鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁施工中的應用研究

龍開林

（貴州省公路建設養護集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著公路橋梁建設的發展，鉆孔灌注樁施工技術水平越來越高，其在公路橋梁施工中起到了至關重要的作用，可以使公路橋梁的承載能力和穩定性得到持續的加強，從而提高公路橋梁的安全性能。在公路工程中，鉆孔灌注技術是一項重要的施工技術，其施工質量對整個結構的影響較大[1]。該技術具有一定的隱蔽特性，在地表或水上進行施工，其施工技術也較常規的方法更為復雜。施工過程中若不進行有效的管理，將會對整個公路橋梁的安全運行產生不利的影響。為防止橋面坍塌等事故的發生，必須對鉆孔灌注樁的施工工藝進行科學、合理的應用，并嚴格按照施工工藝規范和程序，保證施工過程中的每個環節都能有效地完成。

1 鉆孔灌注樁施工原則

（1）在對橋梁工程地基進行選型時，應對其地質特征、氣候環境等進行深入的分析，并始終堅持合理化、科學化的原則，以保證所制定的工程建設方案的合理性。同時，在具體的施工中，可以依據橋面的結構特性來確定其安全級別，并依據其承載能力的特性，進行相應的設計工作，這樣才能使工作的整體質量得到改善。

（2）在具體應用施工工藝時，要根據周圍的環境條件，制定合理的施工方案，以改善鉆孔灌注樁的施工效果。

（3）在采用鉆孔灌注樁施工技術時，要針對現場環境特點，采用相應的工藝技術，制訂合理的設計方案。

（4）在公路橋梁工程中，應防止鉆孔出現傾斜，并及時清除路面上的雜物，保證道路處于平坦狀態。然后搭建施工作業平臺，選用合適的工程材料，進行鉆孔灌注樁施工，增強技術應用效果。綜上所述，鉆孔灌注樁能夠很好地適應我國橋梁工程的施工工作。

2 鉆孔灌注樁在公路橋梁建設中的應用要點

2.1 護筒埋設

在整個鉆孔過程中，為了確保所用的樁機設備能保持與地面垂直施工，防止因機械運轉沖擊而導致鉆孔周圍土層塌陷等施工事故。一般情況下，護筒的內徑要比樁直徑大30 cm，防止護筒拉出時出現嚴重的掛鋼筋籠等問題。在埋設護筒時，應確保管身垂直，并使其傾斜誤差在1%以內，其最大誤差為樁身的1%。同時，在護筒的上部、下部各加鋼筋。護筒的埋入深度應超過1.5 m，在安裝護筒時，必須在護筒的上端預留溢漿孔，這也是鉆孔施工的關鍵。在安裝完畢后，將護筒調整到適當的位置，再用混凝土進行充填，并將其緊固[2]。

2.2 鋼筋籠的制作

鋼筋籠的制作必須在堅固平坦的地面上進行，然后將鋼筋籠運輸到工地。為了提高工作效率，一般會將鋼筋籠分成多段，然后在工地上采用更加方便的機械裝置將鋼筋籠連接起來。在實際工程中，鋼筋籠通常沒有統一的尺寸規范，其長度的計算公式是：有效樁長度+搭接長度+錨固長度。在施工過程中，為了保證鋼筋籠的尺寸與所處的孔徑相符，采用8 mm的鋼筋制作騎馬筋，在鋼筋籠外側每間隔2 m環向增加四道定位鋼筋，保證鋼筋籠在孔中居中且有足夠的保護層。

2.3 泥漿準備

泥漿的配制直接關系到樁基與施工的質量，所以在進行泥漿準備工作時，要對各種材料的配比進行嚴格試驗，并對其進行取樣，按施工需要記錄并進行大量的泥漿攪拌。泥漿的黏性可以用膨潤土來提高，其他集料的粒度應按施工場地和土壤的性質來確定。在制作泥漿護壁時，應注意泥漿面高度，以保證泥漿表面高于地下水位1.5 m左右。

2.4 成樁

在清孔完畢后，進行鋼筋骨架的安裝。導管必須完全居中，與基部間隔約30 cm，并在交界處放置隔水球。在進行混凝土澆注之前，必須掌握準確的混凝土比例，一般要求水灰比在0.5以上，增加混凝土和易性，但不能超過0.6。在澆注之前，對導管進行潤滑，以改善混凝土在導管中的流動性，避免出現水泥沉淀、凝結等問題，從而影響工程質量。一般情況下，混凝土的初凝時間約為3 h，對于較大的樁孔和較深的樁基，應加入緩凝劑，以保證其固化質量。

3 鉆孔灌注樁基礎在公路橋梁工程中的應用

3.1 工程概述

貴州省某跨江大橋，全長580 m，橋面寬30.8 m，設計車速80 km/h，橋體上部為現澆預應力混凝土箱梁，下部為鉆孔灌注樁，鉆孔樁直徑1.8 m，共48根樁。采用鉆孔灌注工藝，因現場地質條件復雜，鉆孔施工困難，在工程實踐中，對鉆孔灌注樁的施工工藝提出了更高的要求。

3.2 橋梁鉆孔灌注樁施工

3.2.1 施工準備

首先，在施工之前，施工單位要組織施工人員對施工場地進行勘察。勘察的內容主要包括地質、水文條件等，并依據勘察資料編制施工方案和施工技術的試驗資料，編制出的施工方案需具備可行性，并附有審查過的圖紙。其次，在勘察現場時，應對地下管線、構筑物進行勘察。例如高壓線、排水管道、電纜等，對地下構筑物，明確各管線、構筑物的歸屬，并做好協調搬遷或維護工作，以防止管線、構筑物在施工過程中受到破壞。最后，根據現場勘察情況，制訂相應的應急預案，以便在鉆孔或地基工程中發生突發事件時，能采取緊急處理措施，使災害影響降至最小[3]。

3.2.2 埋置護筒

該工程中鉆孔灌注樁采用厚10 mm鋼板卷的鋼護筒，內徑為2.1 m。護筒必須具有足夠的剛性和強度，并且在連接處不能滲漏，能夠經受多次重復使用。護筒按樁位置埋好，并保持豎直。將護筒安裝好后，在四周對角埋設鋼筋，方便孔樁的定位，并使用經緯儀和鋼尺測量護筒中心與樁位中心的誤差。一般情況下，護筒的埋入深度應嚴格控制在進入密實土層以內。如果護筒的基坑土壤質量比較差，或基坑易滲漏，應先進行換土分層夯實，然后再進行護筒安裝。當護筒安裝就位后，還要對周圍進行分層填筑，并對其進行加固。為了防止護筒產生位移，在夯擊時，應保證其均勻、對稱。在夯擊完成后，應對各項技術參數進行重新測試，通過測試確定符合要求后，才能進行下一步的施工。已埋好的護筒，其上部要稍高于地下水位，以防止雨水從地表滲入保護管。

3.2.3 泥漿準備

（1）護筒埋好后，進行泥漿料的配制，并進行泥漿護壁，漿料配制時應結合施工現場地質條件按比例配制。泥漿制備是在泥漿池中進行，將適量的黏土投入池內，然后用機器進行振動攪拌，按需要添加水，延長水泥漿成型時間，并對其各項性能進行測試[4]。

（2）泥漿制好后，其比重為1.1～1.3，泥漿含沙量小于4%。各層所選用的泥漿黏度也有差異，一般底層的黏度為18 s，疏松地層的黏度為25 s，通過機械將配制的泥漿泵入護筒，待注滿后即可進行鉆孔作業。

3.2.4 成孔

該工程中的鉆孔灌注樁主要采用孔內自然造漿，外圍拌制泥漿進行補充。在正循環法施工中，由于泥漿上浮緩慢，對鉆孔液指標的要求較高，需要充分注意這一問題。在鉆孔過程中，每隔2 h就要進行泥漿指標的監測，同時要密切關注土層變化。根據與地質圖的對照，合理調整鉆孔速度、鉆孔壓力等技術參數。在鉆孔初期，要使用低速擋，以保證刀腳處的粘合牢固，充分發揮護壁的功能；在鉆入到護筒底部1 m處后，根據土層情況，按常規速度進行鉆孔。鉆孔結束后，鉆孔與樁底面保持50～80 mm的距離，然后開始啟動泥漿泵，使沖洗液在一定的時間內循環。周期結束后啟動鉆機，將鉆頭緩緩插入鉆孔底，在一定的壓力下，再逐漸增加旋轉速度和壓力，并合理地控制鉆速。在常規鉆孔時，要合理地調整各種鉆孔參數，不要隨便改變鉆具。在實際使用中，要經常測量鋼絲繩的松緊度，并根據現場的地質情況隨時進行技術指標的檢驗。鉆孔時，泥漿密度不得大于1.15，黏度為18～22 s。從樁孔中噴出的泥漿濃度不得大于1.30，黏度控制在20～26 s之間。成孔必須一次成型，中間不得有任何停頓，為了確保成孔的順利進行，必須嚴格防止設備失效，需要提前在工地準備各種配件。

3.2.5 鋼筋籠的制作與安裝

（1）成孔后進行鋼筋籠的制作和安裝，鋼筋籠的制作是在加工廠進行，鋼筋在加工之前必須檢查鋼筋的質量和尺寸，不合格的鋼筋禁止使用。鋼筋的加工按照設計要求進行。鋼筋連接部位應采用雙面電弧焊接，焊接長度為5 cm，焊在主筋內側，相鄰主筋的搭接長度應大于30 cm，焊縫部位不能有貫通縫，主筋必須達到100%焊接。

（2）將焊接完畢的鋼筋籠用平板車運送到工地進行吊裝，采用兩點吊裝方式，第一個吊點設在鋼筋籠骨架的下方，第二個吊點設在鋼筋籠骨架的中部。鋼筋籠的吊點部位用木樁固定，防止在吊裝時鋼筋籠發生變形。吊起后的鋼筋籠在半空中轉動，放下時不得強行插入。為了防止鋼筋籠的上浮，在吊裝完畢后，要對吊裝質量進行檢驗，驗收合格后，立即進行清孔和混凝土澆筑[5]。

3.2.6 混凝土灌注

（1）在鉆孔灌注樁施工中，混凝土澆筑是最后一步。為了確保注漿質量，該次施工所采用的混凝土坍落度應控制在180～220 mm之間，并在混凝土中加入粉煤灰、緩凝型減水劑，以改善混凝土的和易性。石料的直徑為5～30 mm，可防止由于顆粒尺寸過大造成的管內堵塞，經攪拌的混凝土由運輸車輛運到工地進行澆筑。

（2）采用導管進行混凝土灌注，并在全過程中持續進行。為了保證第一批混凝土的灌漿量，可以通過測定混凝土上表面到護筒頂部的間距，測定導管的埋設深度，確保導管的埋設深度為4～6 m。在灌漿時邊提升導管邊放混凝土，在提升導管時要緩慢、均勻地進行，直至澆筑到設計樁頂1 m以上，確保樁頭的質量。

（3）在混凝土澆筑期間，現場施工的溫度應保持在5～30 ℃，如果工地氣溫低于5 ℃，可以采用保溫措施；如果工地氣溫超過30 ℃，盡可能在夜間低溫時進行澆筑。對于灌漿形成的樁頭，必須在承臺施工之前鑿掉，鑿除后的樁頭必須密實堅固。

3.3 注意事項

3.3.1 孔壁坍塌

在工程建設中，孔壁坍塌是鉆孔過程中的常見問題。孔壁坍塌的主要原因是水分含量高、土壤疏松，而且在鉆孔施工中容易發生震動，從而導致孔壁坍塌。針對此類問題，必須嚴格按照施工方案和程序進行施工，合理地選用護管的埋設方法，保證鉆孔施工的正常和平穩進行。同時要確保埋設地的土壤密度，必要時進行換土回填重新鉆孔，或用混凝土對坍塌的部位進行填筑，重新鉆進。

3.3.2 鉆孔變形

通常鉆機的安裝不夠穩定，如果在組裝過程中，基準線布置不夠合理和精確，都會造成鉆頭偏移。此外，施工地質突變、施工震動以及一些不可避免的巖石和突變土層，都會造成鉆孔主線的傾斜。因此，在進行鉆孔施工的過程中，一定要做到鉆孔對稱。如果鉆孔太大或太深，都會影響到鉆孔作業的穩定性，從而影響整個工程的效果。另外，在正式開始施工之前，還要對施工設備進行仔細檢查，從而確保鉆頭的工作性能達到施工要求。同時，在進行施工作業時，如遇大塊孤立硬巖，應減緩鉆孔速度，直至將孤巖碾碎，再加快鉆孔速度。為了確保孔樁的傾角完全符合要求，在利用黏土等材料進行回填后，要對鉆孔深度和尺寸過大的問題進行處理。

3.3.3 做好技術交底

為了提高施工技術水平，需要加強技術交底，確保項目建設的質量。技術交底是技術人員編制施工流程中的技術要點，技術交底工作是在總工同意后進行。在技術交底后，應清楚自身的工作職責和任務，熟悉并掌握已批復的施工方案，才能確保施工人員的技術水準。

4 結語

隨著公路橋梁等交通設施的不斷完善，鉆孔灌注樁在工程中得到了廣泛的應用。在工程建設中，必須全面把握設計意圖，對施工方案進行持續的優化與完善，以達到科學合理、技術先進、經濟實用的目的。為此，有關技術人員應對鉆孔灌注樁的技術進行深入的分析，并加強施工管理，將其與實際情況相結合，合理運用，提高公路橋梁工程的整體質量。