏移和損壞的現象。和其他樁基礎施工技術對比可知，該技術具有良好的承載力和應用范圍，且施工工序較少，可以很好地用于各類工程項目基礎施工中。