基礎鉆孔灌注樁施工技術在橋梁工程施工中的運用

王進壽 甘肅第三建設集團有限公司高級工程師

基礎鉆孔灌注樁主要是針對無地下水且密實的土層或者無地下水的風化巖層，少數可以延伸到有少量地下水且較密實的土層或風化巖層。該施工技術對我國的建筑橋梁工程施工有著深遠的影響。受地質條件和環境條件限制，要想通過平時的質檢流程比較困難，穩定性和堅固程度需要專業人士進行測量和評定才可以認定是否合格。鑒于此，橋梁工程師在施工前應重點把握和測量一些施工要點，對可能產生的問題進行率先評估，提前制定相應的措施來應對突發情況，從而提升鉆孔灌注樁的整體實施效果[1]。

鉆孔灌注樁是基礎工程中常用的形式之一，對于地質狀況復雜、夾層較多、風化程度不均的地層，根據不同的地質條件要求采取相應的質量控制措施，而除了地質條件這一天然原因影響成樁質量之外，起決定性作用的是成孔技術和澆注方法的質量控制。

1 基礎鉆孔灌注樁的施工技術簡述

1.1 樁機成孔

松軟的地方要用鋼筋固定和連接，保證護臂在施工過程中的穩定性。遇到不同的巖石層面時，需要對巖石進行基本爆破，可以采用小型的松動施工爆破技術。在進行基礎爆破的時候，要考慮巖石的硬度和傾斜程度，確保炸藥的用量和放置的位置能夠一次性完成爆破。爆破完成后，一定要充分確保毒氣排放干凈，工作人員才能進入并實施下一步施工作業，以保障生命安全。此外，進入成孔的時候要佩戴安全帽，并在必要的情況下進行掩體搭建，確保人員進出的同時有足夠的空間，還能夠防止落物傷人。同時在挖孔期間要不定期地對CO2含量進行測定，一旦發現含量超過0.3%，就要及時采取通風措施[2]。

1.2 混凝土灌注

基礎鉆孔灌注樁還有一種方式是混凝土灌注，這種灌注方式和其他方式不同，是先對鉆孔的孔底進行爆破，再進行基礎清渣，待清渣完成后，采用人工鑿除的方式將孔底大約30 cm 的厚土繼續鑿成需要的設計高度，同時將鑿出來的土清理干凈。但是，如果孔底的情況比較復雜，就需要提前用鋼釬來探明，在確認安全的情況下，同相應的技術人員進行商討，只有監理工程師確認后才能進行最后的灌注[3]。

在灌注的過程中，如果孔壁和孔底的滲水速度不超過6 mm/min，則可以采用平常的方式進行灌注，但是如果滲水速度超過6 mm/min，則需要進行相應的準備。在灌注前，要對孔底的水位和孔外的水位進行測量，保證水位一致的情況下才可以灌注。如果土質過于松軟，就要保持孔內的水位高于地下水位1.0 ～1.5 m 才能夠進行灌注。此外，需要考慮的因素還有很多，如撥入檢查導管的封閉性、是否需要采取連續灌注的方式鉆孔、能否配合混凝土罐車使用等[4]。

2 基礎鉆孔灌注樁施工技術在橋梁工程中的應用

在道路橋梁工程建設中，為了充分滿足施工設計要求，既要嚴格按照施工設計進行施工建設，又要科學建構，與施工現場周圍的環境相協調。在樁基礎橋梁工程中，施工方法多采用泥漿護壁法。該橋梁的施工程序為平整場地→泥漿制備→埋設護筒→鋪設工作平臺→安裝鉆機并定位→鉆進成孔→清孔并檢查成孔質量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護筒→檢查質量，正式施工時需要做好以下準備工作。

2.1 施工前的準備

橋梁工程師要保證施工現場的橋梁工程技術標準，并且與工人嚴格地檢查具體的施工方案，從開始到具體的施工，每一個環節都不能出現錯誤。需要和事先預定好的圖紙相吻合，在容易出現問題的施工節點預先設計好應對方案，確保能夠及時解決遇到的問題，避免影響整體的橋梁工程進度和質量。

在建筑材料的采購上也要提前打量，所需要的材料要提前采購，并對其進行質檢，只有合格的建筑材料才可以運用到工程中。使用的材料都要有合格證明，通過嚴密的承壓測試保證泥漿能夠正常循環[5]。不僅如此，還要對承建廠商的放樣工作進行監督和審查，盡量減小樁位孔的偏差。在鉆孔前，要確定護筒的埋設位置，經檢查確定無誤，保證護筒的穩定性，并確保鉆桿處于垂直狀態。

2.2 主要過程

2.2.1 護筒埋設

第一步是進行護筒埋設。針對護筒的基礎填埋和設置，首先要保證埋設深度達到相應的要求，同時還要保證護筒的穩定性和準確性。最好的護筒是法蘭質地的鋼護筒，使用這樣的護筒在埋設的過程中能夠精準地找到水平位置，縮小誤差的范圍，控制誤差＜5 cm，同時比施工的最高水位高出1 m 左右。這種情況下埋在水下的護筒能夠順應向導，借助射水、錘擊和振動等方法將鋼護筒下降到穩定的深度。

2.2.2 制備泥漿

將護筒完全埋設好之后，第二步是泥漿灌注。在配置泥漿的時候，需要結合具體施工材料和現場條件來配置泥漿濃度，要充分打碎黏土，放到護筒內，再用沖擊錘進行沖擊。此時泥漿就制備完成，可以進行下一步的鉆孔施工[6]。

2.2.3 鉆孔

第三步是鉆孔，除了特殊地質條件這一天然原因影響成樁質量之外，起決定性作用的就是在成孔工序和澆注工序中的質量控制。鉆孔機在安裝就位時必須保證穩定，不得出現偏斜、移動。同時為了精確掌握鉆進深度，要在機架上或機管上做出質量控制的標尺，以便于在施工中進行觀察和記錄。

成孔時，鉆頭位置準確、保證機器水平，并且將鉆機穩固在轉盤中心。為了減少誤差，要讓中心點連成線，機架中心和護筒中心應保持在一個水平面上，使偏差減少到20 mm。同樣需要注意鉆孔速度，鉆孔速度不應過快，應嚴格控制。要保證鉆頭進入的速度和送漿速度以及排渣速度保持相對平衡，只有這樣才能同時進行施工。

為了保證施工安全和防止出現堵塞情況，鉆孔速度應該略小于排漿速度，避免發生掩埋鉆頭的情況。鉆孔的過程中不得出于任何原因停鉆，如果必須停鉆，首先要對泥漿的護壁進行保護，然后將鉆桿提升，避免將所鉆的開孔堵死或者造成坍塌。在鉆孔過程中要及時通知管理人員進行深度核驗，反復確認以后確定深度。鉆孔完畢再進行丈量，確定最終孔深。

施工時要結合實際情況選擇鉆頭。工程師不僅要根據施工現場的地理條件和環境進行分析，而且要對鉆具的強度進行考量，依據這兩點來確定鉆頭的力度和回轉的扭矩作用力，充分發揮擊破巖石的作用。

綜合來看，鉆孔的效果和鉆頭的形式密切相關。在鉆孔的過程中，要保證勻速鉆動，協調泥漿投入濃度，調整鉆進速度，在碰到難以鉆進的情況時應排除鉆進困難因素，適當調鉆孔方式，同時不斷地清洗鉆頭。第一次清孔的時候要不間斷地補充泥沙，不僅能夠將性能較差的泥沙置換出來，還能夠循環地用泵吸清孔。在一系列操作完成后，要對鉆頭進行檢測，測量長度，避免出現用過深的坑來彌補孔底淤泥的現象。

（1）清孔。清孔環節無法一次完成，要根據孔眼的大小和深度進行不斷調整和改進。首先是第一次檢查，當鉆孔的深度達到設計的初步要求時，要進行第一次檢查。這是為了檢驗鉆孔的深度，進行清孔之后才能對其進行觀察和測量。然后安放鋼筋骨架，并且澆筑混凝土。接著進行第二次檢查，檢查鋼筋骨架的牢固程度。

在清孔的過程中，容易出現問題的點在于沉渣的厚度。如果沉渣的厚度過薄，則會影響樁的承受力；而如果沉渣厚度過厚則會無法安置樁。根據最新的驗收標準，沉渣的厚度不得＞50 mm。因此為了保證沉渣厚度能夠達到標準，一般都需要進行二次清孔，清孔結束后，才能放置鋼筋籠。清孔實際上就是利用所沖擊的泥漿動能撞擊底部的沉渣，泥漿本身是膠體，會將孔位底部的巖石廢料和砂粒帶出樁孔，從而完成清孔。

（2）成孔施工。一是確定將垂直線的鉆孔和中心線對準，在進行鉆孔工作之后要進行相應的數據錄入工作，而在地層變動時，應進行取樣錄入。二是保證在施工鉆孔周邊混凝土的停留時間保持在24 h 以上，并且在鉆孔中遇到石頭等障礙物時要進行回填處理，以防出現彎孔的狀況。

2.2.4 放置鋼筋籠

第四步是放置鋼筋籠，鋼筋籠的強度直接影響灌注樁的穩定性。在制作鋼筋籠的時候，務必要將鋼筋的鐵銹除盡，確保不會進一步銹蝕鋼筋。彎曲等要按照相應的操作來進行。鋼筋作為灌注樁的主要結構，要承托混凝土的厚度和強度，在放置時要確保牢固性，對準孔位，一步一步地下放，保證鋼筋籠的四周不會受到壓迫而變形。

在鋼筋籠制作和安裝工程中首要是做好安全防護措施。在準備安裝鋼筋的時候需要進行調直，此時需要清場。起落時要提前檢查各個設備的連接處是否妥當。施工人員要嚴格按照施工規定穿戴好防護用品、安全帽等，隨時保持高度警惕，檢查操作是否規范。在吊臂起落時，確保地面范圍內沒有人員走動或者進行其他作業。

3 鉆孔灌注樁的質量控制

3.1 基礎樁的成孔質量控制

鉆孔灌樁的質量需要嚴格控制，不僅施工過程中要嚴格按照橋梁工程的標準來進行，而且在鉆孔成孔后，也要對清理完畢后的鉆孔進行測量，包含但不限于鉆孔的深度、鉆孔的傾斜度和形狀、灌注樁的大小以及泥漿所占的比重。只有在每一項都達到要求和標準后，才能進行下一步的質量控制測試。

3.2 成孔質量的控制方法

成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要組成部分，質量控制不好，可能會引起塌孔、縮徑、樁中偏斜以及樁端達不到設計支持力層要求、強度降低等，還會直接影響樁身質量。因此必須著重進行以下管理工作：第一，選擇合理樁距，避免塌孔和縮徑；第二，鉆孔要保證連續性，必須按照地層變化調節鉆孔速率，軟黏土的鉆孔速率≤0.2 m/min，粉起砂現象的鉆孔速率通常≤0.015 m/min；第三，鉆孔的允許偏差也應當符合規定。

3.3 鋼筋籠的安裝過程控制

保證基礎鉆孔灌注樁的質量達到標準的要求，就要對相關的鉆孔條件進行控制，安裝鋼筋籠就是其中的一個方面。為了保障鋼筋籠的安裝能夠完全符合標準，需要對灌注樁進行質量抽檢。在鉆孔成孔后，要對所鉆孔的完整性、形成的泥漿比重以及鉆孔孔底內的沉渣進行嚴格的篩查和檢查，確保沒有任何問題后再安放鋼筋籠，這樣才能保證安裝后符合相關標準要求。

在吊裝鋼筋籠時，要求不能產生任何偏移或者發生任何傾斜，安裝完成后要使鋼筋籠能夠準確地安放在標高位置。在吊裝過程中，要對鋼筋籠的焊接質量和綁扎質量進行檢查，如果發現焊接不合格的地方，就要立即進行補焊和綁扎，避免對樁身質量造成嚴重影響[7]。

4 基礎鉆孔灌注樁施工問題與解決對策

4.1 市政橋梁工程鉆孔灌注樁施工問題

根據上述鉆孔灌注樁技術的施工工藝特征，在橋梁工程施工中，鉆孔灌注樁施工比較常見的問題有孔壁坍塌、鉆孔傾斜以及清孔不徹底等，對整體施工開展和質量具有較大的不利影響。橋梁工程鉆孔灌注樁施工時，在原設計樁位置進行鉆孔施工的孔洞深度變化較大，而對于較深孔洞的鉆進施工，要求進行孔室防護和密封處理。但在實際施工中，往往因為工藝創新以及鉆孔附近地層黏度大會造成鉆進孔壁發生倒塌，進而影響后續工程建設，同時也會對鉆孔灌注樁的施工品質和效益造成一些不良影響。

4.2 橋梁工程鉆孔灌注樁施工質量控制措施

第一，為避免鉆孔施工中發生孔壁坍塌，應結合導致孔壁坍塌的主要原因，注意在鉆孔施工中采取積極有效的預防措施。鉆孔施工中，孔壁保護砂漿的配制不僅要嚴格遵循有關配套規定，防止因砂漿配制效果差導致出現孔室塌陷，而且必須做到對鉆孔澆筑完畢后鉆孔提拉速率的嚴格限制，防止因鉆孔提拉速度過快而導致孔室塌陷。第二，關于鉆孔傾斜和清孔工作不徹底的問題，需要在鉆孔進行前做好鉆孔現場處理作業，并保證鉆孔桿垂直。

5 結語

在公路大橋的灌注樁工程建設期間，涉及諸多細節化的技術。隨著中國新型城市化建設的加快，鉆孔施工技術被廣泛應用，因此必須進行創新與完善，并嚴格按施工的標準工序與規范方法進行施工，以提高橋梁工程建設的工程質量，促進中國公路橋梁與橋梁工程的進一步發展。