伏永祥

(甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅蘭州 730207)

在對(duì)公路橋梁樁基施工的過(guò)程中，運(yùn)用的施工技術(shù)較多，能夠進(jìn)一步保證公路橋梁的建設(shè)質(zhì)量和使用安全。隨著交通流量的不斷增大，公路橋梁受到的壓力也越來(lái)越大，特別是樁基，對(duì)其承載能力提出了更高的要求。對(duì)此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)公路橋梁樁基施工技術(shù)要點(diǎn)的研究，明確施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，合理應(yīng)用施工技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題，提升公路橋梁的穩(wěn)定性。對(duì)此，文章主要分析公路橋梁樁基施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，探究公路橋梁樁基施工前準(zhǔn)備工作與施工技術(shù)要點(diǎn)。

1 公路橋梁樁基施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題

1.1 斜孔

在公路橋梁樁基施工的過(guò)程中，若鋼筋籠無(wú)法正常、順利地下放到孔中，表明出現(xiàn)了孔斜故障問(wèn)題。這種問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)施工造成影響，還會(huì)產(chǎn)生人力、物力等資源的浪費(fèi)，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失[1]。導(dǎo)致斜孔故障問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要有以下幾個(gè)方面：（1）地質(zhì)下層有堅(jiān)硬的孤石，會(huì)對(duì)鉆孔施工造成影響，出現(xiàn)鉆孔偏斜的情況；（2）地質(zhì)層交界位置存在卵石層，在鉆頭鉆入時(shí)就出現(xiàn)偏斜情況，無(wú)法垂直鉆孔，導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)孔斜故障；（3）鉆孔時(shí)機(jī)械設(shè)備的底座未加強(qiáng)穩(wěn)固，在鉆孔時(shí)出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備傾斜的情況，導(dǎo)致鉆頭偏斜，后續(xù)出現(xiàn)孔斜故障；（4）鉆具自身存在質(zhì)量問(wèn)題，鉆頭位置偏斜，導(dǎo)致后期鉆孔時(shí)出現(xiàn)孔斜故障。

1.2 塌孔

在公路橋梁樁基施工過(guò)程中，塌孔故障是比較常見(jiàn)的問(wèn)題之一。引發(fā)該問(wèn)題的原因較多，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）鉆頭施工缺乏規(guī)范性，一般施工過(guò)程中要求鉆頭的下降和上升幅度符合標(biāo)準(zhǔn)和要求，若幅度過(guò)大就容易出現(xiàn)塌孔的情況；（2）護(hù)筒的填埋深度未達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求的深度，而且回填土缺乏密實(shí)性，未達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，這些問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致塌孔的出現(xiàn)；（3）孔壁的受壓狀況會(huì)影響泥漿的水位，若水位較低，孔壁的受壓就會(huì)降低，容易出現(xiàn)塌孔的情況；（4）假如泥漿的黏度不符合工程施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求，泥皮的護(hù)壁性會(huì)降低，無(wú)法支撐孔洞；（5）若鉆孔的砂層比較松軟，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部土層氣體增加，也會(huì)出現(xiàn)塌孔情況[2]。

1.3 鋼筋籠偏位

任何工程的建設(shè)都離不開(kāi)施工圖紙，公路橋梁的樁基施工也不例外，施工的任何環(huán)節(jié)都是按照施工圖紙的內(nèi)容進(jìn)行。在鋼筋籠制作和下放環(huán)節(jié)，都需要按照?qǐng)D紙進(jìn)行實(shí)施，否則將會(huì)出現(xiàn)鋼筋籠偏位的情況。在鋼筋籠制作的過(guò)程中，會(huì)在其周?chē)胖脻仓玫幕炷翂|塊，保證墊塊均勻且對(duì)稱(chēng)，這樣能夠保證鋼筋籠保持圓形構(gòu)造，起到鋼筋籠保護(hù)作用。同時(shí)，施工人員還會(huì)在鋼筋籠頂層位置進(jìn)行焊接工作，保證鋼筋籠更加穩(wěn)定和牢固，若未按照這些要求進(jìn)行，就會(huì)降低鋼筋籠的穩(wěn)定性，出現(xiàn)偏位的情況[3]。

1.4 掉鉆

掉鉆出現(xiàn)的原因包含兩個(gè)方面：一是在公路橋梁樁基施工的過(guò)程中，對(duì)巖層中實(shí)施鉆進(jìn)工作時(shí)，若鉆桿接頭滑絲，包括兩根鉆桿在內(nèi)，鉆頭也會(huì)掉進(jìn)孔中，在處理的過(guò)程中應(yīng)用專(zhuān)用的打撈設(shè)備，并將其插入鉆桿中，將鉆頭提到孔口外部；二是在實(shí)施鉆進(jìn)工作的過(guò)程中，出現(xiàn)鉆機(jī)劇烈震動(dòng)的情況，提起鉆頭后發(fā)現(xiàn)兩把滾刀掉落到孔中，可以用電磁鐵將其吸出[4]。

2 公路橋梁樁基施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 鉆孔施工技術(shù)

鉆孔作為公路橋梁樁基施工中的基礎(chǔ)工作內(nèi)容，是保證工程建設(shè)質(zhì)量的根本要求。在鉆孔的過(guò)程中，應(yīng)該確?？锥春蜆痘幱谕粋€(gè)中心點(diǎn)，而且誤差不超過(guò)5 m，孔徑設(shè)置尺寸要盡可能大于樁基的實(shí)際尺寸，這樣能夠保證孔洞滿(mǎn)足施工要求，而且保持豎直、均勻的狀態(tài)。通常在公路橋梁樁基施工采用的鉆孔施工技術(shù)主要是反循環(huán)鉆孔成技術(shù)，用于砂土、砂礫、淤泥黏土、填土等施工中，尤其是有地下水的土層和非自重濕陷性的黃土層施工中。在進(jìn)行鉆孔的過(guò)程中，一般針對(duì)硬巖層使用的鉆頭為滾輪式，針對(duì)軟土層使用的鉆頭為圓錐式。在應(yīng)用反循環(huán)鉆成孔技術(shù)的過(guò)程中，一般在樁頂位置敷設(shè)護(hù)筒，并且護(hù)筒的直徑要超過(guò)樁孔直徑的15%，并要求地下自然水位比護(hù)筒中的水位低2 m，以此將孔壁水壓力始終控制在0.02 MPa 以上，這樣也能判斷孔壁是否存在坍塌的可能，確保套管完整。在鉆孔的過(guò)程中，可以應(yīng)用具有旋轉(zhuǎn)功能的鉆頭破碎巖土，進(jìn)而將沖洗液灌注到孔壁、鉆桿之間的環(huán)狀空間中，促使其流到孔底能夠冷卻鉆頭[5]。

2.2 清孔施工技術(shù)

在完成鉆孔工作之后，需要結(jié)合工程方案和設(shè)計(jì)要求，對(duì)孔底的成渣進(jìn)行清理，具體可以采用換漿法進(jìn)行清孔施工如圖1所示，具體操作如下。

圖1 換漿法清孔技術(shù)示意圖

第一，在鉆孔的過(guò)程中，鉆到設(shè)計(jì)深度的位置時(shí)，停鉆后應(yīng)立即拆除鉆桿，并將檢孔器下入到孔洞內(nèi)，檢測(cè)孔深是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而就可以對(duì)孔底的沉渣進(jìn)行清除。在應(yīng)用換漿法清孔的過(guò)程中，假如泥漿的濃度超過(guò)1.1 g/m3，就需要停止換漿。

第二，綜合考慮公路橋梁的樁基類(lèi)型，若為嵌巖樁，為了保證樁基自身混凝土和孔底巖石層之間有黏結(jié)，就需要在鋼筋籠下放之后實(shí)施第二次清孔操作。

第三，在混凝土灌注之前，應(yīng)該向孔內(nèi)下放使用高壓風(fēng)管，對(duì)孔底進(jìn)行吹掃處理（見(jiàn)圖2）。

圖2 高壓風(fēng)管清掃清孔示意圖

第四，在完成清孔施工之后，需要對(duì)抽出的泥漿進(jìn)行檢測(cè)，保證其泥漿中無(wú)粒徑為2.0～3.0 mm的顆粒，泥漿的比重控制在1.1以?xún)?nèi)，含砂率低于2%。

2.3 鋼筋籠施工技術(shù)

公路橋梁樁基鋼筋籠施工的過(guò)程中一般使用十字焊接方式進(jìn)行，在鋼筋籠澆筑的過(guò)程中，會(huì)在混凝土浮力作用下導(dǎo)致鋼筋籠出現(xiàn)偏斜情況，調(diào)整難度較大，盡管能夠利用大型的吊裝機(jī)器進(jìn)行調(diào)整，但是效果一般，甚至?xí)霈F(xiàn)更加嚴(yán)重的偏斜問(wèn)題。對(duì)此，需要加強(qiáng)鋼筋籠施工技術(shù)要點(diǎn)研究，采用以下方式進(jìn)行鋼筋籠定位施工[6]。

2.3.1 “抽漿+十字定位+樁頂標(biāo)高加密定位筋”

在樁基平臺(tái)標(biāo)高相對(duì)較高的位置，可以采用“抽漿+十字定位+樁頂標(biāo)高加密定位筋”的方式進(jìn)行鋼筋籠定位施工，示意圖如圖3所示。

圖3 橋梁樁基施工縱斷面和橫縱面示意圖

首先，通過(guò)抽漿法對(duì)樁基內(nèi)部的泥漿進(jìn)行抽取，并不會(huì)對(duì)樁基平臺(tái)本身的土質(zhì)造成影響，也不會(huì)造成塌方、滲水等問(wèn)題?？梢岳么蠊β仕锰嵘┕ば?，將樁基內(nèi)的泥漿抽取出來(lái)，一直到孔洞內(nèi)泥漿高度比設(shè)計(jì)標(biāo)的誤差為±10 cm，并將樁基中心位置標(biāo)出，圍繞中心位置放置鋼筋籠。其次，應(yīng)該做好樁基測(cè)量引點(diǎn)的控制工作，在工程建設(shè)之前，對(duì)樁基的中心點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行標(biāo)記，并從中心點(diǎn)開(kāi)始將樁體結(jié)構(gòu)引出，避免出現(xiàn)偏移的情況。最后，根據(jù)中心點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施鋼筋籠下放工作，在下放的過(guò)程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格觀察和計(jì)算鋼筋籠到中心點(diǎn)之間的距離，每進(jìn)行一次下放就需要對(duì)中心點(diǎn)距離進(jìn)行一次測(cè)量，假如測(cè)量的半徑值發(fā)生改變，則表示鋼筋籠出現(xiàn)偏移。對(duì)此，施工人員應(yīng)該做好鋼筋籠外緣到中心點(diǎn)位置距離的控制工作，而且在下放結(jié)束之后，應(yīng)該對(duì)鋼筋籠內(nèi)的定位鋼筋進(jìn)行焊接固定，按照護(hù)筒之間的距離設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接，在移除護(hù)筒的過(guò)程中避免與其他定位筋發(fā)生碰撞[7]。在落實(shí)鋼筋固定工作的過(guò)程中，應(yīng)該在每一根定位筋固定完成后，水平旋轉(zhuǎn)90°，然后再次定位，這樣能夠保證定位筋始終處于一條直線。

2.3.2 “鋼護(hù)筒埋設(shè)+樁基鋼筋籠吊放+定位筋加密”

通常在樁基標(biāo)高較低的位置進(jìn)行鋼筋籠定位存在較大的難度，而且一些樁基標(biāo)高較低的位置中還可能會(huì)存在一些實(shí)際高度超過(guò)要求標(biāo)高的泥漿，假如采用傳統(tǒng)施工技術(shù)，可能會(huì)由于施工操作不當(dāng)出現(xiàn)樁基鋼筋籠偏移的問(wèn)題。對(duì)此，針對(duì)公路橋梁樁基標(biāo)高比較低的情況，可以采用“鋼護(hù)筒埋設(shè)+樁基鋼筋籠吊放+定位筋加密”的施工技術(shù)，在樁基的外部增加護(hù)筒保護(hù)，并采用中心點(diǎn)位置對(duì)護(hù)筒位置進(jìn)行明確，并利用護(hù)筒確定鋼筋籠位置。要想保證鋼護(hù)筒埋設(shè)位置的精確性，就需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的校對(duì)和審核，一般需要進(jìn)行3 次：第一次，通過(guò)放樣明確樁基的中心點(diǎn)位置，進(jìn)而采用十字交叉法明確鋼護(hù)筒埋設(shè)的具體位置；第二次，要對(duì)出現(xiàn)偏移問(wèn)題的鋼護(hù)筒進(jìn)行矯正，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注；第三次，采用鉛錘對(duì)鋼護(hù)筒埋設(shè)和樁基位置是否在中心點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)[8]。另外，在鋼筋籠吊放的過(guò)程中，應(yīng)該盡可能使用兩根吊筋，保證吊環(huán)大小一樣且對(duì)稱(chēng)分布，保證鋼筋籠兩側(cè)受力的均勻性，才能保證鋼筋籠定位準(zhǔn)確。

2.3.3 預(yù)防鋼筋籠偏斜采用新技術(shù)手段

為了預(yù)防鋼筋籠出現(xiàn)偏斜，可以采用新的技術(shù)手段，即樁基鋼筋籠入孔定位糾偏裝置。該裝置是一種專(zhuān)利技術(shù)，主要應(yīng)用直螺紋頂桿，在其頂端設(shè)置頂頭彎板，并按照設(shè)計(jì)要求固定在底座位置。頂頭彎板與鋼筋籠一樣，有著相同的橫向弧度，但是彎曲方式相反，將直螺紋套筒設(shè)置到直螺紋頂桿上，能夠通過(guò)調(diào)整套筒對(duì)鋼筋籠下放的精度進(jìn)行調(diào)整。在將鋼筋籠下放在孔洞之后，就可以應(yīng)用糾偏裝置于鋼筋籠周?chē)瑢?duì)其實(shí)施糾偏處理。但是，在混凝土的橫向作用下，鋼筋籠還可能會(huì)出現(xiàn)水平偏斜的情況，而且也無(wú)法保證鋼筋籠保護(hù)層的厚度，就可以通過(guò)按照2 m 間隔標(biāo)準(zhǔn)在鋼筋籠上設(shè)置耳筋，起到固定保護(hù)層，精準(zhǔn)定位的效果。

2.4 混凝土灌注

2.4.1 混凝土控制要點(diǎn)

第一，原材料控制。在公路橋梁樁基施工中應(yīng)用混凝土灌注技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)混凝土中原材料進(jìn)行控制，保證原材料質(zhì)量，才能保證混凝土質(zhì)量，保證樁基施工質(zhì)量。在原材料的采購(gòu)環(huán)節(jié)，相關(guān)采購(gòu)人員應(yīng)該嚴(yán)格檢查材料生產(chǎn)廠家的資質(zhì)，檢查材料質(zhì)量，進(jìn)而合理選擇供貨商。同時(shí)，對(duì)材料的性能進(jìn)行檢查，在必要情況下可以實(shí)施性能試驗(yàn)，保證選購(gòu)的材料滿(mǎn)足樁基施工要求。而且公路橋梁樁基施工標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)混凝土性能要求較高，需要混凝土具備較高的抗彎強(qiáng)，并結(jié)合施工實(shí)際需求，確定粗細(xì)骨料的等級(jí)，結(jié)合等級(jí)要求選擇粗細(xì)骨料。另外，由于有些公路橋梁工程建設(shè)的環(huán)境比較惡劣，對(duì)抗鹽凍有一定的要求，因此，在選擇材料的過(guò)程中，還需要結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，切實(shí)保證原材料質(zhì)量。

第二，混凝土拌制。在拌制混凝土前應(yīng)該對(duì)骨料進(jìn)行檢查，檢驗(yàn)其中含水率是否符合標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果對(duì)骨料和水的用量進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，除了骨料之外其他原材料的投入量也要符合標(biāo)準(zhǔn)，不能超過(guò)1%的偏差，粗骨料和細(xì)骨料不能超過(guò)2%。若將外加劑融入混凝土拌制中，就需要適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌的時(shí)間，保證攪拌的混凝土顏色和整體的均勻性，避免出現(xiàn)泌水或者離析的情況[9]。另外，拌制好的混凝土要進(jìn)行坍落度檢測(cè)，運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土要進(jìn)行第二次坍落度檢測(cè)，重點(diǎn)檢測(cè)混凝土的粘聚性和保水性，不合格的混凝土無(wú)法應(yīng)用于施工中，避免對(duì)整體公路橋梁施工造成影響[10]。

2.4.2 混凝土技術(shù)應(yīng)用流程

公路橋梁樁基施工中應(yīng)用混凝土灌注法時(shí)，很容易出現(xiàn)灌注設(shè)備堵塞，從而導(dǎo)致灌注失敗，對(duì)此，需要做好混凝土灌注技術(shù)的管控，若出現(xiàn)灌注失敗的情況，就要做好局部補(bǔ)強(qiáng)工作。具體混凝土技術(shù)的應(yīng)用流程如下。

第一，選擇合適的灌注設(shè)備。將灌注設(shè)備焊接在管樁的樁端位置，并且在其頂部做好注漿管連接工作，使用的注漿管內(nèi)徑一般為20 mm 左右，應(yīng)用的鋼管長(zhǎng)度一般要短于管樁。第二，開(kāi)展測(cè)量放線工作。以公路橋梁樁基施工整體規(guī)劃布局為基礎(chǔ)，在施工現(xiàn)場(chǎng)做好測(cè)量放線工作，結(jié)合設(shè)計(jì)網(wǎng)點(diǎn)，對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)實(shí)施布控，保證單位工程內(nèi)至少設(shè)置兩個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)，通過(guò)建筑軸線，明確樁基中心點(diǎn)位，并在中心點(diǎn)位中釘入短鋼筋，做好標(biāo)記。第三，實(shí)施起吊管樁工作[10]。在樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)就位之后，要應(yīng)用卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)管樁實(shí)施起吊作業(yè)，在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)用經(jīng)緯儀對(duì)管樁垂直度進(jìn)行調(diào)整，可以先對(duì)管樁進(jìn)行微調(diào)，保證樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)之后，進(jìn)行管樁壓進(jìn)工作，一般壓進(jìn)為0.5～1.0 cm，之后實(shí)施樁垂直度檢驗(yàn)。第四，采用靜壓沉樁施工方式。在對(duì)管樁下壓的過(guò)程中，嚴(yán)格控制管樁入土的深度，一般在1.5～2.0 cm 內(nèi)，然后實(shí)施松壓反復(fù)作業(yè)，在樁壓距離地面1.0 cm時(shí)，就要停止靜壓開(kāi)始接樁工作。第五，實(shí)施接樁工作。在對(duì)管樁起吊的過(guò)程中，要保證上管樁和下管樁精準(zhǔn)對(duì)接，對(duì)其垂直度進(jìn)行檢驗(yàn)，在接縫位置安裝導(dǎo)向箍圈，確保上下管樁緊密結(jié)合，細(xì)節(jié)部分用絲箍處理，實(shí)施3 次滿(mǎn)焊焊接。第六，實(shí)施送樁和注漿作業(yè)。在送樁的過(guò)程中，應(yīng)用送樁器，借助靜壓樁機(jī)夾鉗，完成后進(jìn)行注漿工作。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在公路橋梁樁基施工過(guò)程中，由于環(huán)境問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題等容易出現(xiàn)斜孔、塌孔、鋼筋籠偏位，以及掉鉆、卡鉆、埋鉆等情況。因此，需要加強(qiáng)對(duì)樁基施工技術(shù)的研究，明確技術(shù)要點(diǎn)，做好施工前準(zhǔn)備工作，預(yù)防安全隱患和故障問(wèn)題，提升樁基施工技術(shù)水平，確保公路橋梁工程的安全性和穩(wěn)定性，促進(jìn)我國(guó)交通領(lǐng)域的發(fā)展。