高速公路橋梁鉆孔樁施工技術(shù)淺析

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摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高速公路建設(shè)飛速發(fā)展，以及橋梁鉆孔樁新技術(shù)、新工藝的推廣，公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量越來越高，公路橋梁的結(jié)構(gòu)也越來越穩(wěn)定。本文首先闡述了橋梁鉆孔樁的特點與設(shè)計以及施工要點，同時指出了在鉆孔樁施工過程中容易出現(xiàn)的問題，最后提出了解決這些問題的策略，希望可以進(jìn)一步提高公路橋梁施工技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；鉆孔樁；施工技術(shù)

鉆孔樁施工技術(shù)在近些年來得到廣泛應(yīng)用，這項技術(shù)的特點是適應(yīng)性強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鉆孔樁的特點與設(shè)計以及施工工藝

1.1鉆孔樁的特點

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，施工成本低等特點。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，在設(shè)計過程中可以根據(jù)承載層的特性選擇合適的尺寸。鉆孔樁因為表面不平整，所以受到的摩擦力就會比較大，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)計要點

在對鉆孔樁進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計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。在實際的設(shè)計過程中，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，驗算截面強度，計算出主筋長度、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，要提前對鉆孔樁鉆孔的位置進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計時要準(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)計要求進(jìn)行測量。在鉆孔的時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)生向上的推動力致使混凝土整體的上升。這時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)因為上升而產(chǎn)生的拉力大于鋼筋籠自身的重量的時候就會出現(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)生較大的向上推動力，推動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，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，在一段時間后再繼續(xù)進(jìn)行灌注，這時樁孔內(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)而使混凝土的流動性變差，當(dāng)重新灌注混凝土?xí)r，由于混凝土的凝固時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，主要有以下幾個原因：第一，坍落度和施工的要求不相符，當(dāng)坍落度過大時，混凝土就會出現(xiàn)離析現(xiàn)象，一些粗骨料在進(jìn)入導(dǎo)管時就會互相擠壓，進(jìn)而阻塞導(dǎo)管；而當(dāng)坍落度過小時，混凝土就會因為流動性差而導(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，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為骨料分布不均勻出現(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：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)實際的情況采用合適的泥漿，就會因為泥漿護(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性，同時還要優(yōu)化混凝土的灌注工藝，掌控好混凝土澆筑時間，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，盡量縮短灌注的時間。在對混凝土進(jìn)行配比時可以適當(dāng)?shù)膿饺胍恍┚從齽?，以防在混凝土進(jìn)入鋼筋籠時流動性變小；在混凝土灌注之前要做好各項施工準(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，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。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，才能進(jìn)行混凝土灌注工作。

3.3加強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，并用粘土密實填封護(hù)筒四周，防止漏水或是漏漿的情況出現(xiàn)。要加強鉆孔的現(xiàn)場管理，對鉆進(jìn)速度和空轉(zhuǎn)時間進(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間最好控制在3h以內(nèi)。在搬運和吊裝鋼筋籠時，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。

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作者:儀孝峰 單位:中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司