寬國棟

（開遠(yuǎn)市公路工程質(zhì)量監(jiān)督站，云南開遠(yuǎn) 661699）

0 引言

隨著公路橋梁建設(shè)數(shù)量的不斷增多，工程項(xiàng)目建設(shè)很容易遇到軟土、濕陷性黃土等各種危害條件。因此，在公路橋梁建設(shè)當(dāng)中，需要加強(qiáng)對(duì)公路橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的研究保護(hù)工作，確保公路橋梁結(jié)構(gòu)完整、基礎(chǔ)扎實(shí)。隨著公路橋梁施工技術(shù)的日益成熟，可供選擇的加固手段越來越多，比較常見的包括換土墊層法和排水固接法等多種形式。其中鉆孔灌注樁技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景和推廣優(yōu)勢(shì)，它既能起到加固夯實(shí)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的作用，又能節(jié)省不必要的經(jīng)濟(jì)支出。加強(qiáng)鉆孔灌注樁技術(shù)的研究與應(yīng)用，是提高公路橋梁質(zhì)量和性能的有效手段。

1 鉆孔灌注樁技術(shù)概述

鉆孔灌注樁是在工程建設(shè)過程中，通過機(jī)械鉆孔或人力挖掘等形式，在地基當(dāng)中鉆出樁孔，然后在樁孔中心位置放置由鋼筋籠和混凝土澆筑而成的支撐結(jié)構(gòu)。按照制孔方式的不同，鉆孔灌注樁技術(shù)可以劃分為沉管灌注樁和挖孔灌注樁等多種形式。此外，在工程建設(shè)當(dāng)中，樁基礎(chǔ)的使用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響比較小，這也使得建筑工程質(zhì)量性能大幅提升。然而鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用與推廣，會(huì)對(duì)建筑工程使用壽命產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，同時(shí)還會(huì)造成建筑工程安全事故的發(fā)生和擴(kuò)大[1]。

2 鉆孔灌注樁施工遇到的問題

2.1 鉆孔遇到的問題

鉆孔灌注樁技術(shù)在孔洞鉆設(shè)期間很容易遇到以下問題：①由于鉆探角度出現(xiàn)偏差，鉆探土壤分布不均勻，導(dǎo)致鉆頭在鉆探過程中受到明顯阻礙，不能豎直行進(jìn)最終出現(xiàn)偏差。②鉆孔設(shè)備不穩(wěn)定，零部件磨損比較嚴(yán)重，使得支架鉆桿不豎直；在孔洞鉆設(shè)過程中，很容易遇到堅(jiān)硬巖石和土層；隨著鉆孔直徑的增大，鉆頭很容易產(chǎn)生擺動(dòng)情況。如果鉆孔設(shè)備連接不正確或鉆桿彎曲也會(huì)產(chǎn)生明顯偏移情況。由于鉆頭部分比較遲鈍，在使用過程中，會(huì)遇到黏性泥漿粘接情況，最終使得孔洞鉆設(shè)速度減慢，影響整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)周期；在鉆孔過程中雜質(zhì)問題也會(huì)比較嚴(yán)重[2]。

2.2 鉆孔灌注樁施工問題

公路橋梁運(yùn)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)很容易遇到操作不當(dāng)、混凝土配置不科學(xué)和機(jī)械故障等危害情況，最終導(dǎo)致封底失敗、鋼筋籠上浮和導(dǎo)管進(jìn)水等安全問題產(chǎn)生。因此施工企業(yè)在建設(shè)過程中要做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，并且確定合理的混凝土配置比例、掌握精準(zhǔn)的灌注速度和施工技巧，合理控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量和建設(shè)水平。

3 公路橋梁運(yùn)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在公路橋梁建設(shè)當(dāng)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)十分關(guān)鍵，這也使得地基處理工作更加重要。采用鉆孔灌注樁法進(jìn)行公路橋梁加固夯實(shí)操作具有以下優(yōu)勢(shì)。

（1）能夠改善公路橋梁抗震效果；因此，在大跨徑橋梁建設(shè)當(dāng)中，樁基礎(chǔ)是一種新型的承載力衡量方法。

（2）提高公路橋梁承載能力。隨著我國交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，道路交通壓力越來越大。在大跨徑連續(xù)梁橋上進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，能夠有效提升橋梁承載能力和負(fù)荷效果。

（3）經(jīng)濟(jì)實(shí)用性較強(qiáng)。鉆孔灌注樁施工機(jī)械化程度比較高，而且在施工后期，基礎(chǔ)沉降也不會(huì)太大，這樣能有效提高公路橋梁使用壽命，總體來說，鉆孔灌注樁施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較強(qiáng)。因此鉆孔灌注樁技術(shù)具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和推廣前景[3]。

4 公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）前期準(zhǔn)備工作。公路橋梁施工建設(shè)必須充分考慮前期準(zhǔn)備工作，盡可能增強(qiáng)公路橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的牢固穩(wěn)定程度。①要做好具體的準(zhǔn)備工作，根據(jù)具體的施工條件和施工材料，制訂一套完整、可行的施工準(zhǔn)備計(jì)劃。其中包括在施工過程中的注意事項(xiàng)和技術(shù)要點(diǎn)。②按照制訂好的施工計(jì)劃，編制材料、設(shè)備清單，安排施工人員進(jìn)入工地并做好質(zhì)檢工作。在鉆孔灌注樁施工過程中，使用的材料有水泥、護(hù)筒和鋼筋籠等；機(jī)器設(shè)備主要包括鉆井設(shè)備的灌裝泵等。③對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)量與放線，選取適當(dāng)?shù)氖┕さ攸c(diǎn)，并對(duì)鉆孔位置進(jìn)行有效確認(rèn)。

（2）掩蔽管的埋設(shè)。在高等級(jí)公路橋梁建設(shè)當(dāng)中，隨著孔洞的逐漸增大，地下水流匯聚作用也會(huì)明顯增強(qiáng)。為避免發(fā)生積水、塌陷等情況，必須預(yù)先設(shè)置保護(hù)管，進(jìn)而達(dá)到堵漏、保持孔壁穩(wěn)定性的目的。一般選用鋼制護(hù)管這種承載力強(qiáng)、防水性好的支撐結(jié)構(gòu)，最終滿足鉆孔灌注樁的施工要求。值得注意的是護(hù)管直徑應(yīng)稍大于孔洞，在埋置護(hù)管時(shí)，使護(hù)管的中軸與樁孔中的圓心相重合。將護(hù)管埋至規(guī)定的深度后，再進(jìn)行下一次鉆孔操作。

（3）將鉆井平臺(tái)安裝到位。在施工現(xiàn)場(chǎng)安置鉆孔設(shè)備，并且對(duì)樁孔位置進(jìn)行詳細(xì)檢查，看樁孔位置是否平整牢固，如果達(dá)不到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，就要對(duì)其進(jìn)行平整加固處理，這樣才能確保鉆機(jī)不會(huì)發(fā)生傾斜和翻倒情況。與此同時(shí)要對(duì)鉆孔設(shè)備進(jìn)行有效檢驗(yàn)，確認(rèn)其直徑與鉆孔規(guī)格相符合，如果規(guī)格型號(hào)不科學(xué)要及時(shí)調(diào)換。然后對(duì)鉆頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得鉆頭、連桿、護(hù)管保持在同一直線上[4]。

（4）鉆探。啟動(dòng)鉆頭調(diào)整好鉆頭的工作參數(shù)，按計(jì)劃進(jìn)行打孔。在此過程中要把握好的關(guān)鍵技術(shù)有：合理控制鉆孔速度。在地面進(jìn)行鉆探時(shí)土壤比較疏松所以鉆探阻力相對(duì)較小。但鉆進(jìn)地層后，其抗力會(huì)逐漸增大。在這個(gè)時(shí)候施工人員要根據(jù)鉆機(jī)的壓力示數(shù)變化以及鉆進(jìn)速率，靈活調(diào)整設(shè)備壓力，這樣才能防止在鉆孔出現(xiàn)卡鉆情況。第二，在打孔的時(shí)候要注意調(diào)整孔口的傾斜角度。一般情況下，樁身的實(shí)際傾斜與設(shè)計(jì)偏差不能超過3%，如果大于3%，就會(huì)對(duì)樁身穩(wěn)定造成嚴(yán)重影響，此時(shí)需要進(jìn)行二次鉆孔。當(dāng)鉆至規(guī)定深度時(shí)，反向旋轉(zhuǎn)出鉆。

（5）清除孔洞。工作人員對(duì)鉆孔過程進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確認(rèn)沒有孔壁開裂、孔洞塌陷等問題產(chǎn)生時(shí)才能進(jìn)行清理工作。在鉆孔灌注施工當(dāng)中，通常采用灰漿置換、空氣噴射等方式來清除多余孔洞。在此基礎(chǔ)上，對(duì)孔洞中的雜質(zhì)進(jìn)行有效清除，從而為后續(xù)施工建設(shè)提供有效支撐。

（6）起吊鋼架。鋼筋骨架的制作要符合安全標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量規(guī)定，長骨架應(yīng)分段制作，分段的長度要根據(jù)實(shí)際情況確定，接頭處要相互交叉。在骨架外側(cè)要設(shè)置一定厚度的墊塊，豎向間隔要控制在2m 左右，骨架頂端要安裝吊環(huán)，鋼筋架制作與吊裝完畢后，要達(dá)到預(yù)期目標(biāo)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。按照設(shè)計(jì)要求對(duì)特殊位置鋼筋骨架進(jìn)行緩慢放置。

（7）水下澆筑。為保證成樁質(zhì)量，必須對(duì)進(jìn)場(chǎng)原料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)與查收操作，對(duì)于不符合要求的建設(shè)材料要予以制止。為了讓混凝土保持良好的持水性和流動(dòng)性能，混凝土配置比例要有效控制，首先，將攪拌機(jī)打開并添加30%的水，之后把材料攪拌均勻并且添加60%的水，加水時(shí)間和攪拌時(shí)間需要合理把控。為避免斷樁、夾泥及管道堵塞問題產(chǎn)生，在澆筑過程中，必須注意攪拌時(shí)機(jī)及沉降率的有效管控。

鉆孔灌注樁是一種以管道為基礎(chǔ)的水下混凝土施工方法。因此導(dǎo)管需要牢固，內(nèi)壁需要平滑，不能有凹凸不平的情況，每一節(jié)的直徑都要保持一致，誤差不得超過2mm。管道組裝完成后，需要進(jìn)行氣壓檢測(cè)試驗(yàn)。其中空氣壓力測(cè)試是用空氣壓縮機(jī)完成的，必須在10MPa 以上的環(huán)境中完成，如果達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，則必須將不符合標(biāo)準(zhǔn)管道部分替換掉，使其達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。管道底部與孔底之間的距離不能超過40cm。管道長度和鉆孔深度需要互相配合。在起吊時(shí)，應(yīng)考慮到對(duì)鋼絲籠和檢測(cè)管的損壞程度，盡可能垂直緩慢吊入樁孔，盡量避免與測(cè)試管和鋼絲籠發(fā)生碰撞。如果出現(xiàn)大面積碰撞情況，就必須運(yùn)用鋼架糾正或替換。

在沉管灌注中，水下混凝土的灌注十分關(guān)鍵。在成孔質(zhì)量符合相關(guān)要求后，才能進(jìn)行灌漿操作。在灌注之前，需要重新測(cè)量孔底沉淀層的厚度，如果厚度超出有關(guān)規(guī)定，需要進(jìn)行清孔操作，清孔到位后，再對(duì)泥漿技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行有效測(cè)試，在達(dá)到要求后才能進(jìn)行水下混凝土灌注操作。當(dāng)管道起吊準(zhǔn)備結(jié)束后，需要把漏斗放置在管道頂端，避免大顆粒阻塞管道。在第一次澆筑到達(dá)孔底過后，根據(jù)鉆孔中混凝土表面高度，迅速計(jì)算出管道的埋深，確保各項(xiàng)參數(shù)都能符合建設(shè)要求。在整個(gè)過程中必須連貫、緊密進(jìn)行，不能中途停止。在澆筑時(shí)，應(yīng)將管道基底埋在混凝土下部2~6m 處，在施工時(shí)則應(yīng)將管道的基底控制在4~5m。另外，還可避免混凝土材料噴濺情況發(fā)生，最終造成漿液中水泥稠化、凝固，從而影響測(cè)量深度。在灌注時(shí)，要密切關(guān)注管道中混凝土的沉降問題和井口水位高度，并且要適當(dāng)測(cè)定井口混凝土表面高度，以便準(zhǔn)確地計(jì)算出后續(xù)操作參數(shù)。一般利用繩索法和鋼尺進(jìn)行檢測(cè)。為了確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性一般需要多次檢測(cè)。在進(jìn)行澆筑操作時(shí)，如果管道中的混凝土并不滿足相關(guān)要求，并且還存在空氣，那么后續(xù)混凝土要緩慢灌入，避免在管道中產(chǎn)生氣泡或者擠壓管節(jié)之間的橡膠墊，從而導(dǎo)致管道滲漏。為了保證樁頂施工質(zhì)量和性能都不受影響，混凝土灌注操作要持續(xù)連貫進(jìn)行，中間不能有任何停頓現(xiàn)象，混凝土澆筑結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)拆除護(hù)管，并在基坑挖好后，將樁頂部的預(yù)留段進(jìn)行鑿除，盡可能減輕對(duì)樁孔造成的損傷或者危害情況。用機(jī)械挖孔至指定位置后需要換成人工操作來完成后續(xù)工作[5]。

5 鉆孔灌注樁施工注意事項(xiàng)

（1）孔洞坍塌治理。在地層硬度比較大的區(qū)域很容易發(fā)生孔洞坍塌情況。這主要是孔洞產(chǎn)生后原有土壤互相擠在一起或者被地下水浸潤，造成不穩(wěn)定因素產(chǎn)生?？妆谔洳粌H會(huì)對(duì)成樁形態(tài)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，塌陷后的淤泥還會(huì)滯留在樁孔內(nèi)部，導(dǎo)致公路橋梁承受能力不符合預(yù)期要求。在實(shí)際建設(shè)當(dāng)中，要避免孔壁坍落情況發(fā)生，就要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求埋設(shè)護(hù)管，同時(shí)要有科學(xué)的成孔方式。除此之外，要合理控制孔洞鉆設(shè)速率，這樣也能起到一定防護(hù)作用。

（2）對(duì)鉆孔出現(xiàn)的傾斜問題進(jìn)行妥善處理。樁孔偏移率一般不超過3%。在實(shí)際施工過程中，如果樁孔存在較大偏差，那么很容易導(dǎo)致樁柱開裂問題的產(chǎn)生，從而達(dá)不到支撐維護(hù)效用。要想解決這一問題，需要合理選擇孔洞鉆設(shè)場(chǎng)地，并對(duì)其進(jìn)行平整加固處理，讓鉆孔設(shè)備不會(huì)發(fā)生偏移抖動(dòng)情況，最終對(duì)樁體質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。其次，要進(jìn)行前期地質(zhì)勘察工作，對(duì)于一些較硬的巖層和土塊需要進(jìn)行妥善處理和合理優(yōu)化。在鉆孔過程中還要注意孔洞的位置，一旦出現(xiàn)偏差要立即進(jìn)行修正。

（3）鋼筋籠上浮問題解決。鋼筋籠上浮是在混凝土澆筑過程中，鋼筋籠隨著混凝土液面一起上升的情況。鋼筋籠一旦浮起，就會(huì)造成樁底被堵塞，影響后續(xù)澆筑操作。同時(shí)混凝土質(zhì)量性能也會(huì)大打折扣。對(duì)于鋼筋籠上浮問題，可以采用兩種補(bǔ)救方法：①檢查套管，看套管內(nèi)壁是否光滑，有沒有雜物和明顯變形、開裂等問題。②選用良好的套筒，確保套筒連接穩(wěn)固。從混凝土澆筑情況來看，利用管道法進(jìn)行混凝土澆筑，可以減少混凝土對(duì)鋼筋籠的沖擊效果，從而提高混凝土灌注質(zhì)量。

（4）孔洞堵塞問題。在鉆孔灌注樁的施工過程中，存在鉆頭卡死、脫落等問題。產(chǎn)生這種問題的主要原因可能是鉆孔速度不科學(xué)，在遇到堅(jiān)硬巖石層之后，仍然維持原有高速鉆進(jìn)形態(tài)，導(dǎo)致鉆頭受到的壓力比較大，從而產(chǎn)生了卡鉆、掉鉆等問題。另外，在鉆孔過程中如果沒有注意到鉆孔的傾斜情況，很可能會(huì)導(dǎo)致鉆孔堵塞問題產(chǎn)生。防止卡鉆和掉鉆的有效辦法是：在施工過程中要對(duì)鉆進(jìn)的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，當(dāng)鉆進(jìn)速度變慢而壓力變大時(shí)，就要查看是否遇到堅(jiān)硬巖石，進(jìn)而調(diào)整孔洞鉆設(shè)速度。另外，還要事先進(jìn)行地質(zhì)勘察，選擇合適的鉆頭設(shè)備。

（5）減少井深、孔洞尺寸偏差的有效方法[6]。在施工過程中，要把數(shù)值轉(zhuǎn)換到同一區(qū)間，以免造成鉆孔深度偏差比較大的情況，另外，在測(cè)量孔洞深度的時(shí)候，要選擇合適方法和器具，不能使用測(cè)繩來測(cè)量孔深。調(diào)查研究表明，鉆孔直徑應(yīng)比設(shè)計(jì)方案小30~50mm。在鉆孔之前，必須對(duì)鉆孔參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確校對(duì)，確保各項(xiàng)參數(shù)都達(dá)標(biāo)后方能開展后續(xù)操作。

6 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁施工對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)的依賴性比較強(qiáng)。從整體應(yīng)用情況來看，鉆孔灌注樁質(zhì)量效用比較明顯，能為施工企業(yè)節(jié)省很多不必要的人力、物力花銷，并且增強(qiáng)公路橋梁穩(wěn)定性和安全程度。在這種條件下，施工企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)的研究和探討，合理控制鉆孔灌注樁運(yùn)行參數(shù)和維護(hù)指標(biāo)，避免鉆孔灌注樁施工材料與建設(shè)步驟出現(xiàn)安全問題，增強(qiáng)公路橋梁施工建設(shè)的合理程度。