大直径钻孔灌注桩施工技术研究

曹木凌

(中交二公局第二工程有限公司)

1 引 言

从桥梁桩基础的发展过程来看，较早的桩基础是通过外力打入的方法进行施工，其施工深度和施工质量难以得到有效的保证，随着桩基础施工技术的不断发展，特别是灌注桩施工技术的出现，在多种不同的地质条件下灌注桩都可以得到广泛的应用，最近几年在公路、铁路、房建等领域钻孔灌装桩得到了广泛的应用，一些超长桩基础和大直径桩开始被采用，针对钻孔灌注桩的施工，也积累了大量的理论基础和工程实践经验，但是在一些关键环节和部位还需要进一步强化对大直径钻孔灌注桩施工的认识，从而更好的保证桩基础的施工质量。

2 大直径钻孔灌注桩施工技术

2.1 冲孔施工

在灌装桩钻进之初要遵循轻压慢转的原则，避免发生桩孔倾斜，根据土质的变化清理适时调整钻进的速度。另外孔径的大小也直接关系到了所选用钻头的直径，特别是在大直径钻孔灌注桩施工过程中要选用同心度较好的钻头，在冲孔施工的过程中要根据施工现场的地质、环境、水文、气象等条件来做好冲孔施工现场处理。对于冲孔施工的现场处理主要分为两种情况，当施工现场的场地为旱地时要做好清表工作，场地要整洁、平整，去除地表的杂土，对局部土体不稳区域进行夯实处理，要尽量避免桩基施工位置直接作用于软土之上。当施工现场的地质条件较为复杂时要尽量做好土地平整，要将操作平台架稳、立牢。在桩基施工的现场要结合现场的实际情况适当布置4 个以上的控制点，以便于及时对桩基的平面位置进行复核。

2.2 钢护筒沉放

护筒保证了成孔的周围土体的稳定，护筒的材料性质可以选择混凝土构件，也可以采用钢制材料进行卷制，无论采用何种材料，都要保证钢护筒具有足够的强度，钢制护筒一般选择厚度为6 mm 的钢板进行制备，在钢板的外侧再焊接加强筋，一节护筒的长度一般为2 m，为保证成孔的桩基础的质量，不至于产生偏心受力，要严格控制护筒的直径精度，一般直径的误差控制在20 mm 左右，护筒在接长时需要在接缝位置处设置橡胶垫圈进行封闭，避免漏水、漏浆现象的出现，通常护筒的直径要比桩直径大20～30 cm 左右。

要根据桩基施工现场的地质条件和地下水位状况来综合确定护筒的埋置深度，一般在粘性土壤中护筒的埋设深度要不小于1 m，对于砂性地质条件的桩孔，护筒的埋置深度要不小于1.5 m，护筒内的泥浆的高度要高出地下水位。在河流湖泊中进行桩基础施工时，受到水流变化的影响，要严格控制护筒内外的水位高差，在护筒的顶部位置处可以适当的开始1～2 个溢浆孔，埋置护筒过程中，护筒的顶面位置需要高出地面30 cm 左右，或者是采用地下水位标高进行控制，一般护筒顶面高出地下水位1.5 m 左右。在护筒刃脚处容易发生坍塌和渗漏现象，为避免护筒施工中质量事故的发生，可以在护筒底部换填50 cm 左右的粘性土进行夯实处理，再进行护筒的安放。

2.3 泥浆制备

通过泥浆在护筒内部形成一定的水头高度，能够形成一定施加于孔壁静水压力，保证成孔的质量。另外随着泥浆的不断循环，在泥浆的流动过程中可以将成孔过程中破击碎石形成的石渣带出孔外进入沉淀池。泥浆的制备采用的原材料一般为膨润土，膨润土制备的泥浆能够有效的降低冲孔过程中的阻力，在不采用膨润土的情况下，可以选用造浆能力强和粘度较大的粘性土。粘性土的相关性指标应该符合施工的要求，制浆土的指标要根据实际情况进行来进行调整，保证泥浆的性能，在配置泥浆的过程中易采用拌和机进行搅拌，先加入一定量的水，再加入土进行拌和。

2.4 清孔处理

冲孔达到要求之后，要及时进行清理工作，主要目的是清除孔内冲击过程中形成的石渣等沉淀物，同时也能够有效的降低孔底的沉淀层厚度，在一定程度上能够有效的提高桩底部的承载能力，在成孔完成之后要及时的对成孔质量进行检查，检查完成之后立即进行清孔，防止出现孔壁坍塌。一次清孔效果不理想的清孔下要跟进进行二次清孔，从而有效的保证桥梁桩基础水泥混凝土的灌注质量。第一次清孔时可以采用粘度较高泥浆进行清孔，在清孔的过程中要加大泥浆的循环速度，保证底部的沙砾能够随泥浆冲出孔外，在清孔即将完成之后可以采用人工检测泥浆中粗颗粒感程度的强弱来判断桥梁桩基础清孔的程度。一般桩孔需要进行二次清孔，二次清孔是在下好钢筋笼和插入导管后，利用导管进行二次清孔，二次清孔的主要目的是清除下放钢筋笼过程中带入的碎石等杂物，整个冲孔的过程中都要保证孔内的水头压力，避免出现塌孔事故出现。

2.5 钢筋笼制作

公路桥梁桩基础施工中钢筋笼制作之前首先要检测钢筋的质量，对进场的钢筋要进行抽样检查，检查的主要指标是钢筋的抗拉能力和抗弯能力。钢筋笼的制作要严格按照施工图的要求进行制作，所采用的相关钢筋的直径、数量和位置都要符合要求，制作完成之后要保证钢筋笼整体不变形。制作好的钢筋骨架要放在平整干燥的环境中，钢筋骨架跟地面接触部分要放置等高木条，每节钢筋骨架都要标识好桩号、节号和长度等。吊装钢筋骨架过程中，要用两根120工字钢穿过上一节加筋的下方，要保证上下两节钢筋骨架处在同一竖直线上。

2.6 混凝土浇筑

做好桩基础的混凝土浇筑质量关键是做好混凝土的原材料控制和控制好浇筑过程中各道施工工序，及时检查灌注混凝土的质量，水泥要需要性能良好的硅酸盐水泥，主要是检查混凝土的水灰比是否符合要求，配合比是否得当，检查混凝土强度能够符合施工图中的设计要求，同时保证混凝土的坍落度等相关指标，符合桩基础施工质量的要求，灌注混凝土的运输距离不宜过长，保证到达施工现场之后混凝土不产生明显的离析和泌水现象，桥梁桩基础施工中浇筑混凝土要保证连续性，尽最大可能保证混凝土灌注时间，如果中间出现混凝土浇筑间断，要做好新老接触面的处理，避免造成桩强度的不均匀。桩基础混凝土的浇筑大多是采用泵送施工，泵送混凝土要具有足够的流动性和良好的施工和易性，避免因为混凝土中骨料的粒径过大导致堵管事故，避免混凝土质量的偏差和泵送压力不够在桩基础混凝土内部出现蜂窝和空洞现象。混凝土浇筑到设计标高之后可一次性提出灌注导管，凿除混凝土桩顶部的浮浆，浇筑的混凝土桩其桩顶标高要严格符合设计要求，成孔的直径、长度和强度都要满足设计要求。通过钻孔灌注桩的荷载传递过程可以发现，桩身质量的好坏直接关系到了其承载能力的强弱，所以做好成孔之后桩身完整性、桩底沉渣检查等工作就显得尤为重要，目前在桩身质量检测中长采用的是低应变应力波检测，该种检测方法能够准确的对桩身的缺陷类型进行定位，对桩底的沉渣厚度等做成评定，另外也可以采用钻芯取样方法来对混凝土的强度等级做出评价。

3 结 语

随着大型桥梁工程的不断增多，钻孔灌装桩得到了广泛的应用，为了更好的适应于承载能力的要求，桩径也在不断增大，针对大直径钻孔灌装桩的施工技术展开探讨，明确了其施工过程中的各个环节，以其为大直径钻孔灌装桩的不断发展提供积极参考。

［1］张鸿，刘先鹏.特大型桥梁深水高桩承台基础施工技术［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［2］《桥梁》杂志编辑部，山东高速集团有限公司.青岛海湾大桥国际桥梁论坛论文集［D］.北京:人民交通出版社.

［3］张星宇.大直径超长桩在高层建筑中的应用［J］.建筑结构，2001，31(10):21－23.