橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)

王新利（中交二公局第四工程有限公司）

橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)

王新利（中交二公局第四工程有限公司）

當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代交通發(fā)展迅速，橋梁已經(jīng)慢慢成為了現(xiàn)代交通運(yùn)輸不可或缺的重要一環(huán)，尤其是針對(duì)地勢(shì)險(xiǎn)要交通不便的地方。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于各種橋梁的建設(shè)，橋梁住是整個(gè)施工最重要的一步，因?yàn)闃蛄褐馁|(zhì)量某種程度上代表了橋梁整體的質(zhì)量，橋梁住的施工質(zhì)量高，橋梁的各項(xiàng)指標(biāo)才能達(dá)標(biāo)。不過(guò)在具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程當(dāng)中，橋梁住是首先需要施工的，受到各種各樣的因素制約，造成了設(shè)計(jì)難度與施工難度相比小了很多，因此，要想做好橋梁住的施工，必須在施工過(guò)程中使用現(xiàn)代技術(shù)。本文從該點(diǎn)出發(fā)，分析鉆孔灌注樁施工在橋梁樁施工中的應(yīng)用。

橋梁；樁基礎(chǔ)；鉆孔灌注

1 引言

鉆孔灌注樁是橋梁施工中非常重要的一步，也是橋梁施工的第一步。從20世紀(jì)90年代至今，隨著鉆孔灌注樁的不斷持續(xù)應(yīng)用和發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)日趨的完善和成熟?？梢愿爬▉?lái)說(shuō)，現(xiàn)在所應(yīng)用的橋梁鉆孔灌注技術(shù).是出于對(duì)建筑行業(yè)的靈感而進(jìn)行的重大改進(jìn)。根據(jù)原有的鉆孔灌注樁的技術(shù)，能夠極大地降低樁基礎(chǔ)施工中產(chǎn)生的巨大的難以避免的噪音，也能夠比傳統(tǒng)的技術(shù)施工出出直徑更大的橋梁樁，是全球當(dāng)下最具競(jìng)爭(zhēng)力的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。這一鉆孔灌注樁的巨大優(yōu)點(diǎn)不但在獨(dú)立功能橋梁中起到了中流砥柱的作用，在實(shí)現(xiàn)橋路連接的過(guò)程中，也表現(xiàn)非常的優(yōu)異，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)地區(qū)（河流、山川之間、松軟地質(zhì)）都有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2 基樁的分類

按照不同的要求，應(yīng)該按照不同的施工方法做好行分類：①按照材料進(jìn)行的分類。按照樁的材料可將其分為木樁，混凝土樁，鋼樁以及復(fù)合樁。②按照樁起到的作用進(jìn)行分類，我們可將其分為三類，軸向壓縮，側(cè)向壓樁以及抗拔樁。③按照樁打入的方式進(jìn)行分類?？梢苑譃槲宕箢?。打入樁，原位樁，靜壓樁，螺旋樁與粉噴樁。按照施工樁成孔過(guò)程我們可以對(duì)其分3類，沉管灌注樁，人工挖孔樁和夯擴(kuò)樁。

3 主要設(shè)備和機(jī)具

3.1 鉆機(jī)和砂石泵組

泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工一般需要2個(gè)國(guó)際通用的重要設(shè)備，它們分別為鉆機(jī)和砂石泵組。我國(guó)目前的泵吸反循環(huán)鉆機(jī)和配套的砂石泵一般含有轉(zhuǎn)盤、減速傳功系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、正副卷?yè)P(yáng)機(jī)、鉆機(jī)底座、鉆塔、行走機(jī)構(gòu)等組成部分。

3.2 鉆渣分離設(shè)備

鉆渣分離的工作方式一定程度上已經(jīng)確定了設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。鉆渣分離一般分為重力式以及機(jī)械式，重力式設(shè)備可以單獨(dú)工作，不配備任何的機(jī)械設(shè)備；機(jī)械分離設(shè)備一般包含機(jī)械振動(dòng)篩，水旋流除砂器。

3.3 鉆具

一般來(lái)說(shuō)，綜合國(guó)內(nèi)外的所有鉆具設(shè)備，鉆具的結(jié)構(gòu)基本上都是類似的?？偟膩?lái)說(shuō)，鉆具一般都由水龍頭、主動(dòng)鉆桿、孔內(nèi)鉆桿和鉆頭組成，除此之外還會(huì)加裝加重鉆桿和導(dǎo)正器等。其組成和連接順序如圖1所示。

4 鉆孔灌注樁成孔施工技術(shù)

4.1 反循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工技術(shù)

圖1 鉆具結(jié)構(gòu)組成和連接示意圖

反循環(huán)鉆進(jìn)在工作的時(shí)候，冷卻劑流到孔底起到對(duì)鉆頭冷卻的效果，并能同時(shí)將大量鉆孔留下的渣滓?guī)У娇淄猓鋮s液是由鉆桿和孔壁之間的空間流入，從鉆桿之間流向外面。因?yàn)闄M截面積較鉆桿與孔壁間的面積低一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以從鉆桿部位冷卻液的速度，能夠到2～3m/s，相較于正循環(huán)的速度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)的級(jí)別，甚至多于40倍，這種方式大大提升了排渣的能力，該方法鉆孔的能力要優(yōu)于其他的方法，可以將鉆孔留下的渣滓排除的更徹底，干凈，因此鉆孔效率得到了飛速的提升。

4.2 正循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)

正循環(huán)的特點(diǎn)是，將泥漿加壓之非常高，隨后在高壓狀態(tài)下通過(guò)空心鉆桿，由鉆桿的底部噴出出，在底部的鉆頭高速旋轉(zhuǎn)會(huì)把底部沖擊成渣，被泥漿捕獲之后跟隨泥漿的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，最終被排至井外。正循環(huán)相比于反循環(huán)的優(yōu)勢(shì)在于：①設(shè)備不復(fù)雜，大多數(shù)的情況之下，能夠直接使用現(xiàn)成的鉆探設(shè)備，及時(shí)不能直接使用，對(duì)其經(jīng)過(guò)很小的改動(dòng)即可滿足需求。②設(shè)備操作簡(jiǎn)單，容易上手，且故障率很低，設(shè)備穩(wěn)定。③噪音比反循環(huán)降低很多，震動(dòng)也大幅降低。④設(shè)備成本更容易控制。⑤能夠很容易滿足支撐項(xiàng)目。缺點(diǎn)在于，巖石破碎重復(fù)嚴(yán)重。

如果光從結(jié)果上來(lái)看，正循環(huán)相比于反循環(huán)而言沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。相比于正循環(huán)，如果采取反循環(huán)鉆探的方式施工能夠更加高效率地打入到巖屑而進(jìn)行能量巨大的破碎，渣滓與洗滌液一起被輸運(yùn)會(huì)地面，降低了二次傷害，增加了了鉆井的效率，最重要的是降低了鉆頭了日常損耗。在底部的孔可以消除長(zhǎng)時(shí)間積累的沉積物。不過(guò)，雖然反循環(huán)比正循環(huán)有著更多的優(yōu)勢(shì)，采取一般的泥洞墻鉆孔，在維持穩(wěn)定的目的來(lái)進(jìn)行考慮，正循環(huán)較反循環(huán)反而具備一定的優(yōu)勢(shì)。相比于正循環(huán)以及反循環(huán)成孔做詳細(xì)的對(duì)比，其結(jié)果由表1給出。

表1 不同成孔工藝分析對(duì)比

5 施工過(guò)程的細(xì)節(jié)

5.1 施工過(guò)程中的鉆孔和成孔

在該階段專業(yè)的工作者可以按照具體情形選擇正、反循環(huán)回旋鉆機(jī)，在進(jìn)行鉆孔時(shí)一定要注意必須做到減壓鉆進(jìn)，換句話說(shuō)即使主吊鉤從開始到結(jié)束一直保持著對(duì)鉆具一定的拉力，確?？椎足@壓地域鉆具的重力 （浮力不在計(jì)算之內(nèi)）的80%，這種情況下可以保證在鉆孔的過(guò)程中，鉆的方向?yàn)樨Q直，鉆進(jìn)的過(guò)程保持回旋平穩(wěn)，可以很好的抑制斜孔、彎孔和擴(kuò)孔。如果選擇旋挖鉆機(jī)鉆孔，一定要按照相應(yīng)地質(zhì)去選擇合適的鉆頭，首次注入泥漿時(shí)務(wù)必保證垂直，且要保證泥漿面高于護(hù)筒底部50cm以下，鉆孔速度嚴(yán)禁過(guò)快，因?yàn)殂@進(jìn)過(guò)快會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生，鉆頭的升降速度一般都在0.75～0.8m/s；如果對(duì)于松軟質(zhì)的土則鉆進(jìn)速度還要更低才能保證不出事故。值得注意的是，一切的開孔都必須做到準(zhǔn)確，低速開始，待鉆頭全部進(jìn)入地層后方可按照正常速度進(jìn)行。再鉆進(jìn)的過(guò)程中施工人員務(wù)必定要時(shí)刻關(guān)注鉆進(jìn)的各種指標(biāo)，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題一定要及時(shí)的做好相應(yīng)的調(diào)整，保證鉆進(jìn)的質(zhì)量，同時(shí)避免安全事故。

5.2 施工過(guò)程中的清孔以及鋼筋籠吊裝

鉆孔、成孔施工結(jié)束以后，一定要對(duì)鉆孔做好清理工作，循環(huán)掏渣清孔、抽漿清洗和換漿清洗等辦法，最終使成孔內(nèi)的渣滓消失。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，孔內(nèi)水頭高度一定不能過(guò)高或者過(guò)低。此外，鋼筋籠的吊裝作業(yè)一定要在事先焊接好的鋼筋骨架支撐下進(jìn)行。值得注意的是，吊車的承載量一定要大于鋼筋籠，如果吊車的承載量無(wú)法滿足鋼筋籠，可以考慮分段進(jìn)行安裝。

5.3 施工過(guò)程中的二次清孔、混凝土灌注

吊裝完鋼筋籠之后，專業(yè)的施工人員第一步就是務(wù)必確認(rèn)孔內(nèi)的泥漿指標(biāo)是否必須做二次清孔，待檢查合乎標(biāo)準(zhǔn)之后以鉆孔的實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將之前確認(rèn)過(guò)密封性的導(dǎo)管安裝就位，隨后做好澆筑混凝土的步驟。除此之外，在該過(guò)程當(dāng)中還必須控制好導(dǎo)管的安裝位置，最為科學(xué)的深度為距離孔底0.3～0.4m之內(nèi)；第一批混凝土的數(shù)量要保證導(dǎo)管埋的深度不小于1m，要選用流動(dòng)性和和易性強(qiáng)的混凝土并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、檢查。為導(dǎo)管安裝隔水栓、漏斗。放水之前一定要確保備好足夠量首批混凝土，放水時(shí)，務(wù)必確定混凝土流經(jīng)導(dǎo)管快速的進(jìn)入孔內(nèi)。在灌注混凝土的過(guò)程當(dāng)中，專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)務(wù)必時(shí)刻打起精神關(guān)注混凝土的灌注情況以及供應(yīng)的情況，保持全部的灌注時(shí)間不大于第一次的混凝土的初凝時(shí)間。

6 結(jié)語(yǔ)

本文從鉆孔灌注樁施工出發(fā)，討論了基樁的分類，主要的設(shè)備和工具和鉆孔灌注樁成孔施工技術(shù)，討論了反循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工技術(shù)，正循環(huán)鉆進(jìn)成孔施工技術(shù)和它們的優(yōu)缺點(diǎn)，討論了施工的細(xì)節(jié)過(guò)程，包括了施工過(guò)程中的鉆孔和成孔、施工過(guò)程中的清孔以及鋼筋籠吊裝以及施工過(guò)程中的二次清孔、混凝土灌注需要根據(jù)不同的情況選定不同的鉆孔灌注技術(shù)，充分保障橋梁施工的質(zhì)量。

［1］周 峰.關(guān)于橋梁樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的探討［J］.中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2015（23）：211.

［2］陳祝文.橋梁工程深水樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究［J］.科技展望，2015（2）：36.

［3］徐 濤.關(guān)于橋梁工程中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的探討［J］.江西建材，2015（10）：132～133.

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2095-2066（2016）29-0181-02

2016-9-27

王新利（1982-），男，工程師，2005年畢業(yè)于信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，主要從事道路施工工作。