高速公路沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術探討

摘要 沖擊鉆鉆孔灌注樁以施工簡單、適應性強等優勢在高速公路工程建設中廣泛應用。文章針對沖擊鉆鉆孔灌注樁施工進行研究，并結合實例項目對沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術特點和施工要點、施工常見問題及解決措施等進行分析。實踐證明，采用沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術，不僅能保證工程質量，還有助于控制工程造價，提高施工企業的經濟效益。

關鍵詞 高速公路;沖擊鉆鉆孔灌注樁;施工技術;經濟效益

中圖分類號 U445.551 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0068-03

收稿日期：2022-04-26

作者簡介：肖明鈞（1984—），男，本科，高級工程師，從事高速公路新（改擴）建項目施工管理工作。

0 引言

高速公路工程建設中，沖擊鉆鉆孔灌注樁以其施工簡單、適應性強等優勢，被廣泛用于工程領域。灌注樁屬于隱蔽工程，多在水下、復雜環境下進行，質量影響因素多，監管難度大。需要相關人員充分了解每道工序的關鍵點，嚴格把控每個環節，保證施工質量，提高施工單位的經濟和社會效益[1]?；诖?，文章結合某實例項目從沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術的特點及施工技術要點進行以下探討。

1 工程案例

項目為雙向四車道，車速120 km/h，汽車荷載：公路-Ⅰ級。內設有大、中橋3 009 m/14座;隧道7 032 m/5座;路基挖方233萬m3、路基填方280萬m3、路基換填79.5萬m3、防護及排水工程24.38萬m3;涵洞、通道共3 304 m/96道;樞紐互通2處。擬建工程場區及附近未見崩塌、滑坡、泥石流等不良地質現象，工程場區范圍內不良地質現象主要為巖溶。

2 沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術的特點

該標段地勢相對平坦，工程地質情況比較良好，交通便利，樁基基本采用旋挖鉆機開挖成孔，常家大橋、栗木大橋A匝道橋部分樁基擬采用沖擊鉆機開挖成孔，技術特點如下：

2.1 固定性強

沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術的固定性強，適用于大跨度的路橋工程，既能增強工程結構的穩定性，又能提高施工質量[2]。

2.2 施工周期長

施工中，沖擊鉆鉆孔灌注樁施工周期較長，從工程立項到施工方案的制定、施工準備，要花費很長的時間。這種施工工藝能獲得較理想的施工效果，有效提高工程質量。因沖擊鉆鉆孔灌注樁施工周期較長，需要相關人員在正式施工前做好施工方案設計、預算編制等工作，在保證工程施工的前提下，盡可能地縮短施工周期，減少施工成本。

3 沖擊鉆鉆孔灌注樁施工技術要點

3.1 施工工藝（如圖1）

3.2 施工要點

3.2.1 施工準備

常家大橋、栗木大橋A匝道橋部分樁基沖擊鉆鉆孔灌注樁施工前準備工作：

（1）進行施工現場勘察和調研，結合當地的水文地質，制定施工規范。

（2）根據工程情況和需求，科學選擇施工機械設備，充分考慮工程經濟性等要素，為工程的順利施工創設條件。

（3）清理施工場地的草皮、腐殖土等，清除后按相關規定，就近轉至廢土場堆放。

（4）鉆孔操作前，在施工場地設置樁基標識牌，將渣樣盒擺放在明顯的位置，地質勘察資料中的柱狀圖復印后放在現場，規范擺放鋼筋籠探孔器，做好相應的防護措施[3]。

3.2.2 測量放樣

根據施工圖紙的水準點、坐標點和樁位平面圖，對樁位和軸線進行放線，將主要軸線引測點放在軸線外，做好標記。放樣完成后，將結果交由負責人進行檢驗，驗收合格后，上報監理人員檢驗，審核通過后方可進行后續施工。

3.2.3 護筒埋設

沖擊鉆鉆孔灌注樁施工中，護筒埋設比較關鍵，起導向和定位作用，應選擇質量合格的護筒材料，防止護筒變形[4]。結合大橋樁基實際情況，使用厚6 mm、長約2 m的鋼護筒，采用挖埋法處理。埋設護筒時，先明確護筒的中心位置，確保其豎直線和樁位中心相重合，平面偏差≤50 mm，傾斜度≤1%。待護筒就位后，在周圍填筑回填土，分層加固夯實，防止護筒下沉或偏移。

3.2.4 泥漿配制

泥漿的功能是浮渣、護壁，在防止堵漏、塌孔的基礎上，泥漿的粘稠度直接影響著護壁作用的發揮。例如：若泥漿偏稀，不僅會導致護壁厚度不滿足要求，還會使孔壁塌孔，孔徑增大。應結合工程實際合理配制泥漿。工程所用泥漿為膨潤土造漿或優質粘土，在施工現場對泥漿性能進行檢驗，確保其符合技術規范。泥漿性能指標為：含沙土率<4%，響度密度1.20～1.40，黏度22～30 Pa·s，pH值8～11，失水率13～15 mL，膠體率>95%。應注意，現場施工時，從泥漿配制到鉆孔作業，認真檢測泥漿的粘稠度，并結合地下水、地層情況實時調整，保證泥漿護壁的質量。

3.2.5 鉆孔

鉆孔施工前，結合常家大橋、栗木大橋A匝道橋部分樁基情況選擇鉆機，一般為吊裝鉆機，保證鉆機底座牢固、平穩，防止鉆進作業出現偏移。根據設計方案控制鉆進速度，到達設計深度后，對鉆頭、樁基中心進行調整，嚴格控制護筒、鋼絲繩之間的差距，通常不能超過2 cm。同時，控制升墜頭，使其平穩前進，避免觸碰孔壁、護壁。鉆孔作業應持續進行，做好相關記錄，實時檢測鉆孔泥漿，出現偏差及時修正，充分制備泥漿;每鉆進3～5 m檢查1次鉆孔的豎直度和直徑，密切觀察地層的變化情況，并合理選擇鉆進方式，鉆進易液化砂層時，應適當放緩鉆進速度，保證成孔質量。鉆孔作業初步完成后，認真檢查內壁的圓順度和質量，出現卡鉆情況后及時停止鉆進并排渣、清孔。

應注意，受護筒漏水、泥漿配比不合理、鉆頭沖程大、溶洞等因素影響，鉆孔施工容易出現坍孔的情況，需要相關人員結合情況查明原因，針對性處理：若樁基成孔時坍孔，應在孔內添加卵石、黏土等，增強孔壁的穩定性和強度[5]。比如，用吸泥機將孔內的泥土吸出，若處理后未繼續坍孔，應恢復灌注;若坍孔繼續或面積擴大，應拔出導管，回填粘土。

3.2.6 成孔檢測和沖孔

第一，成孔檢測。鉆孔深度符合要求后，對成孔進行檢測，合格后再清孔。一般來講，成孔檢測內容為：孔的傾斜度、中心位置、直徑、深度等。其中，中心位置±100 mm，傾斜度<1%，孔徑>樁徑，孔深>設計規定。

第二，清孔。鉆孔施工結束后，對孔進行清理，保證孔內無雜質，為下道工序施工奠定基礎，通常進行2次清孔。第一次清孔，在終孔完成后、混凝土灌注前進行，徹底清除孔底沉渣，使沉渣厚度、泥漿含渣符合要求，為混凝土澆筑施工創設條件。換漿清孔法使用期間，應在換渣前投入1～2袋水泥，用沖錘錘擊使其混合，加快清渣速度。清孔操作應符合該規定：孔內泥漿相對密度1.03～1.10，粘度17～20 Pa·s，含砂率<2，膠體率>98%。第二次清孔，待第一次清孔符合要求后，應在鋼筋籠、導管安裝完成后進行第二次清孔。使用泥漿泵將孔底沉淀物從導管口吸出，孔深符合要求，泥漿比重達標。清孔結束后，立即澆筑混凝土。在清孔操作中，射漿管應插入孔底，避免塌孔，嚴禁使用鉆孔深度加深的方式取代清孔。結束后，對相關項目進行檢驗。

3.2.7 鋼筋籠制作與安裝

第一，鋼筋籠制作。為保證鋼筋籠的質量，應在鋼筋使用之前進行檢驗，清除表面繡皮，確保表面干凈、整潔;結合孔樁的深度，分段加工鋼筋籠，主筋接頭錯開布置，接頭用套管連接;在加工廠集中加工，使用滾焊機加工。若鋼筋籠過長，應分節段加工。鋼筋籠制作過程中，結合圖紙尺寸制作加勁筋圈，用滾焊機對主筋進行定位。加工結束后，用超聲波進行檢測，檢查鋼筋籠布設是否均勻。鋼筋籠底部用鋼板焊接，接頭牢固、密實的焊接，防止混凝土填塞。運輸鋼筋籠時，可使用平板車運至現場，將其牢固地綁扎在平板車上，避免車輛行駛時鋼筋籠滾落。運到現場后，使用下墊上蓋的形式，在鋼筋籠上方蓋彩條布，下方鋪墊墊木，間距1 500 mm，高度200 mm以內，防止鋼筋籠污染或銹蝕。

第二，鋼筋籠安裝。鋼筋籠起吊前做好準備工作，例如：將吊機開到起吊位置，在鋼筋籠上安裝卡環、鋼絲繩，檢查鋼絲繩的受力情況等。待鋼筋籠起吊至和地面相距0.3 m后，對鋼筋籠進行檢查，緩慢起鉤（主吊），副吊配合，確保鋼筋籠始終和地面垂直。鋼筋籠下放時，一旦出現卡孔的現象，應立即對孔位進行檢查，排除故障后再吊放，嚴禁強行入孔。第一節鋼筋籠安裝結束后，將第二節鋼筋籠起吊至孔口和主筋相連，待所有主筋都連接后，監理人員進行檢驗，合格后才能下放。最上面的鋼筋籠吊至孔口后，先用槽鋼臨時支撐，然后用水準儀測量標高，根據標高測算吊筋長度，在主筋上焊接吊筋，在吊筋上掛吊鉤，緩慢下放到設計的位置[6]。在頂吊圈內放入槽鋼（兩根，平行放于枕木），將籠體吊掛在兩端的方木上，保證鋼筋籠高度、位置精準。最后，焊接主筋、預埋鋼筋，防止混凝土灌注施工時出現浮籠。鋼筋籠吊裝示意見圖2。

常家大橋樁基鋼筋籠安裝過程中，主筋間距、鋼筋骨架長度等項目應實時檢查，保證其偏差不超過規定。具體包括：主筋間距，用尺量，每段測2個斷面，允許偏差±10 mm;鋼筋骨架長度，用尺量，每個骨架測2處，允許偏差±100 mm;箍筋或螺旋筋間距，用尺量，每段測10個間距，允許偏差±20 mm;鋼筋骨架底端高程，用水準儀檢查，測頂端高程，允許偏差±50 mm;鋼筋骨架外徑或厚、寬，用尺量，每段測2個斷面，允許偏差±10 mm;保護層厚度，用尺量，測每段鋼筋骨架外和定位筋，允許偏差+20，10 mm。需要注意的是，鋼筋籠安裝時未采用固定措施，混凝土進入鋼筋籠底部時，灌注速度比較快，或灌注量過大等，都會導致鋼筋籠上浮。為防止該現象，在灌注混凝土之前，應先在護筒上固定鋼筋籠，第一批混凝土灌注時，應緩慢灌注，待鋼筋籠徹底埋入混凝土后，再將導管提升起來。

3.2.8 導管安裝

導管使用無縫鋼管，直徑φ300×6 mm，用絲扣連接。導管安裝前，進行接頭抗拉、水密承壓試驗，檢查卡口、密封圈是否良好，內部是否光滑。水密試驗期間，水壓不能少于水深1.3倍的壓力。結合孔底標高、孔口架的距離，對導管長度進行確定，預留40 cm的懸空高度。拼裝過程中，對導管內部進行嚴格的檢查，保證內部干凈、無雜質。

3.2.9 混凝土灌注

混凝土灌注施工前，先核算混凝土用量，結合導管內徑、樁孔直徑核算。以工程情況為基準，嚴格控制運輸時間，防止混凝土出現離析現象。灌注施工時，用吊車將其放入儲料斗，和導管連接，在儲料斗底部設置隔水栓，裝滿后將隔水栓取出，為混凝土的精準降落提供保障。待混凝土灌注至樁頂后，采取合適的措施保持混凝土壓力，防止混凝土出現松散、不密實等現象;檢查混凝土的灌注量，檢查高度是否正確。待其接近標高時，計算數量通知拌和站按需拌制，避免浪費。導管埋設過程中，保證其深度為4 m。導管拆除后，觀察拆除后的深度，使其在2 m以內。

在混凝土灌注中，斷樁、夾泥是常見現象，形成原因有：導管和孔底距離比較近，第一批混凝土澆筑時未埋住導管;混凝土灌注施工時，導管提升多，速度快，使混凝土出現分割層;導管接頭滲漏，泥漿進入混凝土內部;坍孔未及時處理，造成斷樁。對于此現象，可采取以下措施處理：對于已出現的斷裂、夾泥現象的樁，用鉆機鉆芯取樣，分析原因[7]。對于一般樁，若出現混凝土松散、夾泥量大等問題，應采用壓漿補強的方式處理;若斷樁比較嚴重，安排專人檢測，在原樁外側補樁處理。

4 結語

高速公路施工中采用沖擊鉆鉆孔灌注樁施工工藝，既能保證工程質量，又能有效減少施工成本。該文針對實際案例，從施工準備、測量放樣、護筒埋設、泥漿配制、鉆孔清孔、鋼筋籠制作和安裝等方面，探討了沖擊鉆鉆孔灌注樁施工工藝，并針對常見的施工問題提出了解決對策，希望能在保證樁基質量的同時，為相關人員提供參考。

參考文獻

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