公路桥梁钻孔灌注桩施工技术的要点解析

吴益峰 陈张仪

【摘要】本文结合某桥梁工程项目实例，对项目概况进行简要分析，重点从埋设护筒、钻孔施工、清孔操作、钢筋笼下放、以及混凝土灌注这几个方面入手，对钻孔灌注桩的施工技术要点进行总结探讨，并介绍了钻孔期间可能出现的质量问题以及处理方法，值得重视。

【关键词】钻孔灌注桩；施工技术；

钻孔灌注桩施工是路桥项目施工中非常重要的技术方案之一。结合已有的工程经验来看，钻孔灌注桩施工技术的优势表现在施工干扰小、工程噪音低、经济效益限制、以及可明显改善挤土效应等。掌握钻孔灌注桩施工的相关技术要点，对最大限度确保公路桥梁结构整体质量有积极意义。

1、工程概况

某桥梁工程项目位于A市中心城区。该工程设计总长度为245m，包括引道路线，桥梁项目整体宽度为15.0m。工程项目上部结构主要为预应力空心板，施工标准为5跨，单跨23.0m；项目上部结构主要支撑体结构为为柱式墩，通过钻孔灌注桩技术方法进行柱体灌注操作。项目设计标准为3.5kN/m2人群荷载量，且需要与本地区交通流量相适应，故对钻孔灌注桩技术的施工效果提出了严格要求。

2、钻孔灌注桩施工技术要点

2.1 埋设护筒

本工程中现场实测数据显示基桩桩径分别为1.4m、1.5m。根据工程规范中的"护筒需略高于基桩桩径"的原则要求，选择护筒直径参数分别为1.7m、1.8m。护筒埋设采取人工埋设的方式，具体操作为：先于施工现场挖坑，安置好护筒后用黏质土进行分层夯实处理，顶部用混凝土砂浆进行二次处理，以免发生渗水现象。护筒顶端宜高出施工水位或地下水位2m，宜高出施工地面0.3m，护筒埋设深度应根据设计要求或水文地质情况确定，一般为2.0-4.0m，特殊情况下应加深，有冲刷影响时，应深入局部冲刷线以下不少于1.0-1.5m。

2.2 钻孔施工

一般情况下，在钻机钻进期间以正、反循环钻成孔，护壁泥浆比重建议控制为1.3-1.4g/cm3，允许偏差≤±0.1。钻孔泥浆制备成分包括黏土、水、以及添加剂。结合本工程实际情况，建议用优质膨润土造浆，并设置相应的沉淀池、制浆池。护筒中泥浆需要做到顶面，并确保其高出地下水位高度1.0m以上。其目的是形成稳定的水头压力，以免孔壁发生坍塌。在桩孔钻进期间应当连续进行，并安排专人对土层变化情况进行观察，针对土层异常部分需采集样品进行判断，方便后期与地质剖面勘察情况进行核对。还需要注意的一点是，钻进期间应当钻于护筒刃脚位置时应当调整为低档、慢速运行，借助于泥皮达到保护刃脚部位孔壁结构稳定性的目的。

2.3 清孔操作

钻孔达到设计标高后应当上报并进行检验，检验合格后需及时进行清孔作业。泥浆护壁携渣以降低泥浆粘稠度，然后转为使用换浆法清孔，将比重较高的泥浆置换出来，从而使泥浆比重下降至规范要求。清孔后的泥浆相对密度应小于1.10，含砂率不得大于2%，粘度不得大于20Pa？s。需要引起注意的一点是：在清孔过程中，必须始终确保钻孔水位较地下水水文高出1.5m～2.0m，以防止发生塌孔或其他质量问题。清孔作业临近结束时，需要借助于空压机风管扰动孔底，以免泥浆大量沉降于孔底内，影响后续的混凝土浇筑效果。

2.4 钢筋笼下放

钢筋笼制作直径应当严格符合设计要求，操作示意图如下图1所示。普遍来说，当前的施工工艺中多应用螺旋丝扣型或焊接方式，加勁箍宜设在主筋外侧，主筋一般不设弯钩，根据工艺要求所设弯钩不得向内圆伸露，以便避免导管挂钩出现钢筋笼上浮的状况。应该将制作好的钢筋笼平卧放置于干净平整的场地上，码放高度不得超过2m，码放层数不宜超过3层。在钢筋笼现场吊装时，本工程遵循逐节吊装的施工方案，对孔口进行焊接，主筋焊接方式为立焊。在钢筋笼吊放时需要注意下放的垂直性，避免钢筋笼与孔壁碰撞影响吊放质量。

2.5 混凝土灌注

本工程混凝土灌注采用砼搅拌车配合漏斗的方式进行操作。灌注前首先启动浇砼前罐车。为了避免所灌注混凝土发生离析问题，需要在混凝土出车前先操作搅拌车做逆时针方向旋转，恢复正常状态后出车。灌注混凝土应当遵循分步骤的操作原则。第一批次混凝土在灌注过程当中，孔底与导管下口间的距离需控制在300～500mm范围内，确保集料斗面积充足，保证导管内混凝土达到完全充盈的状态。同时，导管埋置深度应严格控制在2～6m范围内。所灌注混凝土与下放钢筋笼的底部距离达到1m左右时需要适当调整减慢混凝土灌注速度，当混凝土面上升到骨架底口4m以上时提升导管，使导管底口高于骨架底部2m以上，然后恢复正常灌注速度。在灌注作业临近结束时，施工人员需保证孔口与导管口保持一定的高度，使混凝土在下降中所产生的冲击力达到密实混凝土的效果，桩顶混凝土灌注完成后应高出设计标高0.5-1.0m。

3、钻孔灌注桩施工质量问题及其处理

第一，针对钻孔偏斜后应查明偏斜情况，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时应回填砂黏土到偏斜处，待回填物沉积密实后再钻。

第二，针对钢筋笼上浮问题而言，需要注意的是：钢筋笼的埋设高程是根据设计标高安置的。钢筋笼上浮原因很多，主要有：清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多；混凝土初凝和终凝时间太短，使孔内混凝土过早结块；混凝土灌注至钢筋骨架底部时灌注速度太快；灌注过程中导管埋深过大产生较大的上浮力。根据钢筋笼上浮的产生原因，认为解决该质量问题的措施有：焊接定位钢筋并认真清孔；混凝土中掺加缓凝剂；保持正常的灌注速度；保持正常的提拔导管速度和2-6m埋深。

第三，针对桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求，主要原因是：超灌高度不够；混凝土浮浆太多；孔内混凝土面测定不准。应采取正确的解决措施：桩顶混凝土灌注完成后应高出设计标高0.5-1.0m；对于大体积混凝土的桩，桩顶10m内的混凝土还应适当调整配合比，增大碎石含量，减少桩顶浮浆；在灌注最后阶段，孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。

结束语

在路桥工程施工中应用钻孔灌注桩技术除了能够保障桥梁结构的稳定性以外，还可显著提高施工质量，确保施工作业的安全进行。本文以上分析中结合工程实例，探讨了在桥梁工程中应用钻孔灌注桩技术的相关要点，望能够引起同类工程的关注与参考。

参考文献：

[1] 钟梅兰.浅谈公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制措施[J].科技创新导报，2011，（9）：53.

[2] 刘念武，龚晓南，俞峰等.大直径钻孔灌注桩的竖向承载性能[J].浙江大学学报（工学版），2015，（4）：763-768.