浅谈桥梁工程复杂地质钻孔灌注桩施工技术

曹阳

（河南德馨高速公路有限公司，河南 商丘 476000）

近年来，为我国交通运输业飞速发展，基于公路工程穿越复杂地貌的发展需要，各式桥梁星罗棋布。在卵石层、亚粘土、粉砂岩等地带下修建公路对桥梁施工技术无疑提出了更高的挑战。桥梁工程是交通工程的枢纽，工程质量的好坏施工技术是关键。灌注桩施工技术是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。为圆满完成工程施工，确保工期和质量、合理控制工程造价，在施工的过程中，要立足于专业化、机械化、标准化施工，重点工序重点安排，特殊部位特殊考虑，并结合工期和工程实际进行统筹，尽量做到现场布置合理，方案切合实际，施工组织科学，以便为优质高效安全的完成工程。从施工实践来看，我国国土辽阔，地形复杂，地貌多样，但综合来讲主要有亚粘土、卵石层、粉砂岩等，在钻孔灌注桩作业中根据施工的需要，采用适当的机器设备，科学管理。钻机进行，吊车吊放，钢筋笼安装，混凝土灌注等各项工艺严格遵照相关施工规范，确保工程质量。以下对钻孔注浆在亚粘土、卵石层、粉砂岩等复杂地质下的施工技术作以简要阐述。

1 钻孔作业

首先应在先期开挖的孔内灌注泥浆，开始小冲程、高频率、浓泥浆反复冲凿，使孔壁坚实不塌不漏。当钻进过程中，应当注意以下事项：

1.1 冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握。当通过砂、或含砂量较大的卵石层时，宜采用1～2米的中、小冲程，并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止塌孔。

1.2 当通过亚粘土等粘性土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用1～1.5米小冲程，防止卡钻、埋钻。

①当通过坚硬密实卵石层时，可采用4～5米大冲程，使卵石破碎。泥浆要求同上。②在任何情况下，最大冲程不宜超过6米，防止卡钻、冲坏孔壁或孔壁不圆。③为正确提升钻锥的冲程，宜在钢丝绳上油漆长度标志。F、在套渣后或因其他原因停钻后再开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。

2 掏渣与检孔

钻渣主要靠掏渣桶清除孔外，冲击一段时间后，将冲击锤提出，换上掏渣桶，入孔底套取钻渣，倒出孔外的倒渣沟内。钻进过程中应及时掏渣并向孔内注入泥浆或清水以保证水头。

钻进过程中要注意检孔频次，一般为每钻进6米必须用自制钢筋笼焊制的6米长检孔器检孔，以防倾偏并及时调整钻机位置。严禁用钻锥修孔。

3 灌注前准备工作

3.1 钢筋笼制作与吊装。钢筋笼的绑扎，拼焊均就地制作。为使钢筋笼在吊放过程中不变形，在钢筋笼内对称地绑扎四根通长圆木杆，以增强刚性。吊放钢筋笼采用吊车作业，先水平起吊两点，当吊离地面后逐渐收紧顶部的一根钢丝绳，使之竖直，吊车转臂对准桩孔，用人扶住，然后徐徐下放。当钢筋笼逐渐沉入孔内，从上向下解开绑扎圆木杆的绳索，圆木由于水的浮力漂起后，用吊车吊出。

3.2 拼组与吊放导管。导管内径为30厘米，壁厚3mm，每节长1～2米，每节采用法兰盘、螺栓并垫以胶垫连接。下管前检查导管是否圆滑顺直，尺寸是否准确，安装是否严密，并应进行密封试验，如不符合要求应进行修整，修整合格后编号使用。采用吊车分成多节吊入孔内，在孔顶进行连接拼组。

3.3 安装砼储存斗及木球。灌注水下砼必须连续进行，为保证一次灌注足够数量的砼，装满一斗灌注一次，储存斗的容量一般为导管总体积的1.5倍或2～3米高桩孔的体积。为了隔水以保证砼质量，在导管内安装一木球，使其能阻水并平稳地浮出水面。使用前应在导管内进行实验，能通过导管的木球方能使用，避免木球卡管。具体施工工艺流程可参见下图1

图1

4 灌注水下砼

4.1 灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。如厚度超过规定，可用喷射法向孔底喷射3～5分钟，使沉渣悬浮。

4.2 灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中要防止砼拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼顶面高度，正确指挥导管的提升和拆除。当导管提升到法兰盘接头露出孔口以上一定高度后，可拆除1节或2节导管。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新拴牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除吊走被拆的导管，将砼漏斗重新接到井口的导管上，校正好位置，继续灌注。

4.3 剪球将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土顶面高度，计算出导管在砼内的埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内有大量进水，表明出现灌注事故，应按后述事故处理方法进行处理。

4.4 当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢架骨架被砼顶着上升，可采取以下措施：①尽量缩短砼总的灌注时间，防止顶层砼进入钢筋骨架时，砼的流动性过小，建议使用缓凝剂；②当砼面接近和初进入钢筋骨架时，应保持较深埋管，并徐徐灌入砼，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力；③当孔内砼面进入钢筋骨架1～2米以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。

4.5 为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段砼清除。增加的高度，可按孔深，成孔方法、清孔方法确定，一般不宜小于0.5米，深桩不宜小于1.0米。为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束，砼凝结后，挖除多余的一段桩头，但应保留10～20厘米，以待随后修凿，接灌承台。施工用的钢护筒的回收，可在灌注结束，砼初凝前拨出。当使用两半式钢护筒或木护筒时，要待砼终凝后拆除。钻孔灌注桩质量检测采用超声波法和小应变仪法（锤击法）检测，或按监理工程师要求的检测方法进行。在浇注水下混凝土时预埋三根钢管或塑料管。其中以下两点应加以注意：①有关砼灌注情况、灌注时间、砼面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录。②在灌注砼时，每根桩应制作不少于1组的砼试验块。试块应妥善养护，强度测试后，应填入试验报告表。强度不合要求时，应及时提出报告予以补救处理。

5 结语

综上，钻孔注浆施工是一项系统工程，施工质量的好坏关乎整个桥梁工程的质量安全。受技术发展水平的限制，在施工实践中还有一些问题障碍亟待不断的去探索研究。在今后的工作当中亦会时刻保持不断探索的精神。由于作者水平有限，文章写作中的不到之处望行业同仁多多指正，今后加强相关理论知识的学习，为我国钻孔注浆在复杂地质下的施工技术研究方面建言献策。

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