橋梁鉆孔灌注樁施工技術分析

朱元奇

（中鐵二十二局集團第一工程有限公司，黑龍江哈爾濱 150000）

0 引言

近年來，高速鐵路建設進程加速，橋梁工程的建設需求也逐漸增加，對樁基技術提出了更高的要求。在這一背景下，橋梁鉆孔灌注樁施工技術成為橋梁基礎工程領域的研究熱點之一，不斷提升和創新橋梁鉆孔灌注樁施工技術有重要意義?；诖?，主要對該技術的具體應用進行分析。

1 影響橋梁鉆孔灌注樁施工效果的因素

1.1 人為因素

施工人員的經驗、技能水平和執行能力都會影響整個工程的質量和進度。

第一，施工人員的技能水平對橋梁鉆孔灌注樁的準確施工有重要影響。操作鉆機和灌注樁過程中對施工人員的專業技能有更高的要求，包括準確控制鉆孔的深度和直徑，以及確保灌注樁混凝土的均勻性。缺乏必要的技能和經驗容易導致孔洞偏差、直徑不足或混凝土質量不達標，從而影響樁的承載力和整體工程的安全性。第二，在橋梁施工中，團隊合作和高度的工作責任心是保證施工效果的關鍵，如果施工人員缺乏積極性，會造成施工進度緩慢，甚至出現漏項或疏忽，從而影響工程的整體質量。

1.2 設備因素

首先，設備的性能和精度對施工效果有直接影響，橋梁鉆孔灌注樁施工需要使用精密的鉆機、攪拌設備和泵送設備等，如果設備性能不穩定、精度不高，會影響孔洞尺寸的準確性，甚至影響樁的整體承載能力。其次，設備的維護和保養狀況也是影響施工效果的關鍵因素。設備長時間使用會導致磨損和老化，如果缺乏定期的維護和保養，會引發設備故障，進而導致施工中斷和質量問題。最后，需要充分考慮設備的適用性。不同的地質條件和工程要求需要不同類型和規格的設備。如果選用的設備無法適用于具體的施工環境，容易造成效率低下、工程質量不穩定等問題。

1.3 現場施工因素

首先，地質和地下環境的復雜性對現場施工起著決定性作用。不同的地質條件會增加孔洞鉆進的難度，如在巖石地質中作業與在軟土層中的作業存在差異。其次，現場施工環境的安全性關系到工程能否順利進行。施工現場涉及的各種危險因素，如吊裝作業、設備運轉等，都需要謹慎處理，以防止事故發生。最后，現場管理的規范性和協調性也是現場施工因素中需要重點考慮的方面。合理的施工計劃、協調的作業流程以及有效的溝通機制，對于確保各個工序之間的銜接、避免施工沖突至關重要。

2 橋梁鉆孔灌注樁施工中的常見問題與解決措施

2.1 鉆頭脫落問題

橋梁鉆孔灌注樁施工中，鉆頭脫落是一個常見且嚴重的問題，其對工程質量有直接影響。

第一，鉆頭脫落會導致孔洞的準確性受損。進行樁基施工時，鉆頭是用于切削地層的重要工具，其穩定性直接關系到孔洞的形狀和尺寸。如果鉆頭脫落，會導致孔洞偏離設計要求，影響樁的垂直度和直徑，進而影響樁的承載能力和工程的整體穩定性。

第二，鉆頭脫落也會影響施工進度。一旦鉆頭脫落，需要停工進行緊急處理，包括更換損壞的鉆頭、檢查設備的運行狀態等，這樣的中斷會導致施工周期延長，增加工程的成本，且可能導致后續工序協調困難。

為減少鉆頭脫落發生率，施工前需要進行充分的設備檢查和維護，確保鉆頭與設備的連接牢固可靠。操作人員需要具備豐富的經驗和技能，正確操作和監控設備運行狀態，以及定期檢查鉆頭的磨損情況。此外，要引入先進的監測技術，如能夠實時監測振動和溫度的設備，以及早發現鉆頭脫落的跡象，從而采取及時有效的措施。

2.2 坍孔問題

坍孔指的是進行樁基施工時，地層松軟或水土流失等導致孔內土壤發生塌陷或坍塌的現象[1]。在橋梁鉆孔灌注樁施工中，坍孔會對工程質量和安全性產生負面影響。

第一，在橋梁基礎工程中，孔洞的準確度直接關系到樁的承載能力和整體工程的穩定性，坍孔造成的土體塌陷會使孔壁變形，導致孔洞直徑增大，從而影響樁的設計承載能力，不僅會影響樁的工程質量，也可能導致后續灌注樁混凝土漿體漏失，進而對樁的整體性能產生不良影響。

第二，地基坍塌會導致地層沉降，進而影響到橋梁的承載和穩定性，如果地基沉降不受控制，容易造成橋梁結構的不均勻沉降，從而引發橋梁結構的變形、裂縫或失穩。

為防范坍孔問題，需要在施工前進行充分的地質勘查，詳細了解地層的特征和地下水情況；采用合適的支護措施，如套管、泥漿循環灌注等對孔洞進行支護，防止土體坍塌；及時排除孔內積水，并采取適當的灌漿措施，提高孔壁的穩定性。

2.3 斷樁問題

斷樁指的是樁體在施工或使用階段出現斷裂、開裂或者其他形式的結構破壞。此類問題會對工程的穩定性、承載能力和整體安全性產生嚴重的負面影響。

第一，斷樁會導致樁體在設計荷載下失去一部分截面，從而影響其抗彎承載能力，可能引起橋梁結構不均勻沉降，增加結構的變形風險，嚴重時甚至會造成結構的崩潰。

第二，斷樁會對樁體的整體穩定性產生危害。橋梁鉆孔灌注樁通常是深埋在地下，作為承載結構的一部分，如果樁體發生斷裂，會使橋梁結構整體穩定性受損，增加工程安全隱患。

為了避免斷樁問題，需要在施工前進行細致的地質勘查，了解地下情況和地質特征，以選擇合適的樁基類型和施工方法。在設計階段，需要合理確定樁的直徑、長度和材料，確保其能夠滿足設計要求和工程承載需求。在施工過程中，應該加強對樁體的質量監測，防止施工中產生如氣泡、雜質等缺陷，以提高樁體的強度和韌性。

3 橋梁鉆孔灌注樁施工技術的應用

鐵伊項目解放5 號特大橋，橋梁總長度為299.41m，共9 孔31.5m 簡支箱梁，鉆孔樁樁徑1m，最長樁長37m。該橋址范圍內主要為人工填土、松軟土和多年凍土。

首先，人工填土種植土人為隨意性大，均勻性差，多為欠壓密土，結構疏松，強度較低，壓縮性高，對工程施工有一定影響。其次，場地內分布的松軟土為粉質黏土，具體為軟塑狀，承載力低，壓縮變形大。最后，該地區島狀多年凍土屬高溫極不穩定區多年凍土，極易受到外界環境影響而融沉。

該項目樁基施工采用鉆孔灌注樁技術，以有效降低施工過程對土地和周邊的影響。在松軟土層中進行樁基施工時需要特別注意土層的穩定性和承載力，以確保樁基的安全性和可靠性。

3.1 做好施工前的準備工作

在橋梁鉆孔灌注樁施工中，做好施工前的準備工作至關重要，包括對橋梁工程結構情況和承載力的全面分析，以及對樁施工參數的嚴格規定。

首先，需要進行詳盡的結構分析，深入了解橋梁的設計要求、地質條件以及預期的承載壓力。通過分析，確定合適的水灰比，因為其直接關系到灌注樁混凝土的強度和耐久性。同時，進行水下施工時，特別關注水灰比控制，以保證混凝土的質量和樁體的穩定性。

其次，施工人員在準備階段需要仔細進行施工現場勘查，詳細了解地質條件、地下水位、周邊環境等因素，這有助于制訂合理的施工計劃，選擇適當的施工技術。特別是對于軟弱土層地質，需要謹慎評估地層穩定性，從而為后續施工提供可靠的基礎數據[2]。

最后，進行鉆孔工作前，施工人員需要提前規劃和組織好鉆孔過程，包括選擇合適的鉆機設備、設置鉆孔參數（如直徑和深度）、制訂安全操作規程等。

3.2 護筒埋設及泥漿制作

在橋梁鉆孔灌注樁施工中，埋設護筒和制備泥漿是至關重要的步驟，對于確保樁孔的穩定和灌注樁質量有關鍵作用。埋設護筒是為了防止孔壁塌方，確保樁孔的形狀和尺寸符合要求，提高施工效率。為此，要根據橋梁設計要求，確定合適的護筒直徑和長度。在施工現場根據設計要求進行準確布置，確保護筒的位置和方向與設計一致。埋設護筒時，需注意防止護筒偏斜或變形，以保證后續工序的正常進行。

在橋梁鉆孔灌注樁施工中，泥漿制作是一個復雜且關鍵的步驟，其關系到施工能否順利進行和工程質量的穩定性。首先，泥漿的主要成分包括優質膨潤土，宜添加純堿、CMC、重晶石以及防滲劑等能夠改善泥漿性能的添加劑。其次，泥漿的配比非常關鍵，需要根據地層特征、工程要求和設計規范進行調整，泥漿性能指標如表1 所示。再次，攪拌的充分性對泥漿的均勻性和穩定性有重要影響，通常采用專業攪拌設備來確保各成分均勻混合，攪拌的時間和速度也需要根據泥漿成分和施工要求合理控制。最后，要注意泥漿的質量監測。通過取樣、試驗室檢測等手段，檢測泥漿的流變性、黏度、密度等性能指標，以確保泥漿符合設計要求[3]。此外，要及時調整泥漿配比，以適應地層和施工環境的變化。

表1 泥漿性能指標

3.3 鉆孔與清理工作

橋梁鉆孔灌注樁施工中的鉆孔和清理工作關系到孔洞的準確度、土層的穩定性以及后續灌注樁的質量。

鉆孔過程：選擇合適的鉆機設備，其規格和性能應根據橋梁工程的要求和地質情況來確定。在進行鉆孔前，應根據設計深度和直徑來設置鉆孔參數，如轉速、進給速度等。施工人員應仔細核對鉆機設備的運轉狀態，確保各項參數的準確性。進行孔洞鉆進時，需要持續監測孔深、孔徑，以確保施工符合設計要求。特別是在軟弱土層中，鉆進過程中要及時處理地層塌方問題，并采取合適的支護措施，保持孔洞的穩定性。

清理工作：鉆孔完成后，進行清理工作是保障后續灌注樁質量的關鍵步驟。第一，使用吹掃和抽水設備對孔洞進行清理，清除孔底的泥漿、巖屑等雜物。第二，根據需要進行孔底的清底工作，確?？椎椎耐临|符合設計要求。在清理過程中需要注意保持孔洞的垂直度和直徑，避免過度清理導致孔洞尺寸超標。清理過程中還要防止水土流失，以免影響孔壁的穩定性[4]。

清理設備和安全措施：清理工作完成后，需要對清理設備進行維護和檢查，確保下一次施工時設備正常運轉。此外，施工現場的安全措施不可忽視，要保證作業人員戴好防護裝備，設置合適的警示標識，并對施工現場可能發生的安全風險做好防范工作。

3.4 鋼筋籠的放置

橋梁鉆孔灌注樁施工中，鋼筋籠的放置對樁體承載能力和整體結構穩定性有重要影響。具體步驟如下：

第一，鋼筋籠設計。進行鋼筋籠放置前，需要進行精確的鋼筋籠設計，應根據橋梁工程的承載需求、地質條件和結構設計要求確定鋼筋籠的直徑、長度、籠筋的數量和排列方式，確保其能夠滿足樁體的強度和穩定性要求。設計過程中需要注意與地層特性相適應，并考慮后續混凝土灌注施工的具體需求。

第二，鋼筋籠制作。根據設計要求進行鋼筋籠制作，包括選用合適的鋼材，確保鋼筋籠的質量符合相關標準和規范。在制作過程中要注意鋼筋的連接方式，使其連接牢固。此外，鋼筋籠的防腐處理也十分必要，以提高其抗腐蝕性能，延長使用壽命。

第三，鋼筋籠運輸。完成鋼筋籠制作后，需要進行運輸。在運輸過程中要注意輕拿輕放，防止鋼筋籠發生變形或損壞，運輸途中要確保鋼筋籠不與其他硬物碰撞。

第四，鋼筋籠定位。進行鋼筋籠放置時，需要嚴格按照設計要求對其進行準確定位。應使用支架或者其他合適的輔助設備，確保鋼筋籠的放置位置準確、垂直，還要特別注意地層的情況，確?；\筋的嵌入深度符合設計規范[5]。

第五，鋼筋籠連接。在放置過程中，要確保相鄰的鋼筋籠能夠緊密貼合，并采用合適的連接方式，如搭接焊接、綁扎、套筒連接等，使鋼筋籠形成穩定的整體結構。

第六，檢查和調整。完成鋼筋籠放置后，需要仔細檢查，包括籠筋的位置、連接是否符合設計要求，保證整個樁體的質量和穩定性。

4 結語

綜上所述，橋梁鉆孔灌注樁施工技術是橋梁基礎工程領域的重要技術，經過多年的發展和實踐應用已較為成熟，在提高工程質量、保障工程安全性和縮短工程周期等方面有重要作用。為保證技術應用效果，在實際的橋梁工程中應充分了解地層特征、精確制訂施工計劃，并嚴格控制施工過程中的關鍵環節，為橋梁工程質量提供有力保障。