公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術的應用研究

胡平健、吳金芳

[平湖市交通投資（集團）有限公司，浙江 平湖314200]

0 引言

近年來，鉆孔灌注樁施工技術水平的持續(xù)提高，為橋梁結構的承載力與穩(wěn)定性提供了有力保障。為更好地保證公路橋梁工程施工質量，對鉆孔灌注樁施工技術的應用進行研究有重要意義。基于此，文章主要對該技術的應用優(yōu)勢與具體應用進行研究。

1 鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁工程中的應用優(yōu)勢

為保障公路橋梁施工質量，許多先進的施工技術被應用在公路橋梁工程施工中，鉆孔灌注樁施工技術便是其中之一。該項技術主要是借助特殊設備和人工操作，通過打孔、灌注、成樁、下放鋼筋籠及混凝土澆筑等施工環(huán)節(jié)，形成較為堅固的樁體結構，以有效提高基礎部位的承載力和剛度，進而提高工程質量。該技術的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下方面：

一是相較于傳統(tǒng)夯實法作業(yè)，鉆孔灌注樁施工設備振動幅度比較小，不會產生過大的噪聲。

二是該技術可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活調控成樁參數(shù)，避免施工樁體不符合要求的問題。

三是樁體的剛度、強度、穩(wěn)定性都比較高。

四是該技術的適應性較強，在許多復雜土質的路基中都能使用，且能獲得較好的施工效果。

五是鉆孔灌注施工成本較低，且工期較短，不僅利于按時交工，還能夠提高建設企業(yè)的經濟效益[1]。

2 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術應用存在的問題與控制對策

2.1 問題

在公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術應用中，經常會遇到鉆孔不良問題，如鉆孔角度出現(xiàn)偏移，可能是由于鉆孔中土質軟硬程度不夠均衡造成鉆孔設施受力不均，鉆孔設備的機架失穩(wěn)，部分構件在長時間使用后出現(xiàn)磨損松動情況，或者是鉆進時遇到堅硬土層造成擴孔或鉆頭移位等。此外，鉆孔灌注過程可能存在未按照技術標準配制混凝土、灌注時出現(xiàn)封底無效或導管進水等情況，這些問題也會影響施工的高質量推進。

2.2 控制對策

2.2.1 控制位移

在公路橋梁鉆孔灌注樁施工中應注意位移控制，尤其是在軟土地基情況下，為避免施工中樁體出現(xiàn)嚴重偏移，需要把控好樁基施工的間隔，施工順序也要規(guī)范合理，盡可能避免相鄰樁基間相互擠壓的問題。為此，在實際施工前要全面開展設計與勘察，以提高樁體位置的精度，且在樁體混凝土強度達到一定要求后再進行鄰近樁體施工，以確保灌注樁施工效果。若路基區(qū)域存在水位線偏高的現(xiàn)象，需額外增設排水系統(tǒng)，也可采取人工處理方式，避免土壤側壓力過于集中。此外，進行樁體施工時要每間隔一段距離設置空隙壓力計，以精準地檢測孔洞內的土壤擠壓、位移及沉降變化情況，從而有效控制灌注樁位移[2]。

2.2.2 控制砂漿護壁

首先，鉆孔之前需通過試驗調節(jié)砂漿配比參數(shù)。其次，鉆孔時應避免內部出現(xiàn)雜物，并設置好漿液池和沉淀池。再次，若軟基位置較深，應配制剛度較強的砂漿材料，以有效避免塌孔問題。最后，在回旋護壁施工中需強化孔壁布置，確保成樁質量達到要求。

2.2.3 控制混凝土超灌

首先，在實際開孔之前需要保證基座平穩(wěn)性達到要求。其次，鉆孔時應把控好速度，確保穩(wěn)定、平緩地鉆入。再次，應實時檢查起吊操作的滑輪線、孔洞中心以及鉆孔三者是否處于同一直線上，盡量保證一次性成孔，以免出現(xiàn)斜孔或塌孔情況。最后，在實際施工之前，應對泥漿含砂率進行復檢，確認合格方可投入使用。此外，灌注施工時要保持注漿的連續(xù)性，同時避免埋管過深造成注漿管堵塞[3]。

3 公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術應用

3.1 工程概況

以平湖市海河聯(lián)運聯(lián)網提升長勝路高橋改建工程為例，該公路橋梁項目采用鉆孔灌注樁施工技術。該項目起點樁號為K0+000，終點樁號為K2+000，路線總長度約為2km，共有改建和新建橋梁2 座，其中改建橋梁長度為33.04m，新建特大橋梁長度為1307.5m，橋梁工程設計荷載為公路-Ⅰ級，主跨鋼桁架梁底標高控制為不低于9.69m。

3.2 技術流程與要點

3.2.1 埋置護筒

在公路橋梁工程中開展鉆孔灌注樁施工時，要先埋設護筒。在護筒埋設過程中需要精準把握護筒位置，采用合理的定位放樣方式，使用先進的鉆孔儀器，尤其要確保護筒中心位置準確，將誤差控制在允許范圍內，避免影響鉆孔灌注樁整體施工質量。埋置護筒時應注意如下要點：

首先，技術人員需要將護筒頂部中心線和鉆孔灌注樁中心保持在同一水平面，所埋置護筒的中心直徑一定要大于灌注樁直徑，且護筒構件需要選用強度較高的材料制作，如合金鋼，厚度控制在6mm，以便更好地發(fā)揮保護灌注樁的作用。

其次，埋設鉆孔灌注樁護筒主體時，應控制頂部高出地平面約30cm，且底部深度不小于150cm，因此護筒長度需大于180cm。

再次，保證護筒在地下水位的2m 以上，防止日后出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

最后，可以使用黏土材料將護筒埋置位置的底部及四周全部填充密實，使護筒更為牢固，避免后續(xù)施工出現(xiàn)位移問題。

3.2.2 制備泥漿

在公路橋梁鉆孔灌注樁施工中，泥漿材料的品質影響灌注效果。一般來說，由于所運用的泥漿中含有多種不同的原材料，而泥漿的性能、質量與這些材料的配比有很大關系，因此應提高材料配比的科學性、加強對泥漿濃度的控制，以便充分發(fā)揮出泥漿的護壁作用。在制備泥漿的過程中，應嚴格遵循公路橋梁鉆孔灌注樁施工要求，保證泥漿質量，尤其要重視添加劑和黏土的品質，如果黏土質量不合格，會導致泥漿濃度不足，影響鉆孔灌注樁施工質量。為保證泥漿性能達標，在泥漿配制中應注意以下要點：

第一，保持泥漿膠體率大于96%。

第二，將黏土打碎裝進護筒中，并結合沖擊錘的沖擊原理進行打樁，以促進黏土向泥漿材料的轉化。

第三，應保證泥漿相對密度不小于1.2，且制備泥漿時要基于工程實際情況控制好黏土、添加劑及水之間的比值，以滿足公路橋梁工程相關技術要求[4]。

3.2.3 成孔

進行成孔作業(yè)時，應注意以下三點：

第一，應結合公路橋梁工程設計方案選擇型號適宜的正反循環(huán)鉆孔機設備。在鉆孔過程中，應采用減壓鉆進模式，孔底承受的鉆壓一般不得超過鉆具重力之和的80%，整個鉆進過程中要注意孔的垂直度和穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)斜孔或擴孔問題。

第二，結合相關設計標準選擇型號適宜的旋挖鉆機設備及鉆斗。剛開始注漿時，需要把控好灌漿管的垂直度，出漿口應與孔底間距50cm 左右。鉆孔時一定要確保平穩(wěn)性，避免速度太快導致塌孔，一般每分鐘鉆進距離在80cm 即可，若公路橋梁的路基底層存在粉砂層，則要進一步降低鉆進速度，以免塌孔。

第三，成孔時需確保精度達標。初期鉆進時應緩慢進行，待鉆孔與導管都進入孔洞位置后，可逐漸提高鉆速。對于鉆進的長度和孔內水位情況也要實時查看，并結合實際情況隨時進行調整，以此保證鉆孔質量達標。若鉆孔施工中遇到卡鉆或無法鉆進等問題，可以先將鉆頭提出來檢查，再檢查孔內情況，調整后方可重新鉆進。

3.2.4 清孔

鉆進工作達到設計標準即完成了初步鉆孔施工。應注意鉆頭在提起后還要進行2min 空鉆，這樣有利于保障孔壁安全，同時檢查其孔深是否達到要求。之后使用檢孔器對孔內標準實施檢測并記錄對應數(shù)據(jù)信息。檢查之后應使用抽渣筒進行清孔處理，將內部雜物徹底清除干凈。孔底需完全接觸下方混凝土，確保樁能達到設計承載力值。此外，清孔操作時應避免采用深鉆孔底清理方式，以免將孔內巖屑二次打碎。清孔完成后應對孔底標高實施測量。

3.2.5 控制縮頸

在鉆孔灌注樁施工中，應對縮頸問題進行嚴格控制。所謂縮頸問題，是指因混凝土材料本身的熱脹冷縮，造成鉆孔后的孔洞出現(xiàn)縮孔或擴孔現(xiàn)象，其中出現(xiàn)概率最多且影響最嚴重的是縮孔問題。

首先，在實際施工時，應注意對水泥標號正確選擇，確保水泥質量，避免在注漿施工中出現(xiàn)凝結失水的不良情況。其次，要嚴格控制注漿量，應采用砂漿超灌控制手段，盡量避免滲水問題，防止地面出現(xiàn)膨脹。再次，成孔后應對孔壁質量進行檢查，加強縮頸控制。最后，注漿前還需將樁體周圍的一些垃圾雜質清理干凈，可使用導正器焊接刀片清除，以免孔內進入雜質引發(fā)成樁質量不佳問題[5]。

3.2.6 鋼筋籠下放

鋼筋籠構件制作完成進行質量檢驗，并檢查孔內是否有障礙物，若有需要及時清理。之后規(guī)范下放鋼筋籠，保持鋼筋籠的垂直性，若下放中鋼筋籠卡在孔洞口位置或下放過程中遇到障礙物，不可強行落下，否則鋼筋籠構件可能會因受力而變形，需排除阻礙后進行二次下放。下放鋼筋籠時經常會遇到上浮問題，對此要采用合適的控制措施。鋼筋籠上浮通常是樁孔被殘渣堵塞所致，底部殘渣在封堵后會增強砂漿浮力，進而使鋼筋籠出現(xiàn)上浮問題，此時可采用以下三種辦法解決：第一，對套管內部情況認真檢查，及時清理其中存在的雜質，確保注漿操作可以正常開展；第二，鋼筋籠下放到孔洞時，要保持與地面垂直且速度緩慢，同時為避免孔洞在下放時出現(xiàn)坍塌，應盡量避免鋼筋籠對孔壁造成強烈碰撞，且下放完成后應加裝臨時固定設施，以減少砂漿給鋼筋籠造成的上浮應力；第三，設計時應保證灌注樁鉆孔深度較大，適當將注漿速率提高，并延長實際注漿時間。

3.2.7 混凝土澆筑

首先，保證澆筑使用的混凝土材料等級在C25～C30 之間，以此滿足設計標準，實際施工使用前要檢驗材料比例，確認合格方可開展后續(xù)操作，同時要制作試塊進行澆筑試驗，并對試塊進行有效處理，確保其具有代表性，能夠反映出實際的工程效果。

其次，應控制好混凝土澆筑的導管孔徑，在該工程項目中，導管孔徑應控制在25～30cm 范圍內，導管長度應當不小于4m，且應具有較高的同心度與較好的密封性，導管應用完后要緩慢拔起，不可使其和鋼筋籠間出現(xiàn)摩擦問題。

最后，首次實施混凝土澆筑時應確保導管一次性埋設到混凝土下方0.8m 左右位置，同時保證后續(xù)處理過程中導管處于混凝土表面的2m 以上，且混凝土澆筑間隔時間不宜過長，以免影響工程質量。

3.3 施工管理措施

3.3.1 施工準備

正式施工之前需做好相關準備工作，確保鉆孔灌注樁技術在公路橋梁工程中的有效應用。一方面，針對施工技術的準備與管理，需要在施工前綜合考慮工程各方面影響因素，如人員因素、設備因素、施工工藝因素以及材料因素等，再進一步科學制訂施工工期與計劃；需結合周圍環(huán)境特點采用合適的預防手段，開展地質勘查，詳細了解實際地質狀況，并據(jù)此制訂后續(xù)處理措施，保證施工順利開展。另一方面，為了在施工中將各任務分別落實，應當提前進行施工重難點、關鍵點的分析準備工作，防止施工漏項問題的出現(xiàn)；結合實際施工工藝要求，做好對應的安全防護，防止發(fā)生安全事故以及給周圍環(huán)境造成不良影響，進而提高整體施工效益。

3.3.2 施工階段把控

施工階段的管理也是公路橋梁鉆孔灌注樁施工中的一項重點管理內容，其決定著技術的實際應用效果，因此要重視施工階段的各項內容把控。例如，應強化施工現(xiàn)場的監(jiān)控，保證各施工技術的執(zhí)行規(guī)范，約束施工人員的行為。若施工中遇到不良因素影響或突發(fā)性事故，應及時、妥善解決，避免給工程施工質量造成負面影響。此外，制訂好應急處理方案，在遇到突發(fā)問題時啟動該方案，避免大型事故的發(fā)生。施工過程中技術管理是重點工作，因此要做好公路橋梁路基施工的放樣與定線，確保中心線位置的準確性，以提高路基施工效果。同時，要在路基兩側合理布設排水渠道，避免路基結構受到地表水影響，以確保工程施工質量達標，并為后續(xù)養(yǎng)護工作實施奠定良好基礎。

3.3.3 竣工驗收

在工程施工的竣工驗收階段，主要應管理好對應的施工資料。若發(fā)現(xiàn)其中存在問題應第一時間修正，保證工程竣工交付時相關技術支持資料齊全。整個施工中還要收集關于鉆孔灌注樁施工的有關資料，并安排相關人員做好記錄，制訂詳細的施工日志，使竣工驗收工作更為順利。此外，對于施工數(shù)據(jù)，也要準確篩選并上傳到數(shù)據(jù)庫中存儲。

4 結語

綜上所述，公路橋梁施工中鉆孔灌注樁施工技術應用的技術流程包括埋置護筒、制備泥漿、成孔、清孔、控制縮頸、鋼筋籠下放以及混凝土澆筑等。科學、合理地應用該項技術能夠更好地夯實處理路基，能有效提高公路橋梁工程的穩(wěn)定性。因此，應分析、總結鉆孔灌注樁施工技術的具體優(yōu)勢，并不斷優(yōu)化其施工工藝，以提高公路橋梁工程的工程質量、縮短工程工期，進一步提高工程項目的經濟效益。