楊 志

(長(zhǎng)治市協(xié)成公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

1 工程概況

某公路橋梁改建工程位于山西省境內(nèi)，公路設(shè)計(jì)荷載為Ⅱ級(jí)，等級(jí)要求為三級(jí)公路，橋梁設(shè)計(jì)50年基準(zhǔn)期，橋面橫坡雙向2.0%，寬度為(防撞護(hù)欄)凈-7.5 m+2×0.5 m，安全等級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)。目前上部橋梁結(jié)構(gòu)是T梁預(yù)制矮型8～8 m，凈寬為4 m,橋梁總寬為5 m，下部橋梁結(jié)構(gòu)為樁柱式臺(tái)、墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑長(zhǎng)12 m。

根據(jù)SQKHJ-ZK01勘探孔顯示的地質(zhì)情況，從上到下依次為圓礫、強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r、中風(fēng)化泥灰?guī)r、中風(fēng)化泥巖，樁基地質(zhì)勘探孔地質(zhì)分層情況如表1所示。該項(xiàng)目影響水系主要為該河流，近年來(lái)最高水位為64.75 m，最低水位為62.395 m，年平均水位為62.7 m。

表1 樁基地質(zhì)勘探孔地質(zhì)分層情況

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.1 護(hù)筒埋設(shè)

鉆孔前，為了確保機(jī)械設(shè)備能夠垂直鉆進(jìn)，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，需提前安設(shè)鋼護(hù)筒。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，利用挖機(jī)先將護(hù)筒坑挖好，鉆孔則采用旋挖機(jī)施工，根據(jù)樁位所處地質(zhì)、水文等條件確定護(hù)筒長(zhǎng)度。護(hù)筒頂部應(yīng)略高一些，確?？變?nèi)泥漿面在孔外水位之上。但在施工當(dāng)中，必須控制好護(hù)筒埋設(shè)樁位的誤差，不得超過(guò)5 cm。護(hù)筒拆除時(shí)，保證灌注樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定。

2.2 成孔施工

為了確保鉆孔樁施工安全，避免出現(xiàn)塌孔，本工程決定采用泥漿護(hù)壁成孔工藝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、孔位等準(zhǔn)確確定泥漿材料。根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果及樁基的參數(shù)，同時(shí)考慮鉆機(jī)的鉆進(jìn)能力和施工效率。采用型號(hào)為ZJD-4000回旋鉆機(jī)作為首樁的主要鉆孔設(shè)備，其性能參數(shù)詳見(jiàn)表2。

表2 ZJD-4000回旋鉆鉆機(jī)性能參數(shù)表

若所處地質(zhì)較為復(fù)雜，具有較厚覆蓋層，護(hù)筒下沉難度大，無(wú)法到達(dá)巖層時(shí)，一般可采取PHP泥漿。鉆孔時(shí)，需控制好鉆進(jìn)速度，不宜太快，還要檢測(cè)泥漿指標(biāo)，若指標(biāo)與規(guī)定不符，需及時(shí)調(diào)整，確保樁基的成孔質(zhì)量。泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)調(diào)整見(jiàn)表3。

2.3 鋼筋籠安裝

施工人員在鋼筋籠的制作過(guò)程中，從材料質(zhì)量入手嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，按照設(shè)計(jì)圖紙明確鋼筋規(guī)格、長(zhǎng)度、直徑，本工程所使用的鋼筋長(zhǎng)度及直徑控制在9～5 cm之間。制作完鋼筋籠后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行徹底清理， 注意堆放鋼筋籠區(qū)域需處于整潔干凈狀

表3 強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r層鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿性能指標(biāo)

態(tài)，采取平臥方式合理堆放，控制堆放層高低于2或等于2層，驗(yàn)收鋼筋籠制作工序施工質(zhì)量時(shí)，先設(shè)計(jì)標(biāo)高，再對(duì)鋼筋籠長(zhǎng)度進(jìn)行檢查測(cè)量。施工人員操作鋼筋籠的安放過(guò)程中，采取必要的綁扎措施，落實(shí)此環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完成綁扎工作后向運(yùn)輸車(chē)內(nèi)放進(jìn)鋼筋籠，可避免鋼筋籠運(yùn)輸時(shí)破壞其完整性，通過(guò)專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)行安全高效運(yùn)輸。鋼筋籠到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行卸載時(shí)，施工人員先檢查完整性是否良好，將十字鋼筋按照每4 m設(shè)置1個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)在場(chǎng)地中進(jìn)行安放，完成此步驟后，基本上鋼筋籠自身形狀難以出現(xiàn)較大改變。本工程運(yùn)輸鋼筋籠和安裝環(huán)節(jié)，施工人員考慮到鋼筋籠吊點(diǎn)處于最大作用力的承載狀態(tài)，因此采取加固此處箍筋的方法，避免吊點(diǎn)鋼筋質(zhì)量受到影響。

2.4 清孔施工

相比泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)清孔工藝，正循環(huán)清孔工藝成本較低。加上旋挖樁清孔并非一次完成，需進(jìn)行二次清孔，且第一次清孔對(duì)于沉渣厚度并沒(méi)有太多要求，這種情況下，基于經(jīng)濟(jì)性原則，本工程第一次清孔決定采用正循環(huán)清孔工藝，以便排除孔內(nèi)的顆粒物，要求在本次清孔時(shí)，將泥漿密度控制在1.1～1.4之間，從而滿足施工要求。清孔后的泥漿指標(biāo)詳見(jiàn)表4。

表4 清孔的泥漿性能指標(biāo)

二次清孔時(shí)，泥漿比重應(yīng)有所下降，可控制在1.1～1.2之間。為了確定二次清孔工藝，本工程對(duì)三種不同清孔工藝在孔深15 m左右的I、II樁號(hào)的清孔時(shí)間和沉渣厚度情況進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)于正循環(huán)清孔，I樁的清孔時(shí)間為5 h，沉渣厚度為69 mm；II樁的清孔時(shí)間為5 h，沉渣厚度為71 mm；對(duì)于泵吸反循環(huán)清孔，I樁的清孔時(shí)間為0.5 h，沉渣厚度為32 mm；II樁的清孔時(shí)間為0.5 h，沉渣厚度為30 mm；對(duì)于氣舉反循環(huán)清孔：I樁的清孔時(shí)間為0.3 h，沉渣厚度為17 mm；II樁的清孔時(shí)間為0.3 h，沉渣厚度為16 mm。

從上面的數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論是在清孔時(shí)間，抑或是沉渣厚度方面，正循環(huán)清孔工藝均比其他兩類(lèi)較差，且在二次清孔沉渣厚度不大于50 mm的規(guī)定下，正循環(huán)清孔不符合規(guī)定要求?；诖耍瑳Q定從泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)清孔工藝當(dāng)中選擇，由于氣舉反循環(huán)清孔工藝在清孔時(shí)間、沉渣厚度方面更具有優(yōu)勢(shì)，最終決定采用氣舉反循環(huán)清孔工藝進(jìn)行二次清孔。

在二次清孔當(dāng)中，不僅要確保沉渣厚度符合規(guī)定要求，還需要檢測(cè)泥漿的性能指標(biāo)，保證始終滿足要求，一般來(lái)講，清孔結(jié)束時(shí)泥漿指標(biāo)不宜過(guò)高，比如，含砂率控制在3%以內(nèi)，粘度為16～20 s之間。待各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)定后，才能進(jìn)行下一工序施工。

2.5 沉渣檢測(cè)

在完成清孔作業(yè)后，還需進(jìn)行沉渣厚度檢測(cè)，在整個(gè)檢測(cè)當(dāng)中，需保證選取的方法合理、有效，確保沉渣厚度符合規(guī)定要求。根據(jù)工程實(shí)際情況，決定采用吊錘測(cè)繩法進(jìn)行測(cè)定。首次測(cè)量時(shí)，在孔內(nèi)放入3 kg的測(cè)量錘，將錘慢慢放置到沉渣層頂面位置，此時(shí)需對(duì)沉渣厚度的測(cè)量與記錄。二次測(cè)量時(shí)，再次下放測(cè)錘直至達(dá)到孔底，并做好深度測(cè)量與記錄。通過(guò)兩次測(cè)量結(jié)果的計(jì)算，可以得出最終沉渣厚度，經(jīng)計(jì)算，35 cm為本工程沉渣厚度，可達(dá)到規(guī)定要求。

2.6 混凝土澆筑施工

經(jīng)檢測(cè)，二次清孔后，沉渣厚度為35 cm可滿足規(guī)定要求，此時(shí)便可進(jìn)行水下混凝土澆筑施工。根據(jù)施工規(guī)定要求，可采用C30水下混凝土進(jìn)行施工，并做好坍落度控制。澆筑前，還需控制好混凝土導(dǎo)管底部與孔底之間的距離，不得大于30 cm，同時(shí)，第一批灌注混凝土導(dǎo)管埋設(shè)深度必須超過(guò)0.8 m，使用導(dǎo)管前，需提前拼裝，并做好水密試驗(yàn)。

根據(jù)計(jì)算可知，本工程混凝土初灌量為3 m3，按照樁長(zhǎng)的實(shí)際情況，可能會(huì)有略微浮動(dòng)。在整個(gè)灌注過(guò)程當(dāng)中，需精確計(jì)算導(dǎo)管的長(zhǎng)度，從而確?；炷恋馁|(zhì)量，并合理控制導(dǎo)管埋設(shè)深度，可控制在2～6 m之間。在水下混凝土澆筑施工當(dāng)中，必須做好混凝土灌注速度控制，保障水下混凝土的成樁質(zhì)量。

3 質(zhì)量控制

3.1 管道阻塞控制

此問(wèn)題常見(jiàn)于路橋梁工程鉆孔灌注樁施工環(huán)節(jié)，引起阻塞的原因并以單一，包括混凝土離析、混凝土受管道水流作用出現(xiàn)流動(dòng)異常、導(dǎo)管法蘭盤(pán)發(fā)生漏水現(xiàn)象、混凝土受導(dǎo)管空氣間隔作用出現(xiàn)流動(dòng)異常等，需根據(jù)具體原因采取相應(yīng)的解決策略。比如針對(duì)因混凝土自身性能不佳出現(xiàn)離析情況造成的管道阻塞，在處理過(guò)程中可通過(guò)嚴(yán)格管控混凝土材料進(jìn)行有力防控。

3.2 鉆孔偏斜控制

引起鉆孔偏斜的原因主要是鉆孔設(shè)備自身存在局部彎曲情況、鉆頭在傾斜角作用下不均勻受力所致。板工程施工單位重視現(xiàn)場(chǎng)施工平整性，保證平穩(wěn)安裝鉆機(jī)，鉆孔作業(yè)時(shí)加強(qiáng)對(duì)鉆桿、鉆頭等相關(guān)構(gòu)件的檢查力度，發(fā)現(xiàn)彎曲馬上調(diào)整，針對(duì)已經(jīng)存在的鉆孔偏斜情況，嚴(yán)格控制鉆孔實(shí)際鉆進(jìn)速度，對(duì)鉆孔進(jìn)行有效修正。

3.3 鋼筋籠上浮控制

現(xiàn)代公路橋梁工程鉆孔灌注樁施工中，鋼筋籠的使用已經(jīng)非常普及廣泛，一旦發(fā)生上浮情況，很容易嚴(yán)重影響工程整體質(zhì)量，本工程分析了多種鋼筋籠上浮的引發(fā)原因，包括泥漿過(guò)大比重所致等等，在制定防控策略時(shí)根據(jù)不同原因而行。比如，解決由于過(guò)大泥漿比重導(dǎo)致的鋼筋空上浮情況，嚴(yán)格規(guī)范施工人員測(cè)驗(yàn)?zāi)酀{性能的程序，在滿足施工標(biāo)準(zhǔn)前提下方可進(jìn)行鋼筋籠制作和安放。

3.4 混凝土卡管問(wèn)題

混凝土卡管的主要原因是施工人員違章操作，沒(méi)有按照相應(yīng)的操作規(guī)程和施工規(guī)范操作。比如澆筑混凝土?xí)r，沒(méi)有做好混凝土攪拌，這不僅會(huì)影響混凝土的性能，還會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管的氣密性不足，從而導(dǎo)致澆筑過(guò)程中混凝土堆積堵塞的問(wèn)題。如果施工人員未能及時(shí)解決這類(lèi)問(wèn)題，因?yàn)榛炷量ㄔ诠艿乐?，施工將無(wú)法順利進(jìn)行。為此，操作者需要取出導(dǎo)管并疏通。如果問(wèn)題沒(méi)有得到有效解決，需要停止工作進(jìn)行檢查，并采取具體措施解決。

3.5 斷樁問(wèn)題

在鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用于橋梁工程施工過(guò)程中，灌注樁是由砂石結(jié)合混凝土等材料澆筑而成，為后期施工進(jìn)行保障，但由于部分施工人員操作失誤等因素，澆筑過(guò)程會(huì)受到影響而中斷，由此增加斷樁風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題出現(xiàn)的概率，會(huì)對(duì)工程后期施工及運(yùn)轉(zhuǎn)等方面造成影響。同時(shí)，由于部分施工單位管理人員忽視鉆孔灌注樁施工技術(shù)的重要性，在施工時(shí)依舊采用傳統(tǒng)技術(shù)、工藝，再加之部分器械設(shè)備存在老化問(wèn)題，導(dǎo)致施工過(guò)程精度不足，同樣會(huì)導(dǎo)致斷樁問(wèn)題的出現(xiàn)，從而影響現(xiàn)代橋梁工程正常的施工建設(shè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鉆孔灌注樁是公路工程橋梁建設(shè)中重要的組成部分。抓好鉆孔灌注樁的施工過(guò)程控制，能夠有效提高鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，增強(qiáng)公路工程橋梁建設(shè)的整體施工質(zhì)量和使用安全。特別是在鉆孔樁施工完成后，要做好驗(yàn)收工作，檢查鉆孔樁施工質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。如果達(dá)標(biāo)，可以繼續(xù)后續(xù)施工；如果有相應(yīng)的質(zhì)量問(wèn)題，需要處理；如果無(wú)法補(bǔ)救，必須重新進(jìn)行施工。