高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術分析

摘要 文章重點研究了高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術的核心要點和應用實踐。通過對施工過程中的關鍵環節進行細致剖析，揭示了施工中遇到的難點和挑戰，提出了針對性的優化策略，進一步驗證了鉆孔灌注施工技術的實用性。該技術能夠有效提升橋梁樁基的承載能力和長期穩定性，可為同類型高速公路的橋梁施工提供一定的參考價值。

關鍵詞 高速公路；樁基鉆孔；樁基灌注

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）05-0052-03

0 引言

高速公路橋梁作為現代交通網絡的重要組成部分，其建設質量直接關系交通的安全與暢通。鉆孔灌注施工技術作為樁基施工中的一種重要方法，因其施工效率高、承載力強、適用范圍廣等優勢，在高速公路橋梁建設中得到了廣泛應用。該文將對高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術進行深入分析，以期為同類施工提供理論支持和實踐指導。

1 工程概況

工程區段基本沿金沙江左岸布置，中、高山坡麓展布，局部跨越沖溝，溝深達百余米，屬高山峽谷地貌區。按初步設計，該標段全長7.39 km。該標段起止樁號K125+300～K132+690位于金陽縣內，包含伊莫洛隧道2/3、伊莫洛隧道排煙斜井、窩子溝隧道1/2、向陽花大橋、窩子溝改溝中橋，該標段控制性工程為伊莫洛隧道、窩子溝隧道。

2 施工準備

2.1 測量放樣

采用全站儀準確施放施工平臺的填挖線。根據樁基施工所需施工平臺尺寸、原地面高程、開挖坡比，推算出填、開挖寬度。測量人員采用全站儀放出填、開挖線角樁。再根據角樁處的實際高程，計算出準確的填、開挖寬度，并用滑石粉灑出填、開挖邊線。

2.2 護筒及其埋設

護筒埋設過程需靈活調整，其中挖孔埋設法是一種常用且有效的方法。在預定的樁位處挖掘一個圍坑，外徑應比護筒的外徑大出80～100 mm。

3 沖孔施工

3.1 鉆機安裝

沖擊鉆機安裝示意圖見圖1所示：

鉆頭中心、鉆架頂部的起重滑輪外槽緣、樁基設計位置中心在同一條豎直線上，鉆機鉆架頂部的起重滑輪外槽緣的鉛垂線應對準樁位中心，其偏差不大于2 cm。

3.2 泥漿制作與沖孔

在膠體率試驗中，當有水析出且泥漿和析出水之間的分界面較明顯時，可能是由于某種陽離子造成凝集，原因可能是水質不好或分散劑起凝集劑的作用。若泥漿和析出水之間的分界線不太明顯，且越是上面清水越多時，原因可能是膨潤土量較少或分散劑的摻加量較多。如果在泥漿的穩定性試驗中比重出現較大差別，就需增加膨潤土的摻加量。泥漿30 min的失水量應在20 ml以內，同時泥皮厚度應小于3 mm。當失水量較多時，需增加PAC的摻加量；泥皮較厚且軟弱時，需增加分散劑和PAC的摻加量。

在泥漿的排放處理沖擊過程中，采用泥漿泵抽漿至孔底，以形成循環泥漿系統浮渣到孔外，然后撈渣，以此反復循環作業。撈渣時，應注意隨時加入補足孔內泥漿液面，以保持水頭壓力，防止由于孔內壓力低于孔外壓力而造成坍孔事故。

3.3 沖擊鉆孔

在初始鉆進階段，應采取輕壓、慢速鉆進，并控制泵量，使鉆頭逐漸適應地層情況。隨著鉆進的深入，可以逐漸加大轉速和鉆壓，以達到正常的鉆進狀態。進尺的快慢需要根據土質情況進行控制。對于黏性土及含砂率小的泥巖，采用中等轉速稀泥漿鉆進，以提高鉆進效率。對于砂性土及含砂率高的地層，采用低轉慢速、大泵量、稠泥漿鉆進，以增強孔壁的穩定性。泥漿的比重應調整在1.15～1.25之間，具體數值需要根據孔位的土質情況進行調整。泥漿的黏度、含砂量等也需要定期檢查，如果發現泥漿性能發生變化或孔內出現異常情況（如孔壁坍塌、鉆頭脫落等），應立即停止鉆進，查明原因并采取相應的處理措施。沖孔示意圖見圖2所示：

4 成孔清理及檢測

在清孔方法上，換漿法是一種常用的清孔方式。通過不斷置換孔內的泥漿，將鉆渣和沉淀物排出孔外，從而達到清孔的目的。在清孔過程中，需要嚴格控制泥漿的性能指標，如泥漿比重、含砂率和黏度等。根據提供的信息，孔內排出或抽出的泥漿應滿足手摸無顆粒感的要求，泥漿比重在1.03～1.1之間，含砂率小于2%，黏度在17～20 s之間。

清孔過程分為兩次進行。第一次清孔在鉆孔深度達到設計深度后進行，其主要目的是清除大部分鉆渣和沉淀物，為后續工作創造良好條件。在第一次清孔滿足規范要求后，下放鋼筋籠。第二次清孔則在鋼筋籠和導管安裝完成后進行。在澆筑水下混凝土前，應確保孔底的沉渣厚度不大于300 mm。

孔底沉渣測量：孔底沉渣采用自制測量工具進行測量。測量工具分為兩套，工具A為3根直徑為20 mm的鋼筋焊接成一根鋼棒，一端連接測繩，另一端連接鋼針；工具B為3根直徑為12 mm的鋼筋與一厚度為8 mm的圓環鋼板構成圓錐。成孔后先使用A工具測量得到測繩長為L1，清孔完成后使用B工具測量得到測繩長L2，兩者的差值即為沉淀厚度[1]。

5 鋼筋籠制作與安裝

主筋在鋼筋加工場完成加工絲口后，在鋼筋場進行制作。鋼筋籠采用加勁筋成形法制作。標準節段長度為9 m一節，根據設計鋼筋籠長度劃分節段，并分節制作。

制作時，先在弧形模具上施放兩根縱向主筋，然后按圖紙間距分出加強鋼筋環的位置并點焊，再在加強鋼筋環上準確分出縱向主筋間距，并對稱點焊好縱向鋼筋，當縱向鋼筋全部按規定完成點焊后，按圖紙間距在其上分出箍筋位置，纏繞全部箍筋并點焊成籠。

在第一節鋼筋籠吊放完成后，在起吊第二節籠至孔口的過程中，需要鋼筋籠吊直扶穩，采用人工拉繩配合吊裝，使上下節做好標記的主筋中心對準，然后緩慢下放，避免搖晃碰撞孔壁和強行入孔。當兩節鋼筋籠連接完成后，取出支撐鋼棒，繼續下放鋼筋籠，以進行下一節鋼筋籠的吊裝，如此循環操作。鋼筋籠入孔接長通常采用螺紋套筒連接，這種連接方式既牢固又可靠。

鋼筋籠入孔后，進行牢固定位，注意鋼筋籠的方向和內外側，并采取鋼管叉等措施防止在灌注水下混凝土過程中下落或上浮。入孔定位標高允許誤差為±5 cm，同時需要懸空其下部。鋼筋籠上口應和樁中心對準并固定，允許誤差為±3 cm，可在上口外圈焊定位筋支撐在護筒壁上。

鋼筋籠和鋼護筒之間的連接可以通過焊接或扣板方式進行連接。焊接連接需要將兩者端口對接，通過焊接設備進行連焊，保證焊縫密度均勻、強度好且無裂縫。而扣板連接則是在鋼筋籠內墻上焊一個扣板，鋼護筒端口處有一個對應的折邊，將折邊插入鋼筋籠內的扣板中，并壓緊固定。

6 灌注混凝土

灌注導管使用Φ258 mm快速接頭灌注鋼導管。根據樁孔的實際長度，計算并確定導管的拼裝長度。在吊裝過程中，導管應嚴格位于井孔中央，并在灌注前進行升降試驗，以驗證其穩定性和可靠性。導管吊放完成后，繼續輸入密度較低的泥漿，采用泵吸反循環法進行清孔作業，直至孔內條件滿足灌注要求。在清孔過程中，應密切關注泥漿的性能變化，確保孔內清潔無雜質。灌注作業時應連續和穩定。在灌注過程中，應嚴格控制單樁混凝土的灌注時間，一般不超過6 h，防止頂層混凝土流動性喪失，導致頂升困難和質量問題。混凝土的實際澆灌量應不小于計算值，將充盈系數控制在1.1～1.2以內。設置隔水球并剪斷吊繩，使混凝土迅速下落至孔底并裹住導管。導管底部至孔底應保留一定空間，通常為0.25～0.4 m，以便于混凝土的順利流動和灌注。

由于混凝土量大且攪拌時間長，可能會出現離析現象和流動性變差等問題。在灌注過程中，若導管中出現混凝土堵塞或漏斗內仍有混凝土殘留，應增加設備的起重能力，迅速向漏斗加入混凝土，并適當提升或晃動導管，確保混凝土順利下滑至孔底。在后續灌注過程中，邊提升導管邊拆除上一節導管，使混凝土始終處于流動狀態。當導管底埋置深度達到3 m左右或混凝土無法繼續下落時，應及時提升導管。埋管深度應控制在2～6 m之間，每次提管拆管長度不得超過6 m，拆管后的埋管深度不得小于2 m。導管下口在混凝土內的埋置深度宜控制在2～6 m，導管應勤拆，一次提拆應不超過6 m[2]。

在混凝土灌注的后期階段，由于孔內壓力可能逐漸減小導致上部混凝土的密實度不如下部。為了提高上部混凝土的密實度，可以稍微提起漏斗，以增加混凝土在灌注過程中的落差，提高上部混凝土的密實度。當灌注即將完成時，注意控制拔管的速度。緩慢拔出導管可以使混凝土面口逐漸閉合，防止過快拔出而導致泥漿混入，影響混凝土質量。如果泥漿混入混凝土中，可能會降低其強度和耐久性，甚至影響整個樁基的承載能力和穩定性。

在混凝土灌注完成后，樁基的澆筑高度應超過設計高程約1.0 m。仔細鑿除超出設計高程的部分，露出清潔且密實的混凝土表面，以便與承臺相接。在鑿除過程中，必須格外小心，以免破壞樁身，影響其整體結構和使用壽命[3]。

7 質量控制

高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工是一項復雜而精細的工程，其質量控制貫穿于施工的全過程。為確保施工安全與工程質量，需從多個方面入手，實施全面質量控制與精細施工要點。

7.1 施工準備階段

施工準備是確保工程質量的前提。在此階段，需詳細審閱設計圖紙，了解地質與水文條件，以制定科學合理的施工方案。同時，需對進場設備進行檢修與保養，確保設備處于最佳的工作狀態。此外，還需清理施工場地，挖設泥漿池，并埋設符合規范要求的護筒[4]。

7.2 鉆孔作業精細化管理

鉆孔作業是樁基施工的核心環節。在此過程中，需確保鉆機平穩就位，鉆頭對準孔位后方可開鉆。在鉆進過程中，需根據土層變化適時調整鉆進速度與泥漿性能，保持鉆孔的垂直度與孔徑。同時，應做好施工記錄，為后續分析提供依據。

7.3 清孔與鋼筋籠安裝的精準控制

清孔作業需徹底清除孔底沉渣，保證孔底干凈、無雜物。在清孔完成后，需對孔徑、孔深及垂直度進行再次檢查，確認無誤后方可進行鋼筋籠的安裝。鋼筋籠的制作與吊放需嚴格遵循設計要求，確保搭接長度、焊縫質量及保護層厚度均達標。在安裝過程中，需避免鋼筋籠碰撞孔壁，保持順直且固定牢固。

7.4 混凝土灌注的嚴格把控

混凝土灌注是成樁的關鍵步驟。在此階段，應嚴格控制混凝土的質量與灌注工藝。混凝土應具有良好的和易性，坍落度控制在適宜范圍內。在灌注過程中，應保證導管埋深在合理范圍內，避免導管提出混凝土面而導致斷樁。控制灌注速度，特別是在混凝土接近鋼筋籠底部時，應適當放慢速度以減少混凝土上升的沖擊力。灌注完成后，應確保樁頂標高比設計樁頂高出一定高度，保證混凝土強度且不夾泥[5]。

7.5 預防質量事故與持續改進

在施工過程中，應時刻關注可能出現的質量問題，如坍孔、鉆孔偏斜、鋼筋籠上浮等，并提前制定預防措施。建立完善的質量管理體系，對各個環節進行實時監控與檢測，確保工程質量符合設計要求。針對施工中出現的問題與不足，應及時總結經驗教訓，持續改進施工方法，提升工藝水平。

8 結論

鉆孔灌注施工技術以其獨特的施工優勢和廣泛的應用范圍，在橋梁樁基施工中發揮著不可替代的作用。在施工過程中，嚴格控制鉆孔精度、確保灌注質量、加強施工監控等關鍵要點，能夠有效提高橋梁樁基的承載力和穩定性。同時，不斷優化施工工藝、提升施工效率，也是推動該技術進一步發展的關鍵。綜上所述，高速公路橋梁樁基鉆孔灌注施工技術是一種成熟、可靠的施工方法，對于保障橋梁安全、提高工程建設質量具有重要意義。

參考文獻

[1]趙冠軍.橋梁樁基礎的鉆孔灌注樁施工技術研究[J].交通科技與管理， 2024（9）：143-145.

[2]楊萍.橋梁鉆孔灌注樁施工質量控制相關措施研究[J].交通世界， 2024（12）：116-118.

[3]張磊.橋梁樁基施工中鉆孔灌注樁技術的應用[J].交通世界， 2024（13）：187-189.

[4]陳正勇.橋梁樁基工程中的鉆孔灌注樁施工及其控制研究[J].交通世界， 2021（26）：109-110.

[5]顧少偉.高速公路橋梁樁基施工質量問題研究和處理技術[J].四川水泥， 2020（9）：250-251.