橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)探討

石福純

（甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030）

橋梁作為現(xiàn)代交通建設(shè)中的重要組成部分，其穩(wěn)定性和安全性對(duì)于保障交通運(yùn)輸?shù)臅惩ㄖ陵P(guān)重要。而橋梁基礎(chǔ)作為橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵支撐，對(duì)于承受垂直和水平荷載起著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，隨著橋梁規(guī)模的不斷增大和地質(zhì)條件的多樣化，鉆孔灌注樁施工技術(shù)作為一種先進(jìn)的橋梁基礎(chǔ)處理方法得到了廣泛的應(yīng)用，其獨(dú)特的特點(diǎn)使其成為了橋梁工程中備受關(guān)注的施工技術(shù)之一。

1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)的特點(diǎn)分析

1.1 強(qiáng)大的承載能力

鉆孔灌注樁施工技術(shù)能夠在較小的樁徑下提供強(qiáng)大的承載能力。鉆孔灌注樁施工技術(shù)適用于各種土質(zhì)條件，包括砂土、黏土、軟土、巖石等，通過(guò)調(diào)整灌注樁的長(zhǎng)度和直徑，可以滿足不同土質(zhì)條件下的承載要求。其次，鉆孔灌注樁的承載能力可以通過(guò)改變樁的直徑、長(zhǎng)度、鋼筋數(shù)量和混凝土配比等參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，這使得灌注樁能夠根據(jù)具體工程的需要，在不同的地質(zhì)條件下實(shí)現(xiàn)可靠的承載性能。最后，由于鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中混凝土通過(guò)鋼筋骨架進(jìn)行注入，并與土層形成緊密的結(jié)合，使得樁體具有出色的抗剪性能，這使得灌注樁在面對(duì)水平力、剪切力和地震力等荷載時(shí)能夠提供可靠的抗力。

1.2 環(huán)境友好

相比其他樁基施工方法，鉆孔灌注樁無(wú)需大量挖土和排水，減少了對(duì)土壤的破壞和擾動(dòng)，在施工過(guò)程中，只需通過(guò)鉆孔將樁體引入土層，并進(jìn)行混凝土灌注，減少了對(duì)土壤的開(kāi)挖和排放，從而減少了施工對(duì)土壤質(zhì)量的影響。其次，鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，使用的混凝土是一種環(huán)保材料，不會(huì)對(duì)土壤和水源造成污染。灌注過(guò)程中可選擇環(huán)保型的灌注材料，如礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢棄物的利用，進(jìn)一步減少了對(duì)環(huán)境的污染。此外，鉆孔灌注樁施工相對(duì)于其他樁基施工方法，噪音和震動(dòng)的影響較小，由于施工過(guò)程中不需要進(jìn)行大量振動(dòng)和敲打，對(duì)周圍居民和建筑物的干擾較小，有利于保護(hù)居民的生活安寧和降低施工對(duì)周邊建筑物的影響。最后，鉆孔灌注樁施工技術(shù)可以最大限度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。通過(guò)減少土壤開(kāi)挖和排土，可以保留原有的植被和生態(tài)系統(tǒng)，由于施工過(guò)程中不需要大面積的施工場(chǎng)地，減少了對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞和破壞。

2 橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

2.1 施工準(zhǔn)備工作

（1）工程勘察：進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)的勘察工作，了解地質(zhì)情況、地下水位、地下管線等信息，通過(guò)地質(zhì)勘察報(bào)告和設(shè)計(jì)資料，確定樁的布置方案和設(shè)計(jì)參數(shù)。

（2）設(shè)計(jì)方案：根據(jù)勘察結(jié)果和工程要求，制定樁基的設(shè)計(jì)方案，要確定樁的直徑、長(zhǎng)度、間距等參數(shù)，并考慮樁頂標(biāo)高和樁頂平面布置。

（3）材料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備所需的施工材料，包括混凝土、鋼筋、灌注材料等，要確保材料質(zhì)量符合規(guī)范要求，并進(jìn)行必要的試驗(yàn)和檢測(cè)。

（4）設(shè)備準(zhǔn)備：準(zhǔn)備樁機(jī)、鉆機(jī)、攪拌車等施工設(shè)備，并保證設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)。要保證設(shè)備滿足施工要求，包括鉆孔深度、直徑控制等。

（5）施工方案：編制詳細(xì)的施工方案，包括施工步驟、施工順序、施工進(jìn)度計(jì)劃等，應(yīng)該明確施工隊(duì)伍的組織結(jié)構(gòu)和人員分工，確保施工的有序進(jìn)行。

2.2 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒的主要作用是在鉆孔過(guò)程中保護(hù)樁孔的穩(wěn)定性，并防止土壤坍塌，常用的護(hù)筒材料包括鋼和混凝土，鋼護(hù)筒具有高強(qiáng)度、耐腐蝕性和施工方便等優(yōu)點(diǎn)，通常由鋼板制成，焊接而成的筒狀結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度和剛度，適用于較大直徑的灌注樁和復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工；混凝土護(hù)筒具有較高的承載能力和穩(wěn)定性，適用于一般地質(zhì)條件下的施工，混凝土護(hù)筒可以采用現(xiàn)澆混凝土或預(yù)制混凝土構(gòu)成，通常具有良好的耐久性和抗腐蝕性。護(hù)筒的安裝方式有很多種，比如推土機(jī)推入法，適用于較淺的埋設(shè)深度和較軟的土層條件，推土機(jī)通過(guò)施加推力將護(hù)筒推入地下，直到達(dá)到預(yù)定的埋設(shè)深度。振動(dòng)錘打入法，適用于較深的埋設(shè)深度和較硬的土層條件，振動(dòng)錘通過(guò)施加沖擊力和振動(dòng)力將護(hù)筒打入地下。鉆孔法，適用于較深的埋設(shè)深度和較堅(jiān)硬的地層條件，通過(guò)鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔，并在鉆孔完成后將護(hù)筒放入孔內(nèi)。護(hù)筒內(nèi)徑和埋置深度應(yīng)該根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)條件和土層特性等因素進(jìn)行確定。一般來(lái)說(shuō)，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)能容納灌注樁的直徑，并留出適當(dāng)?shù)拈g隙以便進(jìn)行灌注作業(yè)，護(hù)筒內(nèi)徑一般比灌注樁直徑大10%～20%。其埋置深度則需要考慮地下水位、地質(zhì)勘探結(jié)果以及設(shè)計(jì)要求等因素。護(hù)筒與灌注樁之間的連接通常采用鋼筋連接。在灌注樁施工過(guò)程中，護(hù)筒與灌注樁的連接部位需要預(yù)留足夠的鋼筋長(zhǎng)度，以確保連接牢固和結(jié)構(gòu)連續(xù)性。鋼筋連接通常采用焊接或者螺紋連接方式，具體選擇取決于設(shè)計(jì)要求和施工條件。

2.3 泥漿制備與使用

泥漿制備與使用是鉆孔施工過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。泥漿通常由水和黏土等成分組成，其主要功能是冷卻鉆頭、穩(wěn)定鉆孔和排除孔內(nèi)雜質(zhì)。在施工過(guò)程中，泥漿需要根據(jù)地質(zhì)條件和鉆孔深度進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲疲⑼ㄟ^(guò)泥漿循環(huán)系統(tǒng)將泥漿引入鉆孔，同時(shí)將鉆孔底部的泥漿排出。首先，泥漿的配方應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和鉆孔要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。泥漿的主要成分包括水、黏土、聚合物添加劑和輔助劑等，其中黏土的選用需要考慮其黏結(jié)性和流動(dòng)性能，聚合物添加劑可以提高泥漿的稠度和降低黏土含水量，從而改善泥漿的性能。在泥漿的配置上，需要考慮其密度和粘度，使其滿足鉆孔穩(wěn)定和土層護(hù)壁的要求。其次，泥漿循環(huán)系統(tǒng)的使用也需要得到注意，主要是將泥漿引入鉆孔并排出廢漿，包括泥漿攪拌器、泥漿泵、分離器和儲(chǔ)存槽等組成部分，泥漿循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行能夠保持鉆孔的穩(wěn)定和清潔，提高施工效率和質(zhì)量。最后，還要進(jìn)行廢漿的處理，這對(duì)環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要，通常采用沉淀池、固液分離設(shè)備和攪拌站等設(shè)施進(jìn)行廢漿處理。沉淀池可以使廢漿中的固體顆粒沉淀下來(lái)，固液分離設(shè)備則用于將廢漿中的固體顆粒與液體分離。攪拌站則用于將廢漿中的固體顆粒與水進(jìn)行混合，形成穩(wěn)定的漿體，以便進(jìn)行回收利用或妥善處理。

2.4 鉆孔施工

鉆孔的目的是在地下形成鉆孔孔道，為后續(xù)的灌注混凝土提供空間。鉆孔過(guò)程中需要選擇合適的鉆具和鉆孔參數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制鉆孔直徑和深度。在鉆孔過(guò)程中，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)地質(zhì)勘探和記錄，以及鉆孔質(zhì)量的監(jiān)控和控制。首先要根據(jù)橋梁鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件，選擇合適的鉆具。常見(jiàn)的鉆具包括鉆桿、鉆頭和擴(kuò)孔器等。鉆桿需要具備足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受鉆進(jìn)過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)和沖擊力。鉆頭的選擇要考慮到地層的硬度和特性，以確保能夠有效切削和清除鉆屑。其次，鉆孔參數(shù)的控制對(duì)于鉆孔施工的效率和質(zhì)量至關(guān)重要。主要的鉆孔參數(shù)包括鉆進(jìn)速度、轉(zhuǎn)速、沖擊頻率和沖擊力等，這些參數(shù)需要根據(jù)地層的特性和鉆具的性能來(lái)確定。在軟土地層中，可以采用較高的鉆進(jìn)速度和轉(zhuǎn)速，以提高施工效率；而在硬巖地層中，需要適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速和增加沖擊力，以克服鉆進(jìn)困難。最后，在鉆孔施工過(guò)程中，地質(zhì)勘探和記錄是必不可少的。地質(zhì)勘探可以提供有關(guān)地層性質(zhì)、巖土層分布和地下水位等信息，為鉆孔施工提供指導(dǎo)。鉆孔記錄包括孔深、鉆進(jìn)速度、鉆進(jìn)方向和地層描述等，用于記錄鉆孔過(guò)程中的地質(zhì)情況，這些記錄對(duì)于后續(xù)的工程設(shè)計(jì)和質(zhì)量驗(yàn)收具有重要的參考價(jià)值。

2.5 鋼筋籠制作與吊放

在鉆孔完成后，需要在鉆孔孔道內(nèi)放置預(yù)先制作好的鋼筋籠，鋼筋籠的制作應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，確保鋼筋的數(shù)量、直徑和布置符合樁基的承載需求。之后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工圖紙，對(duì)鋼筋進(jìn)行加工和預(yù)制，包括切割、彎曲和焊接等工藝，確保鋼筋的尺寸、形狀和連接方式符合設(shè)計(jì)要求。完成鋼筋籠制作后，要使用起重機(jī)將鋼筋籠吊放到鉆孔孔道內(nèi)，并進(jìn)行定位和調(diào)整，確保其正確放置在預(yù)定的位置和方向。需要注意的是，要選擇合適的起重機(jī)械，如塔吊、履帶吊或起重機(jī)等，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件和鋼筋籠的重量進(jìn)行合理的選擇。還要根據(jù)鋼筋籠的尺寸、重量和施工空間的限制，配置合適的吊裝設(shè)備和吊具，如吊鉤、吊索和吊具架等。此外，還要通過(guò)起重機(jī)械將鋼筋籠吊裝到鉆孔孔道內(nèi)，并進(jìn)行精確的定位和調(diào)整，吊裝過(guò)程中要注意保持穩(wěn)定，避免與周圍結(jié)構(gòu)或設(shè)備發(fā)生碰撞。

2.6 水下灌注混凝土

水下灌注混凝土是橋梁鉆孔灌注樁施工中的重要工序，用于在水下環(huán)境中將混凝土輸送至鉆孔孔道并澆注成樁體。水下灌注混凝土施工前需要進(jìn)行準(zhǔn)備工作。首先，制定合適的施工方案，包括混凝土配合比、輸送方式和泵送設(shè)備的選擇，確保選用合適的泵送設(shè)備，如水下泵車或水下管道輸送設(shè)備，并進(jìn)行管道安裝，確保輸送系統(tǒng)牢固可靠。其次，在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，需要考慮水下環(huán)境下的流動(dòng)性和坍落度，可能需要加入減水劑和調(diào)整砂石比例。控制劑的加入可延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間和提高抗沖刷性能。此外，泵送混凝土?xí)r，操作人員需熟悉泵送設(shè)備的使用方法，控制泵送速度和混凝土的均勻性，避免發(fā)生分層或堵塞。混凝土的澆注過(guò)程需要控制泵送速度，確保混凝土能夠順利地充實(shí)到鉆孔孔道內(nèi)，并與周圍土層緊密結(jié)合。最后，進(jìn)行混凝土澆筑成樁的工作。確保混凝土充實(shí)度和密實(shí)性，避免空洞和缺陷的產(chǎn)生。對(duì)澆注完成的混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢查，包括觀察混凝土表面的均勻性和質(zhì)地，以確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。水下灌注混凝土技術(shù)在橋梁鉆孔灌注樁施工中發(fā)揮著重要作用，通過(guò)合理的施工方案和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，可確保混凝土樁體的質(zhì)量和穩(wěn)定性，提高橋梁的安全可靠性。

3 橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的控制

3.1 導(dǎo)管阻塞的控制

導(dǎo)管阻塞是橋梁鉆孔灌注樁施工中常見(jiàn)的問(wèn)題，會(huì)對(duì)施工質(zhì)量和工期產(chǎn)生負(fù)面影響，要想解決這個(gè)問(wèn)題，在施工前，應(yīng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行徹底清潔，可以使用高壓水洗、氣體吹掃等方法清理導(dǎo)管，確保內(nèi)部無(wú)雜物和污垢。在進(jìn)行鉆孔時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和沖擊頻率等，以避免產(chǎn)生過(guò)多的碎屑和泥漿。此外，還要注意導(dǎo)管的布設(shè)，避免彎曲、交叉或過(guò)長(zhǎng)的導(dǎo)管。過(guò)長(zhǎng)的導(dǎo)管容易積聚碎屑，增加阻塞的風(fēng)險(xiǎn)。布設(shè)導(dǎo)管時(shí)要注意保持導(dǎo)管的暢通和排水性能。最后在施工過(guò)程中，要定期對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行檢查，確保其內(nèi)部無(wú)阻塞，可以使用攝像機(jī)或探測(cè)器等設(shè)備進(jìn)行內(nèi)部檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)阻塞問(wèn)題及時(shí)采取措施清理。

3.2 鉆孔偏斜的控制

鉆孔偏斜會(huì)導(dǎo)致樁身偏離設(shè)計(jì)位置，影響施工質(zhì)量和工程穩(wěn)定性。對(duì)此，首先，應(yīng)該選擇具有高精度定位系統(tǒng)的鉆機(jī)，確保鉆孔設(shè)備具備較高的定位準(zhǔn)確度。在施工前，要對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)，保證其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。其次，應(yīng)該合理規(guī)劃鉆孔路徑，避免穿越障礙物或特殊地質(zhì)層。在設(shè)計(jì)鉆孔路徑時(shí)，應(yīng)綜合考慮地質(zhì)情況、結(jié)構(gòu)要求和施工條件等因素，盡量選擇穩(wěn)定的地質(zhì)層進(jìn)行鉆孔。最后，還要控制鉆孔參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和沖擊頻率等。根據(jù)地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)要求，適時(shí)調(diào)整鉆孔參數(shù)，以減小鉆孔偏斜的風(fēng)險(xiǎn)。并通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆孔的位置和方向，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜情況。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整鉆孔方向，糾正偏斜，保證鉆孔的準(zhǔn)確性。

3.3 鋼筋籠上浮控制

鋼筋籠上浮會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠位置偏移，影響樁基的承載力和穩(wěn)定性。要想控制這一問(wèn)題，需要合理設(shè)計(jì)鋼筋籠的幾何形狀和尺寸，考慮樁基的承載力和穩(wěn)定性要求，可以增加籠身重量，例如通過(guò)增加鋼筋數(shù)量、增加鋼筋直徑等，可以降低鋼筋籠上浮的風(fēng)險(xiǎn)。其次，在鋼筋籠的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，可以考慮在籠底增設(shè)一些下沉設(shè)施，如加重器、下沉塊等，這些設(shè)施可以增加籠身重量，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，減少上浮風(fēng)險(xiǎn)。最后，在進(jìn)行灌注樁施工前，可以采取土體固化措施，如灌漿、振搗等，這將增加樁周土體的密實(shí)度和穩(wěn)定性，減少鋼筋籠上浮的可能性。

3.4 混凝土卡管控制

混凝土卡管會(huì)導(dǎo)致混凝土無(wú)法順利流入樁孔，對(duì)工程造成不良影響。在具體施工中，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比，使混凝土具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性和可泵性，降低混凝土卡管的風(fēng)險(xiǎn)。其次，要確保混凝土攪拌設(shè)備和輸送設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)，避免發(fā)生堵塞或阻力過(guò)大的情況。還要加強(qiáng)施工操作的規(guī)范性和操作員的技能培訓(xùn)，施工過(guò)程中，注意控制混凝土的流動(dòng)速度和灌注的持續(xù)性，避免操作不當(dāng)導(dǎo)致卡管現(xiàn)象的發(fā)生。最后，在灌注結(jié)束后，及時(shí)對(duì)混凝土管道進(jìn)行清洗，清除殘留的混凝土和碎屑，定期檢查和清理管道，保持管道暢通，減少卡管風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)在橋梁工程中展示出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。通過(guò)對(duì)其特點(diǎn)的詳細(xì)分析，可以發(fā)現(xiàn)其適應(yīng)性強(qiáng)、承載能力高和環(huán)境友好等特點(diǎn)，使其成為一種可靠且可持續(xù)的基礎(chǔ)處理方法。然而，隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆孔灌注樁施工技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)和改進(jìn)的空間。未來(lái)的研究和實(shí)踐需要進(jìn)一步探索新的施工工藝、材料和監(jiān)測(cè)方法，以進(jìn)一步提高橋梁鉆孔灌注樁的施工效率和質(zhì)量，促進(jìn)橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展。