钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用

钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用

刘坤

中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明  650200

摘要：钻孔灌注桩作为公路桥梁建设中常用的桩基形式，主要通过钻头反复冲击土体形成钻孔，利用泥浆循环清除孔内钻渣，并在钻孔内设置钢筋笼、灌注混凝土，从而形成桩基。其施工工序较为复杂，质量控制难度较大，任何环节控制不当，均会影响成桩质量。为此，分析公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术应用情况，对提升公路桥梁建设质量具有重要意义。

关键词：钻孔灌注桩施工技术；公路桥梁工程；应用

1钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩施工技术是指在工程地基上进行钻孔作业，再通过压力将水泥砂浆注入缝隙当中，有效地改善了地基的强度，为公路桥梁工程施工奠定坚实基础。在实际的施工过程中，桩基的作用是将受到的上部荷载传递到地基，由此提高了承受建筑自身荷载的能力，也保证了结构的安全稳定。此次研究针对大直径的钻孔灌装柱的承载特性、稳定性和安全性进行研究，对桥梁施工钻孔灌注桩施工技术展开分析。

2钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用

2.1施工准备

（1）现场准备：桩机进场前，应对施工现场实施全面处理，清除表面杂物并进行整平；同时按照实际施工需求，合理设置泥浆池、沉淀池等设施，并采取必要的防护措施，保证施工安全。

（2）钻孔定位：根据现场具体情况，选取合适部位设置平面坐标控制网，采用全站仪、GPS等设备进行测量放样工作。严格按照设计图纸标注位置进行钻孔定位，并作出醒目标记，定位完成后报监理单位验收，验收合格后开始安装钻机。

（3）机械设备：项目钻机选用合适型号的冲孔打桩机，钢筋笼在现场钢筋棚加工完成后，采用吊装设备运至桩孔区域。混凝土选择距离施工现场较近的拌和站生产，并利用水下导管进行灌注。

2.2钢护筒制作与埋设

在钢护筒制作环节，选用钢护筒长24m，壁厚30mm，参考工艺要求预留一定的加工余量，落实板料位置对中、上轮滚弯调节、连续滚动弯曲等操作，将板料加工成型，并将完成拼装的钢护筒吊运至现场进行总装，基于自动埋弧焊工艺加工成型。在钢护筒埋设环节，以超出钢护筒外径的80-100cm为基准，预先在桩位处开挖护筒基坑，选取黏土分层填筑在坑底，并落实对坑底的夯实与整平处理。将钢护筒吊放至基坑内，沿定位的圆心位置缓慢移动、调节护筒，保证护筒中心与钻孔中心位于同一水平线上，并借助水平尺进行垂直度检查。待确认护筒埋设位置精度后，沿护筒四周均匀回填黏土，做好填土夯实处理，或采用APE400B双联动液压振动锤进行钢护筒插打。

2.3钻孔

（1）钻机安装前，应按照钻孔位置、地基承载力状况科学设置枕木，确保钻机稳定性，防止钻孔时钻机偏斜导致偏孔、斜孔问题；枕木安放时，应合理躲避护筒位置，以免对护筒造成干扰，防止出现护筒移位现象。

（2）钻机安装完成后，进行适当调整，使桩锤与钻孔中心位于同一直线上，偏差控制在2cm范围内，确保钻孔位置准确。

（3）钻孔时，采用长度为40-60cm的低扬锤进行冲击；对于细沙地层，应结合施工具体情况，加入适量的黏土，通过桩锤持续冲击，形成泥浆，增强护壁效果，防止塌孔。

（4）钻孔时，应时刻关注泥浆面变化情况并严密监视钻孔位置偏差，当偏差过大时，应及时进行调整，保证位置准确；在进行松软土层冲击时，应及时清理底部残渣，防止出现反复破碎现象，提高施工效率。

2.4清孔

（1）采用换浆法进行清孔作业，钻孔完成后对钻孔实施搅动，进行第一次清孔作业。

（2）因残渣呈悬浮状态，无法一次性彻底清除，为保证桩基施工质量，需实施二次清孔，确保孔内沉渣含量满足标准要求，最大限度确保桩基施工质量。

（3）二次清孔时，应实时监测钻孔口溢浆量，以有效确定孔内钻渣含量，二次清孔完毕应对孔底钻渣厚度进行检测，检测达标后方能进行后续施工作业。

2.5钢筋笼施工

（1）钢筋笼在钢筋加工区分节段制作，并采用吊装设备吊运至钻孔区域。钢筋笼加工时，应根据图纸及相关标准执行，保证主筋和箍筋布置间距、数量满足要求；主筋连接时，采用双面焊接连接，搭接长度至少为10d。

（2）钢筋笼安装前，应按照规范要求在其外侧设置混凝土垫块，保证保护层厚度满足要求，垫块应用扎丝绑扎牢固，避免掉落；同时，应在钢筋笼顶部焊接吊环，方便后续吊运；钢筋笼加工成型后，应对其质量实施全面检查，保证直径、长度、垂直度等各项指标满足设计要求。

（3）在吊装时，用平车将加工好的钢筋笼运到指定桩位，采用汽车起重的方式起吊钢筋笼。钢筋笼的尺寸、形态、稳定性各方面均要满足要求，主筋和加强箍筋全部焊接。超声波检测管布置在钢丝笼的内侧四周，并与主筋进行焊接，使成桩的质量更容易被检测出来。检测管材安装到位后，将水注入其中，并用钢板将检测管材的上下两口分别封死，这样就可以杜绝水泥浆料的进入。钢筋笼的各节端头及内环加固圈处均采用钢筋焊接的方法，以避免运输、起吊过程中钢筋笼发生变形。提起钢筋笼，将支撑物剪断后，吊至洞口位置。钢筋笼吊装和入孔均要准确，下放过程中不与孔壁发生碰触，地面高程偏差不超过±10cm，平面位置偏差≤10cm。为防护钢筋笼，在其外侧对称布置与保护层同等厚度的垫块。

2.6导管下放

钢筋笼安装到位且通过质量检验后，开始安放混凝土灌注导管。安装时，护筒顶口的导管限位卡板的中心应与钻孔中心对齐，下放底节导管，再依次布置剩余的各节导管，导管顶部用卡板卡住，接头处装密封圈，丝扣处涂抹黄油。混凝土灌注导管下放到位后，导管底口距孔底30-50cm为宜，并根据平台顶面标高和孔底标高计算导管长度，判断是否满足设计要求。此外，在下放导管后需重新测量孔底沉渣厚度和孔深，若沉渣量超标，采用空压机和风管以气举反循环的方法进行清孔。清孔效果满足要求后，撤除清孔装置，尽快灌注水下混凝土。

2.7水下混凝土灌注

搅拌站根据钻孔灌注桩的施工要求拌制C35水下混凝土，通过性能检验后用运输车输送至指定桩基处，用汽车泵泵送。钻孔灌注桩的水下混凝土灌注采用砍球法，应准备足量的混凝土以满足首批混凝土灌注的用料要求，再测量导管的埋深并进行控制，应保证埋深不少于1m。若顺利完成首批混凝土灌注，则连续进行剩余部分的施工，直至完成整根桩的灌注为止。灌注期间置换的泥浆经由连通管到达其他待钻钢护筒，回收泥浆从而循环利用，但桩顶以上含水泥浆的废浆缺乏回收再利用的价值，视为废料，用砂石泵抽至泥浆箱进行处理。混凝土的顶面标高达到设计要求后，结束灌注，拆除导管。混凝土灌注顶面应比设计标高高出0.5-1.0m，保证桩头的施工质量。桩基混凝土灌注采用输送车和导管进行，连续灌注，期间密切观察管孔内水位升降和管内混凝土下降情况，在合适的时机提升导管以及拆除导管；防止混凝土从料斗顶溢出；根据混凝土灌注进度灵活控制导管的埋深，灌注全过程中导管的埋深应稳定在2-6m。混凝土的埋管时间以2-2.5h为宜，提升导管时应保证导管的轴线处于居中位置，不与周边设施碰触。若提升过程中出现导管法兰卡挂钢筋骨架的情况，以转动导管的方法脱困，再将导管调整至中心位置，继续提升。拆除导管的时间最多为15min，条件允许时尽可能在5min内完成，否则因拆管时间过长而导致浆液固结，引起堵管问题。拆除混凝土灌注导管后，及时清理残留的浆液，以便重复使用导管。

若导管内灌注的混凝土夹杂空气而不够饱满时，应徐徐灌入混凝土进行补充，切不可快速地灌入混凝土，以免导管内产生高气压柱，反而引起堵管问题。

3 结论

钻孔灌注桩具有优良的工程特性，在公路桥梁桩基施工中得到了大规模应用。为有效提升钻孔灌注桩施工质量，保证桥梁工程使用安全，实际施工时，应根据工程实际地质状况，科学选择成孔方式，并合理选用施工机械、材料，确保满足实际施工需求。同时，应科学做好场地平整、测量定位、泥浆制备、护筒安装等各项准备工作，为钻孔施工提供有利条件。钻孔过程中，根据地层变化，合理调节泥浆用量，防止出现塌孔现象；严格控制清孔、钢筋笼安装、水下混凝土灌注等环节，确保严格按照规范要求作业，保证成桩质量。

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