桥梁钻孔灌注桩施工工艺探讨

刘建军

(河北沧州路桥工程公司)

1 工程简介

某大桥工程，桥墩基础均采用钻孔桩基础，简支梁跨一般采用φ1.25m的桩，每墩按8～10根布置，大跨度连续梁采用1.5m的桩，每墩按12～22根布置，平均桩长约50m，最长72m。承台采用矩形，一般厚度为2.0m，局部埋深较大时，采用加台处理，加高厚度0.5～1.0m。钻孔桩基础采用以旋挖钻机为主，回旋钻机为辅。浅水及陆地采用陆上作业法旋挖钻机施工，深水区采用便桥搭设水上平台进行水上回旋钻机施工。

2 钻孔灌注桩施工工艺及方法

2.1 测量放线

依据测量控制桩点及设计图纸定出桩孔平面位置，采用导线与三角测量相结合，建立控制网精确定位，同时以桩中心为交点纵向、横向埋设护桩，经监理工程师核验无误后方可进行施工。钻孔时，桩位中心用“十字交叉法”引至四周并用短钢筋作好标记，测量孔深的基准点可用水准仪将高程引至护筒口上或四周的钢筋上并做红漆标记。施工过程中要经常进行复测，测量控制桩点及水准点必须特殊加以保护，一旦桩点被破坏应根据护桩及时恢复。

2.2 护筒埋设

护筒加工采用10mm厚钢板，直径比设计桩径大200mm，根据土层实际情况埋深不小于2m。护筒采用挖埋方式沉入，挖坑直径比护筒大0.2～0.4m，坑底深度与护筒底同高且平整。护筒上设1～2个溢流口，护筒埋设时，筒的中心与桩中心重合，其偏差不得大于50mm，并严格保持护筒的垂直度在1％以内，同时其顶部应高出地面0.3m。护筒位置正确固定后，四周均匀回填最佳含水量的粘土，并分层夯实，以保证其垂直度及防止泥浆流失。

2.3 泥浆制备与管理

泥浆池与沉淀池布置在钻机边侧，采用泥浆泵输送泥浆至孔中，再回泥浆沉淀池，沉淀后的泥浆回流至泥浆池形成泥浆循环，调制泥浆采用的土塑性指数大于25，护壁原理及制备要求如下。

泥浆由高塑性粘土加水拌合而成的混合物，在钻孔时，泥浆的密度大于水的密度，搅拌时具有一定的流动性，泥浆中的胶质颗粒分子，在泥浆压力作用下渗入孔壁表面的孔隙中，形成一层泥皮，使孔壁胶凝，达到防止孔壁坍塌、保护孔壁的作用。在泥浆循环排渣时，可以携带泥渣、润滑和冷却钻头，减少钻头钻进阻力。

泥浆的稠度大，护壁作用大，在淤泥、易坍孔的砂土和较厚的夹砂层成孔时，护壁泥浆的比重宜为1.1～1.3，并要设置循环泥浆池和泥浆泵;在粘土和亚粘土层成孔时，可用水泵喷射清水，使清水和孔中切削的土颗粒混合而成为泥浆护壁(即原土造浆护壁);排渣所用泥浆比重宜控制在1.1～1.2。在钻孔过程中，随时测量泥浆的比重。

2.3.1 成孔与清孔

采用回转钻机正循环施工法，边钻进边注入泥浆护壁，钻进过程中随时检测钻机钻杆垂直度，并随时调整。钻进至设计标高即成孔。成孔后泥浆比重应控制在1.15～1.20，成孔时应做好记录。

当钻孔达到设计标高后，进行清孔。钻机停止钻进，稍提钻具离孔底10～20cm，保持泥浆正常循环，定时空转钻盘，以便把孔底残余泥块磨成泥浆排出，清孔时间约为30min。

2.3.2 钢筋笼加工

钢筋笼采用现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求。钢筋笼主筋与主筋采用焊接，焊条、焊接长度符合规范要求。单面焊缝长度大于10d，双面焊缝长度大于5d，焊缝宽度不小于 0.7d，厚度不小于 0.3d，主筋接头应间隔错开且间距≥1 000mm，同一截面上钢筋接头面积不得超过钢筋总面积的50％。加强环箍必须电焊为封闭箍，必须与主筋焊接。

2.3.3 钢筋笼吊放

(1)采用25t汽车吊下放钢筋笼，起吊过程中不得使钢筋笼产生不可恢复的变形。钢筋笼分两节吊放，现场焊接接头，当孔深小于20m时，则钢筋笼一次吊放;

(2)起吊钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处，设置2～4个吊点且吊点对称;

(3)起吊前检查钢筋骨架编号、尺寸，对号入座。下笼时由人工辅助对准孔位，保持垂直、轻放、慢放，一般采用正、反旋转慢慢地逐步下沉，避免碰撞孔壁。就位后使钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求;

(4)上下节钢筋笼对接施焊时，应保持钢筋笼垂直，对接钢筋笼时应两边对称施焊。孔口对接钢筋笼完毕后，需进行中间验收，合格后方可继续进行下一节钢筋笼安装;

(5)下放过程中若遇到阻碍应立即停止，查明原因进行处理，严禁高提猛放和强制下放入孔;

(6)下混凝土放钢筋笼时，技术人员在场严格控制笼顶标高，达到设计标高后固定吊杆，防止下沉或灌注混凝土时上浮。

2.3.4 灌注混凝土

灌注混凝土采用汽车泵送，导管内先放进一个压板，用钢丝绳吊住，导管在孔口与集料斗相连。

首批混凝土灌注正常后，应连续不断地进行灌注，严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土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，使测深不准确。及时测量孔内混凝土高度，保持导管的合理埋深。测量孔内混凝土面高度的次数一般不宜少于所用的导管节数，并在每次起升导管前，探测一次管内、外混凝土面高度，同时，观察孔口返水情况，以正确地分析和判断孔内情况，并作好记录。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如果导管法兰卡挂钢筋笼，可转动导管，使其脱开钢筋笼后，移到钻孔中心，随着孔内混凝土的上升，需逐节(或两节)拆除导管。拆除导管的动作要快，时间不宜超过15min，拆下的导管立即冲洗干净。为保证设计桩顶标高以下的混凝土强度和密实性，钻孔灌注桩实际灌注高度应比设计桩顶高出不小于1.0m。

混凝土采用泵送混凝土，所以混凝土浇注前要安排好现场汽车泵的位置。料斗在每次使用前要将料斗内凝结的混凝土渣清理干净，同时在浇注前要加水湿润，混凝土浇注后要及时清洗干净泵车、泵管和料斗。

[1] 蒋建平.大直径灌注桩竖向承载力[M].上海:上海交通大学出版社，2007.

[2] 杜强.超长钻孔桩施工中主要指标控制[J].铁道标准设计，2009，(13):73-75.