桥梁工程中钻孔桩施工工艺技术研究

姚洪帅

(河北路桥技术开发有限公司)

1 施工技术准备工作

(1)桩位放样。在钻孔灌注桩施工作业之前，首要工作就是按照施工图纸放样桩位，放样一般选择使用全站仪按照钻孔灌注桩的坐标直接将桩样位置侧放出来。为了确保桩位定位的准确，在桩位放样之后应该采用不同控制点进行测放与复验，以消除人为或者是计算失误造成的误差，控制桩位中心偏差不超过10 cm。

(2)埋设护筒。埋设护筒的主要目的是为了定位桩样、保护钻孔孔口，护筒一般采用厚度在5 mm 左右的钢板制作，护筒的内径应超过钻孔直径10 ～15 cm 左右，护筒的埋设深度通常控制在1 ～1.2 m 左右。为了确保护筒的稳定与定位准确，在护筒与钻孔坑壁之间应该采用粘土夯实处理，确保护筒中心与桩位中心的偏差不超过2 cm。护筒埋置过程中，应该控制护筒高出地面20 ～30 cm 左右，以免施工过程中泥浆外溢或者是地面积水流入产生污染。

2 钻孔灌注桩钻孔施工

2.1 钻机就位

在钻机就位之后，应该在钻机的底部采用枕木铺设稳固、平整的基础，并采用水平尺对钻机的基础进行校平。将钻孔机械就位之后，应该确保钻机平整、竖直与稳固，并采用测量设备或者是吊锤测量钻机钻杆的垂直度，将钻杆垂直度偏差控制在2‰以内，以免在钻孔灌注桩施工作业过程中由于钻杆的问题出现倾斜或者是移位。此外，为了确保钻孔孔径满足设计要求，钻头直径的选择必须与设计图纸一致

2.2 钻孔作业

在钻孔机钻孔作业的初期，应该缓慢进行钻进，在钻孔大约5 m 深以后应该及时的检查钻杆的垂直度，确保能够垂直钻孔施工之后方可加速作业。对于淤泥质土以及粉土等不良地质条件下的钻孔施工，为了确保成孔质量，需要采用泥浆护壁。如果自造泥浆性能合格，可以采用成孔钻孔自造浆完成施工作业。如果自造浆性能不能满足施工要求，则应该采用人工配制泥浆以提高护壁能力，避免钻孔过程中出现内缩径或者是坍塌等问题。护壁泥浆的性能技术指标如表1 所示。

表1 护壁的泥浆性能指标

在钻孔过程中，应该及时的检查钻头的转向与位置，确保钻头在钻孔中能够自由的转动。同时应该控制钻孔灌注桩的钻机冲程在合理的范围内，避免整个钻进过程中采用同一冲程而出现十字槽或者是梅花孔的现象，导致钻进过程中发生卡钻。如果钻孔中存在岩层，应该避免采用大冲程而造成钻头的损坏，一般控制冲程在1.5 ～2.5 m 左右，同时投放粘土以便于使岩渣能够及时的悬浮。对于钻孔过程中突然出现的孤石，可以采取高低冲程交替冲击进行钻孔施工，进而将孤石挤碎或者是挤入孔壁之中，如果孤石较大，则应在钻孔过程中进行爆破破碎处理。如果出现坍孔的问题，则应该采用投入粘土并空转钻机的方式进行固壁。如果坍孔问题较为严重或者是出现泥浆损失严重的问题，则应该待孔壁稳定后进行钻孔施工作业。在成孔作业完成后应及时对钻孔的中心位置、钻孔孔深、孔径、垂直度以及孔底沉渣等项目进行试验检测，具体技术指标要求如表2 所示。

表2 钻孔桩成孔的质量指标

2.3 清孔施工

由于沉渣厚度对于钻孔灌注桩的桩基承载力有着很大的影响，因此成孔后应及时进行清孔作业施工，清孔一般按照“一次清孔为主，二次清孔为辅”的原则开展作业施工。第一次清孔是在成孔后利用钻机进行一次清孔，直到孔底沉渣厚度小于50 mm，清孔作业时间一般控制在30 min 左右。在导管下放之后及时采用导管法对提钻以及吊放钢筋笼等作业过程中新产生的孔底沉渣清除，利用泥浆泵通过大量优质泥浆进行冲孔，确保最终钻孔沉渣厚度小于50 mm，而且泥浆性能指标满足技术要求。

3 钢筋笼的制作与安装

(1)钢筋笼的制作。现阶段在桥梁钻孔灌注桩工程施工中，钢筋笼一般采用长线法在钢筋加工场地内统一制作完成。对于钢筋笼的制作，首先必须确保钢筋的力学性能指标满足相关技术规范的要求。钢筋的主筋一般采用套筒进行连接，在钢筋笼制作过程中，为了确保多节钢筋笼能够处于同一平面上，应该对主筋焊接端头采用槽钢进行固定。同时为了便于后期对桩基施工质量进行检测，在钢筋笼制作过程中一般需要设置声测管，通常情况下1.5 m 桩径布置3 根，1.8 m 及2.0 m 桩径布置4 根。钢筋笼制作完成之后，应该稳固的放置在平整的地面上，并对钢筋笼的施工质量进行现场的试验检测，试验检测控制指标如表3 所示。

表3 钢筋笼制作指标要求

(2)钢筋笼的运输与吊放。钢筋笼的运输一般选择使用平板车进行运输，在运输过程中应该采取加固措施以免钢筋笼出现变形问题。钢筋笼的安装一般选用双钩起吊法，吊点通常设置在钢筋笼的箍筋与主筋的连接位置处，吊点要对称，在起吊过程中应该一次性吊起，将钢筋笼竖直以后拆除第一吊点，将第一节钢筋笼置于桩孔之后，将其悬挂于护筒顶口，然后将第二节钢筋笼吊起并与第一节钢筋笼进行对接，确保对接之后两节钢筋笼的中心保持一致，一般采用直螺纹套筒完成钢筋笼的现场接长。在钢筋笼吊放过程中，接近护筒的下端时，应该适当放慢下降速度，由现场操作人员负责对准孔中心下放钢筋笼，避免钢筋笼碰触到孔壁。在钢筋笼下放过程中如果出现入孔困难的问题，应当适当提起钢筋笼然后缓慢下降。在钢筋笼下放过程中，应当注意实施观察桩孔内的水位情况，一旦出现异常情况应当及时停止吊放钢筋笼并检查是否出现坍孔问题。在钢筋笼吊装就位以后，应当及时将钢筋笼长主筋与钢护筒进行焊接以固定钢筋笼。

4 混凝土灌注施工

(1)导管的安装施工。用于混凝土灌注施工的导管，作业前需检查并确保导管内壁的光滑，没有影响混凝土浇筑的凹凸，现阶段在钻孔灌注桩施工作业中一般选择使用螺旋丝扣导管。在导管安装使用之前，应该对导管进行试拼与试压检测，确保导管的轴线差以及孔底井水压力等指标满足技术要求以后方可灌注混凝土。导管的下放施工应该遵循“竖直、轻落”的原则，避免施工过程中触碰到钢筋笼。在将钢筋笼完全下放到桩孔孔底以后，应该轻轻提起，控制导管管口与桩孔孔底距离在25 ～40 cm 左右。

(2)混凝土灌注施工。在灌注水下混凝土之前，应该对钻孔空地的沉渣厚度以及泥浆技术指标等进行检测，确保沉渣厚度在技术指标要求范围内，否则应该进行二次行清孔。初次浇筑混凝土，必须保证导管能够埋入混凝土内1 ～1.5 m左右，混凝土的初次灌注用量量计算公式如下所示:

V≥1/4πh1d2+1/4πkD2h2

式中:V 为混凝土初灌量;h1=(h－h2)rw/rc;rw 为泥浆密度1.2 t/m3;rc 为混凝土密度t/m3;h 为桩孔深度;h2为初灌后导管外混凝土面高度;d 为导管内径;k 为充盈系数，一般取值1.2;D 为桩孔直径。

在混凝土桩基灌注施工作业之前，应该对混凝土各项性能技术指标进行试压检测，确保配合比、强度、和易性以及流动性满足技术指标的要求，一般情况下控制混凝土的坍落度在180 ～220 mm 左右。在混凝土灌注过程中应当及时测量混凝土的上升高度，当导管埋深达到一定高度之后，应该及时拆卸导管，确保导管埋深范围在2 ～6 m 之间。在混凝土浇筑过程中，控制混凝土灌注高度超过设计标高0.5 m 以上，在混凝土浇筑结束一周左右时间后，检测混凝土基本强度形成后，方可开挖桩间土以及桥梁承台基槽，并及时的将桩头的浮浆清除。

5 结 语

钻孔灌注桩由于桩基承载力高、技术经济性好以及施工作业技术成熟，因此在桥梁工程施工中得到了广泛的应用。

［1］何磊明.浅谈公路桥梁钻孔灌注桩施工技术和质量控制［J］.中小企业管理与科技，2010，(6).

［2］袁鹏，杨浩.浅谈桥梁钻孔桩施工控制要点及事故的预防和处理［J］.魅力中国，2011，(21).

［3］杨勇，吕国栋.浅谈既有桥梁基础不均匀沉降实时监测系统的开发［J］.甘肃科技，2013，29(9).