文／黎勝 安徽省建設監(jiān)理有限公司 安徽合肥 230000

引言：

市政橋梁建設施工中，基礎工程施工質(zhì)量直接影響市政橋梁結構的穩(wěn)定性與安全性。目前，市政橋梁基礎類型可分為：明挖擴大基礎、樁基礎、沉井基礎、沉箱基礎、管柱基礎等。就當前現(xiàn)狀而言，旋挖灌注樁技術是橋梁基礎工程最常見的施工技術。旋挖灌注樁技術具有承載力高，施工噪聲小，可以建造較大直徑樁體、對地基地質(zhì)條件應用范圍廣、工期短，造價低，對周邊建筑物影響小等優(yōu)點，但也有易塌孔、縮孔、孔樁偏位、隱蔽工程質(zhì)量控制難度大等缺點，故應科學合理地應用好該技術。因此，進一步對旋挖灌注樁技術進行分析，總結出切實可行的施工方案，具有十分現(xiàn)實的意義。

1、旋挖灌注樁施工成孔方式

橋梁工程的樁基施工中，表層的淤泥和黏土由于承載力差，無法保證基礎的穩(wěn)定性。通過旋挖灌注樁施工，利用樁體穿過淤泥層、黏土層，到達深部的持力層，形成的樁群可以滿足荷載要求，從而確保橋梁基礎穩(wěn)定。由于橋梁工程的旋挖灌注樁施工是在水下進行，對施工技術和現(xiàn)場管理提出了嚴格要求。以往的施工經(jīng)驗表明，如果方案設計不合理、施工管控不到位，很容易出現(xiàn)斷樁、樁體傾斜、樁身夾泥等質(zhì)量問題，如果未能及時處理，后期隨著橋梁上部結構施工，樁基出現(xiàn)不均勻沉降，嚴重影響橋梁質(zhì)量。因此，現(xiàn)場施工人員必須要在施工質(zhì)量控制和成樁質(zhì)量檢驗兩個方面加強管理，才能保質(zhì)保量地完成橋梁基礎施工任務。在某橋梁施工過程中，主要選擇旋挖成孔法進行施工，各成孔法與旋挖成孔法性能對比如下：（1）反循環(huán)成孔法和旋挖成孔法的對比。當施工地質(zhì)為卵石層時，應使用旋挖成孔法進行施工，這要是因為使用反循環(huán)成孔法進行施工，存在通道狹窄的問題，極易產(chǎn)生鉆桿堵塞，增加了安全事故的發(fā)生率。與此同時，反循環(huán)施工鉆進過程中需要靜水壓力，在成孔過程中會產(chǎn)生大量泥漿，污染環(huán)境。而使用旋挖成孔方式，可以在干作業(yè)條件下進行施工，施工現(xiàn)場較為整潔。（2）正循環(huán)成孔法和旋挖成孔法的對比。相較于旋挖成孔法，在使用正循環(huán)成孔法施工過程中，泥漿循環(huán)上升速度相對較慢，導致其施工效率受到影響。（3）沖擊鉆成孔法和旋挖成孔法的對比。相較于沖擊鉆成孔法，旋挖成孔法的穩(wěn)定性相對較高，在沖擊鉆成孔施工過程中，需要使用鋼絲繩牽引鉆頭，在鉆頭自由落體過程中，會產(chǎn)生較大的沖擊動能，不但會使樁孔出現(xiàn)傾斜，還會導致卡鉆等問題，使其成孔質(zhì)量受到影響。而旋挖鉆機成孔后具有孔壁光滑、與土體間結合度高、樁基承載力高的特點。（4）沉管成孔法和旋挖成孔法的對比。在地質(zhì)較軟的現(xiàn)場施工過程中。由于靜壓沉管成孔法施工設備較大，極易出現(xiàn)機械陷落等問題，使周圍樁基受到影響，相較于沉管成孔法，旋挖成孔的樁基質(zhì)量更高。

2、旋挖成孔施工中的問題

2.1 成孔階段

在樁孔鉆進施工時，鉆頭選擇、泥漿管理、清孔質(zhì)量、樁孔垂直度以及鉆機機型等環(huán)節(jié)質(zhì)量不符合要求，會導致成孔質(zhì)量受到嚴重影響。與此同時，在樁孔成型后，施工人員沒有及時進行混凝土澆筑，也沒有采取相應的安全措施對鉆孔進行遮蔽，導致施工安全隱患增加。

2.2 鋼筋籠制作和吊裝階段

在對鋼筋籠進行制作和安裝施工時，施工單位沒有對鋼筋籠安放位置、垂直度等因素進行控制，導致鋼筋籠出現(xiàn)下沉或浮起等問題，最終使成孔質(zhì)量受到影響。

3、市政橋梁工程中旋挖灌注樁施工技術的應用分析

3.1 施工準備

（1）鉆孔施工前施工單位要對橋梁的設計圖紙進行復核，復核的主要內(nèi)容包括橋梁樁位的標高、位置、數(shù)量、尺寸等基本參數(shù)，并與施工場地的地形條件、地質(zhì)情況核對，明確設計文件的合理性，如發(fā)現(xiàn)存在不合理之處，應及時向監(jiān)理單位報備，修改設計文件。設計文件合格后，結合要求進行施工。（2）由項目經(jīng)理組織各部門、各施工班組進行技術交底，交底方式為書面交底，交底內(nèi)容主要包括施工組織安排、施工流程、施工技術、施工要求等，使所有施工人員明確自身責任，避免失誤。（3）本次施工采用的原材料進場前需要對材料的出廠證、質(zhì)量證明等文件進行核驗，檢驗合格后方可進場，入場的材料進行分類存放，材料的貯藏地面可采用混凝土硬化地面，砂石料按不同尺寸分類存放，鋼筋按等級分類存放，存料期間倉庫內(nèi)應保持通風并做好防雨、防潮措施。（4）鉆孔施工中采用的機械設備有混凝土攪拌機2 臺運輸車輛若干、發(fā)電機1 臺、吊機1 臺、反循環(huán)鉆機3 臺等，機械在施工前應全部到位，并安排人員負責機械的檢測與定期維護工作，確保機械的正常使用性能。

3.2 定位測量

在進行測量時采用全站儀，對樁基平面位置及高程進行標注。為了提升測量放樣準確性，需要在首次測量完成后進行復測，保證復測數(shù)據(jù)與首次測量數(shù)據(jù)誤差在允許范圍內(nèi)。最后采用石灰粉做好標志測量樁，以方便后續(xù)工作開展。

3.3 護筒施工

（1）護筒應堅實，避免漏水。若護筒的入土深度較大，則應利用錘擊的方法將其沉入。護筒接頭部位不能存在突出物，且應能抵抗拉壓。（2）護筒的內(nèi)徑應比樁徑大至少200mm，且護筒的頂部應比地面高出約30cm，同時在護筒上部設置溢漿孔。（3）護筒埋設中心與設計樁位之間的偏差不能超過20mm，且護筒傾斜度的實際偏差不能超過1%，確保護筒進入原狀土層中至少20cm。（4）將護筒埋設好后，需在樁位中心設置鋼筋，同時進行拉線，以為之后的樁架就位奠定良好基礎。（5）護筒埋設到位并檢查合格后，在其四周用黏土回填并壓實，以免在鉆孔過程中發(fā)生漿液漏失。

3.4 泥漿制備

鉆孔施工中需要采用泥漿護壁的方式保護成孔的質(zhì)量以及鉆孔施工的安全，鉆孔完成后還需要采用干凈的水泥漿進行清孔作業(yè)，水泥漿的比例應結合設計要求確定，制備后存儲于泥漿池中，泥漿池的位置在施工場地周邊選取，并在周圍做好防護措施，避免人員摔落，本次施工中護壁采用的泥漿密度應控制在1.10～1.15，含砂率應≤4%，膠體率應≥95%，清孔采用的泥漿密度應控制在1.03～1.10，含砂率應≤2%，膠體率應≥98%。

3.5 成孔施工

市政橋梁鉆孔實施前，應保證底部無雜物。鉆機準備好后，將其吊裝到工作平臺上，然后把鉆頭下放到鉆孔面以下30cm 處。操作開始前，通過鉆機底部安裝千斤頂進行調(diào)整。鉆孔有正循環(huán)和反循環(huán)兩種形式，正循環(huán)速度較慢，安全性高，不易塌孔，有利于成孔。反循環(huán)速度快，主要用于地質(zhì)條件比較好的情況。鉆孔時，需確保鉆進施工穩(wěn)定和慢速，利用空壓機把底部沉渣清理干凈。如果下部存在較多的巖石材料，極易磨損鉆頭，工作效率降低。此時，應及時更換刀具，以保證施工順利進行。此外，如果現(xiàn)場施工中發(fā)生停鉆的情況，禁止將鉆頭留置在孔內(nèi)，需將鉆頭提升到規(guī)定位置上，然后使用清水循環(huán)清洗，以防止出現(xiàn)埋鉆現(xiàn)象。鉆井施工中，鉆機應配置一臺20m3/min 的空氣壓縮機，以滿足鉆進過程中的供氣和排渣處理需求。拆除鉆具環(huán)節(jié)，應保證鉆孔移動到規(guī)定位置，移動速度要合理，一般為8m/min 以內(nèi)，才能避免出現(xiàn)鉆頭與孔壁活塞抽吸現(xiàn)象。此外，如果出現(xiàn)負荷超出技術標準要求的情況，應及時清孔，避免底部有沉渣。成孔的同時，應同時注入泥漿護壁，防止塌孔。成孔后，分兩次進行清孔。清孔后，一定要對孔深、孔徑、孔的垂直度進行檢查。在澆筑混凝土前，進行二次清孔。

鉆孔過程中的塌孔處理方案：（1）旋挖機正常速度運行時的作用力較強，周邊石塊受到擾動，孔口的穩(wěn)定性遭到破壞，有塌孔的發(fā)展趨勢，并且在此條件下無法正常安裝管口護筒。此時，可用低標號混凝土予以回填，待此部分達到初凝狀態(tài)后，繼續(xù)旋挖施工。此方法能夠有效規(guī)避鉆孔過程中的土體坍塌問題。（2）旋挖鉆機低速運行時，旋挖鉆芯的扭矩作用顯著，受此影響，周邊石子由完整的形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉勰?，而由于擠壓力的持續(xù)存在，逐步構成了護壁。經(jīng)一段時間后，待護壁成孔深度約為2m 時，礙于孔斜率偏大的緣故，孔壁的穩(wěn)定性不足，自然不利于順利成孔。為此，取適量非回填區(qū)的黏土，將其轉(zhuǎn)至現(xiàn)場，適當灑水以便濕潤，此后再向樁孔內(nèi)回填。期間其他輔助工作要及時跟進，例如用截齒型筒鉆低速運行，借助該設備發(fā)揮擠壓密實作用，使黏土緊密嵌入回填石塊的孔隙內(nèi)，增強整體穩(wěn)定性，起到護壁的效果。

擴孔：孔深滿足要求后，進入擴孔施工環(huán)節(jié)。及時更換擴底鉆頭，鏟斗邊旋轉(zhuǎn)邊加壓鉆進，在此過程中適當伸展斗門，將產(chǎn)生的渣土及時轉(zhuǎn)至桶式鏟斗中，以便高效外運。經(jīng)過一段時間的擴孔處理后，桶式鏟斗閉合，向上提升鉆桿，將擴孔過程中產(chǎn)生的渣土轉(zhuǎn)至地面，進一步轉(zhuǎn)運至指定地點或采取其他處理措施，按照此方法反復操作多次，直到擴孔部位形成支盤空腔為止。為了提高擴孔作業(yè)的控制水平，擴孔過程中由專員用電腦追蹤，及時掌握作業(yè)情況，并予以靈活的調(diào)整，確保擴孔效果完全滿足要求。

3.6 一次清孔

鉆進至設計要求深度后，先暫停進尺，然后向上提拔鉆具，使其與鉆孔底部相距10～20cm，在此期間泥漿循環(huán)系統(tǒng)應正常運行，使鉆盤空轉(zhuǎn)，將鉆孔底部的泥塊和碎屑都排除干凈。一次清孔完成后，應達到下列標準：鉆孔底部的沉渣基本清除，可準確測定實際孔深，孔中的泥漿不存在泥塊等懸浮物。通常一次清孔應持續(xù)至少30min。

3.7 鋼筋籠制作安裝

（1）本次施工采用的鋼筋籠，在施工場地外進行加工，再通過運輸車運送至施工場地進行安裝，鋼筋籠主要采用焊接的方式進行施工，其焊接質(zhì)量要滿足設計要求，接頭位置采用雙面搭接焊的焊接方式，主筋上接頭均要進行焊接，焊接長度≥5d，鋼筋籠相鄰主筋進行焊接時，搭接位置應≥30d，加強筋在焊接時采用雙面電弧焊的焊接方式，在主筋內(nèi)側進行焊接，嚴禁焊接過程中對主筋造成損傷，焊接完成及時運送至施工現(xiàn)場。（2）鋼筋籠的安裝通過吊車完成，在吊放鋼筋籠時采用兩點起吊的方式，第一個吊點位于鋼筋籠的下部骨架，第二個吊點在鋼筋籠上部1/3 處，鋼筋籠吊起后在空中實現(xiàn)調(diào)轉(zhuǎn)，然后通過吊機緩慢放入樁位中，下放過程中應勻速緩慢，不宜強制插入，避免出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題，安裝到位后，應及時進行后續(xù)施工。

3.8 二次清孔

為了使混凝土灌注前鉆孔底部的沉渣厚度符合設計要求，往往需要二次清孔。二次清孔采用氣舉排渣法，其具體操作方式為：利用氣舉排渣器進行氣液混合，然后利用密度差將鉆孔底部的沉渣升起并排出。二次清孔一般在鋼筋籠和導管下放完完且檢查合格后進行。完成二次清孔后，鉆孔底部500mm 范圍內(nèi)泥漿的比重不能超過1.25，且含砂率不能超過6%，黏度不能超過28s，孔底沉渣厚度不能超過50mm。清孔完成后，鉆孔中始終應有足夠高的水頭，同時需要在30min 之內(nèi)進行混凝土的灌注。如果不能在30min 之內(nèi)進行灌注，則要重新測試泥漿指標，若指標超出允許的范圍，則需要再次清孔。

3.9 將導管安放到位

本次安裝的導管內(nèi)徑為0.28m，每節(jié)的長度為3m，通過本次對孔的深度進行測量，若3m 導管長度較長，可以對最后的一根導管選擇使用長度為2m 或者為1m 的導管。為了將孔底泥漿全部排出，同時對混凝土質(zhì)量不會產(chǎn)生較大的影響，灌注混凝土的導管的底口距離孔底之間的距離本次控制在30cm 左右。同時，在導管的頂口安裝漏斗，從而更為順暢灌注混凝土。

3.10 水下混凝土澆筑

本次工程所用混凝土，均由附近的一處拌合站提前制作完成，完后由砼車運輸至施工現(xiàn)場。使用C30 混凝土，砼車卸料前應安排技術人員檢查有無離析、泌水等質(zhì)量問題，坍落度控制在180-200mm 之間，禁止使用質(zhì)量不達標的混凝土。本次工程中使用導管法灌注混凝土，現(xiàn)場施工管理要重點關注以下內(nèi)容：（1）合理確定導管的基本參數(shù)，如直徑、長度等；（2）多節(jié)導管連接時，應做好導管接口處的密封處理。并且在導管連接完完后，通入清水檢驗其密封效果，確定密封效果良好；（3）水下澆筑混凝土必須要保證連續(xù)作業(yè)，單樁混凝土澆筑必須一次性完成，原則上不允許中斷，以保證樁體的完整性。

3.11 對旋挖灌注樁施工質(zhì)量進行全面驗收

為了更好提升旋挖灌注樁整體施工質(zhì)量，技術人員應當對整個施工過程進行全面的動態(tài)監(jiān)控分析，特別是對質(zhì)量驗收工作應當嚴格控制，確保樁位標高誤差在可控的范圍內(nèi)。同時，對于代表性的樁體應當選擇使用無破損檢測技術進行全面地檢測，對于重要工程、重要部位的樁體應當全部進行檢測。對于設計中給出具體規(guī)定，或者技術人員施工時，對樁體質(zhì)量有懷疑，則技術人員應當全面的檢測，必要情況下應當選擇使用鉆取巖樣法對樁體進行全面的檢測，對于檢測不合格的應當采取針對性的措施進行維修完善，在檢測合格之后再進行下階段的施工。

3.12 施工隊伍交底控制要點

人為因素是制約身挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注質(zhì)量控制的重要因素，包括管理人員和施工隊伍。由于施工隊伍流動性大、施工人員能力參差不齊，給旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注質(zhì)量控制現(xiàn)場技術質(zhì)量交底提出了更高要求。在影響大樁徑、高樁身旋挖成孔灌注樁樁身混凝土灌注質(zhì)量控制的各類因素中，人作為能動體具有很強的主觀能動性以及對其他影響因素的判斷性，但這種判斷性的精確度因施工隊伍能力的差異性而很難得到保證。因此，需要一個相對穩(wěn)定的主體即施工管理人員將技術、質(zhì)量交底的內(nèi)容精煉化、常態(tài)化。例如，在混凝土灌注過程中，施工人員經(jīng)常更換，所以，每次都要進行技術、質(zhì)量交底，即多次交底。

4、施工注意事項

旋挖成孔灌注樁施工條件相對復雜，涉及的作業(yè)內(nèi)容較多，參建人員高度重視各項細節(jié)。（1）注重現(xiàn)場的平整和夯實處理，使鉆機能夠穩(wěn)定運行。（2）采取跳挖的施工方法，從而減小擾動作用；開挖過程中產(chǎn)生的渣土不可隨意堆放，需放置在距離樁孔口7m 或是更遠的位置。（3）嚴格控制成孔的參數(shù)，包括孔徑、深度等。鉆孔深度范圍內(nèi)存在黏土層時，有頸縮的可能，為此需要從地質(zhì)條件出發(fā)，注重對注漿方法的合理化應用，并制備優(yōu)質(zhì)的漿液，用于維持孔壁的穩(wěn)定性。（4）注漿時保證垂直，不可出現(xiàn)漿液順筒壁流動的情況，否則護筒底部的土質(zhì)將缺乏足夠的穩(wěn)固性（偏松散）。

結語：

綜上所述，旋挖灌注樁基礎是橋梁工程建設最常用的一種基礎類型。旋挖樁施工過程中除了關注施工進度以外，還應考慮到施工工作需要完成的任務較多，施工步驟比較瑣，任何一個環(huán)節(jié)出錯，都會影響施工質(zhì)量。因此，在旋挖機械成孔灌注樁施工的過程中，需要對鉆孔施工的過程和鉆機的位置、使用頻率、護筒埋置深度等做好把控，減少施工過程中鉆孔塌陷等質(zhì)量病害的出現(xiàn)，同時需對成樁位置復核、鋼筋籠安裝檢查、沉渣厚度檢查等符合要求后方可進入下一工序，提高施工質(zhì)量，方能到達促進工期、降低費用的效果。