論高速公路橋梁鉆孔樁施工技術(shù)

儀孝峰

（中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司，北京 100041）

鉆孔樁施工技術(shù)在近些年來得到廣泛應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)而且施工成本比較低。但是公路橋梁鉆孔樁施工工藝具有一定的復(fù)雜性，而且鉆孔樁施工一般都是隱藏在地下，具有一定的隱蔽性，鉆孔樁一旦出現(xiàn)問題，是很難被發(fā)現(xiàn)的，進(jìn)而導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題。所以在公路橋梁鉆孔樁施工中一定要嚴(yán)格控制每道施工工序，進(jìn)而保證整體橋梁的施工質(zhì)量和安全。

1 鉆孔樁的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)以及施工工藝

1.1 鉆孔樁的特點(diǎn)

通過機(jī)械鉆孔、下鋼筋籠和混凝土澆筑的方法建成的圓柱形樁被稱之為鉆孔樁。鉆孔樁很好地解決了地面土質(zhì)疏松和樁底泥沙控制的問題。鉆孔樁具有在各種地基上均可使用、承載能力強(qiáng)，施工成本低等特點(diǎn)。鉆孔樁具有廣泛的適用性，可以在江河中使用，而且建造所需的材料的也比較常見，如鋼筋、水泥和砂子等；鉆孔樁的承載能力也比較強(qiáng)，在設(shè)計(jì)過程中可以根據(jù)承載層的特性選擇合適的尺寸。鉆孔樁因?yàn)楸砻娌黄秸允艿降哪Σ亮蜁容^大，承載能力也會得到提高。鉆孔樁的施工成本比較低，在橋梁樁基施工中得到廣泛使用。

1.2 鉆孔樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在對鉆孔樁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要對橋址的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)地勘探，對施工現(xiàn)場要有清晰的了解。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，一定要先確定鉆孔樁的長度，對鉆孔樁的承載力進(jìn)行計(jì)算；還要求出樁身彎矩圖(用坐標(biāo)紙繪制)定出最大樁身彎矩值及其相應(yīng)的截面和相應(yīng)軸力，配置鋼筋，驗(yàn)算截面強(qiáng)度，計(jì)算出主筋長度、螺旋鋼筋長度以及所需鋼筋的總量；對墩頂縱橋向水平位移進(jìn)行計(jì)算；繪制出樁基布置圖和樁身配筋圖等。另外，當(dāng)開槽樁距河床淤泥或者是松軟土層較近時(shí)，要提前對鉆孔樁鉆孔的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)要準(zhǔn)確地預(yù)估出承臺基礎(chǔ)的承載力，避免出現(xiàn)樁承載力太小的情況。

1.3 鉆孔樁的施工工藝

在橋梁基礎(chǔ)工程施工中，鉆孔樁的施工流程主要有：場地準(zhǔn)備-樁位放樣-埋設(shè)護(hù)筒-鉆機(jī)就位-泥漿制備、鉆進(jìn)-成孔檢測-清孔-安放鋼筋籠-安放導(dǎo)管-混凝土澆注-樁頭處理-樁基檢測。另外，要保證鉆孔樁施工的質(zhì)量，主要控制的要點(diǎn)如下：a.樁位坐標(biāo)控制；b.垂直度控制；c.護(hù)筒埋設(shè)控制；d.水下砼的澆注質(zhì)量。在鉆孔樁施工過程中，必須精準(zhǔn)找出樁身的鉆孔位置，按照樁身的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行測量。在鉆孔的時(shí)候如果遇到泥漿沸騰的情況，一定要立即停止施工，根據(jù)具體的原因采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

2 鉆孔樁施工中容易出現(xiàn)的問題

2.1 鋼筋籠上浮問題

在鉆孔樁施工中導(dǎo)致鋼筋籠上浮的原因有許多，主要原因有幾個(gè)方面：第一，鋼筋籠擺放的位置過高或是導(dǎo)管埋入混凝土過深。如果導(dǎo)管埋入的過深就會使導(dǎo)管內(nèi)部的混凝土流出，產(chǎn)生向上的推動(dòng)力致使混凝土整體的上升。這時(shí)鋼筋籠下半截的箍筋和主筋與混凝土粘連在一起，并且隨著坍落度的降低而混凝土的粘著力就會變大，當(dāng)因?yàn)樯仙a(chǎn)生的拉力大于鋼筋籠自身的重量的時(shí)候就會出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題。第二，如果混凝土澆筑到鋼筋籠的下方，就會提升導(dǎo)管的高度，而導(dǎo)管流出后會產(chǎn)生較大的向上推動(dòng)力，推動(dòng)鋼筋籠使鋼筋籠出現(xiàn)上浮的現(xiàn)象，或者是當(dāng)混凝土灌注到鋼筋籠的底部時(shí)，出現(xiàn)斷水或是斷電的現(xiàn)象，致使混凝土灌注出現(xiàn)中斷，在一段時(shí)間后再繼續(xù)進(jìn)行灌注，這時(shí)樁孔內(nèi)部混凝土產(chǎn)生的坍落度就會消失，加上有一部分的混凝土開始凝固，進(jìn)而使混凝土的流動(dòng)性變差，當(dāng)重新灌注混凝土?xí)r，由于混凝土的凝固時(shí)間不同鋼筋籠就會出現(xiàn)上移的情況，如果上移比較嚴(yán)重的話很有可能導(dǎo)致樁身斷裂。

2.2 斷樁問題

在鉆孔樁施工中如果操作步驟不規(guī)范就很容易導(dǎo)致樁身斷裂，主要有以下幾個(gè)原因：第一，坍落度和施工的要求不相符，當(dāng)坍落度過大時(shí)，混凝土就會出現(xiàn)離析現(xiàn)象，一些粗骨料在進(jìn)入導(dǎo)管時(shí)就會互相擠壓，進(jìn)而阻塞導(dǎo)管；而當(dāng)坍落度過小時(shí)，混凝土就會因?yàn)榱鲃?dòng)性差而導(dǎo)致在下落過程中因阻力過大而阻塞導(dǎo)管。這都是造成導(dǎo)管阻塞的原因，進(jìn)而導(dǎo)致斷樁的出現(xiàn)；第二，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，沒有采取“回頂法”進(jìn)行澆筑，而是從孔口直接灌入混凝土，進(jìn)而誘發(fā)混凝土出現(xiàn)離析的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土在凝固后因?yàn)楣橇戏植疾痪鶆虺霈F(xiàn)蜂窩、疏松、孔洞的情況，使樁柱斷裂；第三，如果混凝土灌注的時(shí)間過長，就會增加混凝土和導(dǎo)管壁之間的摩擦力，使導(dǎo)管埋入混凝土的位置過深，如果是采用阻力較大的法蘭盤進(jìn)行導(dǎo)管的連接，就會出現(xiàn)在提升過程中連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏训那闆r，進(jìn)而發(fā)生斷樁；第四，如在清理孔口過程中沒有控制好孔內(nèi)泥漿的含砂率，就會在灌注混凝土?xí)r出現(xiàn)混凝土上沉渣過厚，混凝土推動(dòng)壓力過大，致使混凝土澆筑中斷，進(jìn)而形成斷樁。

2.3 孔壁坍陷問題

造成孔壁坍塌的原因主要有以下三點(diǎn)：工藝控制不到位，護(hù)筒的接縫和回填土處理得不夠密，清孔的清洗不徹底和孔底沉渣不足。如果在施工過程中沒有控制好施工工藝，或是對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件不夠了解，沒有根據(jù)實(shí)際的情況采用合適的泥漿，就會因?yàn)槟酀{護(hù)壁質(zhì)量差出現(xiàn)孔壁坍陷問題；如果護(hù)筒埋設(shè)得過淺，或是對護(hù)筒的接縫處和回填土處理得不夠細(xì)致就會出現(xiàn)漏水或是漏漿的情況，導(dǎo)致孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水面高度不夠，孔壁靜水的壓力降低，進(jìn)而導(dǎo)致孔壁出現(xiàn)坍塌。

3 鉆孔樁施工中出現(xiàn)的問題防范方法

3.1 加強(qiáng)對鋼筋籠的施工管理

要想解決鋼筋籠上浮問題，首先就是要對鋼筋籠的初始位置進(jìn)行準(zhǔn)確地定位并把鋼筋籠和孔口進(jìn)行固定。其次還要保持混凝土良好的流動(dòng)性，同時(shí)還要優(yōu)化混凝土的灌注工藝，掌控好混凝土澆筑時(shí)間，在配制混凝土?xí)r要嚴(yán)格控制配合比，在對混凝土進(jìn)行澆筑過程中要保持澆筑的連續(xù)性，盡量縮短灌注的時(shí)間。在對混凝土進(jìn)行配比時(shí)可以適當(dāng)?shù)膿饺胍恍┚從齽?，以防在混凝土進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小；在混凝土灌注之前要做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，保證水電供給，檢查施工所要使用的工具，并安排輪流值班，做好各種應(yīng)急預(yù)案。在進(jìn)行灌注混凝土的過程中一定要保證灌注混凝土的連續(xù)性，避免中途停工這種情況的出現(xiàn)。另外，還要防范因鋼筋籠不符合施工要求，致使鋼筋籠出現(xiàn)上浮。

3.2 嚴(yán)格控制混凝土灌注步驟

在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)一定要嚴(yán)格控制混凝土配合比、坍落度以及粗骨料粒徑。要事先做好配比試驗(yàn)，從源頭上控制混凝土的質(zhì)量。從導(dǎo)管內(nèi)灌注混凝土，要保證灌注過程的連貫性，而且綁扎水泥隔水塞的鐵絲的質(zhì)量要符合施工的要求，避免在使用過程中出現(xiàn)斷裂的情況。施工所選用的導(dǎo)管要有一定的抗拉強(qiáng)度，可以承受一定的重量，導(dǎo)管在組拼后須用球塞和檢查錘做通過試驗(yàn)。為了便于測量，要選取長度一致的導(dǎo)管，并作好記錄和標(biāo)記。在成孔后一定要用沖洗液認(rèn)真清孔，清孔時(shí)間要根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況確定，只有保證孔內(nèi)沉渣數(shù)量低于規(guī)范要求時(shí)，才能進(jìn)行混凝土灌注工作。

3.3 加強(qiáng)鉆孔前和成孔后的管理

在施工之前一定要對當(dāng)?shù)赝翆拥慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，選擇合適的施工方法進(jìn)行施工，如果施工現(xiàn)場的土質(zhì)是松散砂黏土或流沙，那就要提高泥漿的比重和粘度，選擇強(qiáng)度較大的護(hù)筒，還要適當(dāng)?shù)芈裆钭o(hù)筒，并用粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周，防止漏水或是漏漿的情況出現(xiàn)。要加強(qiáng)鉆孔的現(xiàn)場管理，對鉆進(jìn)速度和空轉(zhuǎn)時(shí)間進(jìn)行控制，采用合適的方法保持鉆頭的穩(wěn)定。成孔后澆筑混凝土的時(shí)間最好控制在3h以內(nèi)。在搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形，安放要對準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，盡可能縮短沉放時(shí)間，這樣可有效地防止孔壁坍塌問題。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路橋梁施工過程中鉆孔樁是一項(xiàng)必不可少的施工步驟，對公路橋梁的建設(shè)有重要的意義。在公路橋梁鉆孔樁施工中一定要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況嚴(yán)格地控制施工步驟，促進(jìn)具體技術(shù)應(yīng)用和操作技術(shù)到位。這樣才能不斷地提高公路橋梁施工技術(shù)水平，更好地促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。