市政桥梁基础钻孔灌注桩施工技术探究

姜文

摘  要：市政桥梁作为市政交通的重要组成部分，保证桥梁施工质量和使用安全，是施工单位和广大市民共同关注的焦点问题。随着市政桥梁结构的复杂化，对施工技术水平也提出了更加严格的要求。在桥梁基础施工环节，需要对地基做好加固处理，防止后期因为基础沉降而影响市政桥梁的使用安全。文章首先概述了钻孔灌注桩技术在桥梁基础处理中的应用优势，随后分别从前期准备、埋设护筒、钻孔清孔等具体施工环节，就施工技术要点展开了简要分析，最后结合实践经验，就施工中常见的一些问题，提出了针对性的防控措施。

关键词：市政桥梁;钻孔灌注桩;吊装钢筋笼;桩孔偏斜

中图分类号：U445.551      文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）22-0145-02

Abstract： As an important part of municipal transportation， municipal bridge is the focus of construction units and the general public to ensure the quality and safety of bridge construction. With the complexity of municipal bridge structure， more stringent requirements are put forward for the level of construction technology. In the link of bridge foundation construction， it is necessary to strengthen the foundation to prevent the safety of municipal bridges from being affected by foundation settlement in the later stage. This paper first summarizes the application advantages of bored cast-in-place pile technology in bridge foundation treatment， and then briefly analyzes the key points of construction technology from the specific construction links， such as pre-preparation， burying protective tube， drilling hole cleaning， and so on. Finally， combined with practical experience， in view of some common problems in construction， the corresponding prevention and control measures are put forward.

Keywords： municipal bridge; bored cast-in-place pile; hoisting steel cage; pile hole deviation

引言

随着市政桥梁建设规模越来越大，在施工中遇到的各类复杂地质环境也相应的越来越多，像软土地质、湿陷性黄土地质等等。如果不及时采取有效的加固处理，将会对整个市政桥梁工程的质量安全带来隐患。在施工技术不断成熟的背景下，可供选择的基础加固措施也十分多样，例如换土垫层法、排水固接法等。其中，钻孔灌注桩技术具有适用范围广、加固效果好、性价比高等特点，成为市政桥梁基础施工常用技术。探究和掌握这一技术的施工要点，也成为提升桥梁质量和维护施工单位经济效益的重要措施。

1 桥梁基础钻孔灌注桩施工技术的优势

在市政桥梁工程建设中，基础施工具有隐蔽性和复杂性的特点，更需要引起施工单位的高度重视。选择钻孔灌注桩技术进行桥梁基础施工，其优点主要体现在以下几个方面：（1）提高市政桥梁的抗震性。采用钻孔灌注桩进行基础施工，可以与桥梁上部主体结构进行良好的结合，提高了整体抗震性能，在一些大跨度桥梁工程中尤其适用。（2）增强市政桥梁的承载力。近年来私家车数量不断增加，市政桥梁承受的通车压力更大。钻孔灌注桩施工可以有效提高桥梁承载力，增加桥梁稳定性。（3）更高的性价比。钻孔灌注桩施工的机械化程度较高，并且后期基础沉降不明显，延长桥梁使用寿命，整体来看经济效益更优。综合上述应用优势，在市政桥梁工程建设中，选择钻孔灌注桩也成为施工单位的一种比较理想的选择。

2 市政桥梁基础钻孔灌注桩施工技术要点

（1）施工准备工作。为了保证钻孔灌注桩顺利施工，要求施工单位对前期准备工作加以重视。首先，要制定详细的施工方案，注意结合市政桥梁工程的详细情况，以及工程所在位置的地质信息，制定一套完善的、可行的施工方案。包括钻孔灌注桩的工艺流程、各个环节需要关注的技术要点等等。其次，根据制定的方案，列出物料、设备清单，并安排进场和进行质量检查。鉆孔灌注桩施工中所用的物料主要是水泥、细骨料、护筒、钢筋笼等;机具方面主要包括钻机、灌注泵等。最后，在施工现场开展测量放样，选择合适位置确定孔位，明确钻孔位置。（2）埋设护筒。在市政桥梁基础施工中，随着钻孔深度的增加，地下水汇集效应也会更加明显。为了防止出现孔内积水或是钻孔坍塌等问题，需要提前埋设护筒，起到阻隔渗水和维持孔壁稳定的作用。通常选择钢质护筒，在承载力、防水性等方面都可以很好的满足钻孔灌注桩的施工需要。护筒直径要比钻孔直径略大，护筒埋设时要将中心轴线与桩孔的中圆点对齐。护筒埋设应保证与重力方向平行，将护筒埋设到指定深度后，开始下一步的钻孔工作。（3）钻机就位。安排钻机进场，观察桩位是否平整、牢固，如果不符合要求需要进行平整和加固处理，可以保证钻机在钻孔过程中不会因为自身剧烈震动而造成卡钻或孔位偏斜的问题。检查钻头，查看钻头直径与钻孔参数是否一致，如果不一致要及时更换钻头。然后调整钻机，保证钻头、连杆、护筒保持在同一直线上。（4）钻孔。启动钻机，并根据施工方案调节钻机运行参数，开始进行钻孔。这一环节需要掌握的技术要点主要包括：其一，控制钻进速度。在地表钻孔时，由于地表土层较为松软，钻进阻力较小。但是进入岩层后，钻机的钻进阻力开始增加。此时现场施工人员就要根据钻机的压力示数变化和钻进速率，灵活的调整压力，可以避免钻孔过程中发生卡钻等问题。其二，钻孔过程中要注意调节孔径倾斜度。通常来说实际倾斜度与设计值的最大偏差不得超过3%，否则会影响灌注桩的稳定性，需要重新钻孔。钻进到指定深度后，将钻头反旋退出。（5）清孔。现场施工人员检查钻孔，确定钻孔不存在孔壁开裂、孔内坍塌等质量问题，以及孔径、孔深等均符合设计要求后，开始进行清孔作业。目前常用的清孔方法有多种，例如砂浆置换法、空压机喷射法等。施工人员可以选择一种方法完成孔内杂质的清理，为下一步的灌注桩营造良好的施工环境。（6）吊装钢筋笼。钢筋骨架的制作要满足一定的设计理念，长骨架应该分段进行制作，分段的具体长度要按照运输与吊装条件加以确定，接头处应该相互交错。在骨架的外侧要设置一定厚度的垫块加以保护，间距竖向应控制在2m左右，横向四周应多于四处，骨架的顶端要安装吊环，钢筋制作与吊装组装完毕后，要达到以下几个标准与要求：主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，骨架顶端高程±20mm，外径±10mm，倾斜度±0.5%，骨架保护层厚度±20mm，骨架中心平面位置20mm，骨架底面高程±50mm。变截面桩钢筋骨架吊放根据设计相关要求进行施工。（7）灌注混凝土。在混凝土的调配上，应严格按照所规定的要求进行混凝土的配合比，并按照配合比的材料与数量进行搅拌均匀。对于水泥来说，它的初凝时间应大于2.5h，强度等级要控制在42.5以上。集料应首先选取的是卵石，而且集料的最大粒径应该小于导管内径的1/6-1/8与钢筋最小净距的1/4。细集料最先选用的是级配优良的中砂，此外混凝土的坍落度应控制在180mm-220mm，水灰比控制为0.5-0.6，每立方米混凝土的水泥用量应该在350Kg以上，如果加入减水剂或粉煤灰的话，要在300Kg以上。在桥梁工程进行混凝土灌注中，应该选用汽车泵运送混凝土进行灌注。

3 钻孔灌注桩施工中常见问题与注意事项

（1）孔壁坍落的处理。在一些土层深厚的地质条件下，比较容易发生孔壁坍落的问题。主要是因为成孔后，原来的土体相互挤压，或是受到地下水的浸泡影响，稳定性不强，都会导致孔壁失稳。孔壁坍落除了会直接影响成桩形状外，坍落的泥土遗留在桩孔内部，也会造成灌注桩的高度、承载力等达不到设计标准，对桥梁基础的承载效果也会大打折扣。在现场施工中，严格按照设计要求埋设护筒，以及掌握科学的钻孔方法，是预防孔壁坍落的关键。另外像钻孔过程中控制钻进速度等，也可以取得一定的预防效果。（2）桩孔偏斜的处理。钻孔偏斜是钻孔灌注桩施工中常见的质量问题，通常来说，施工过程中允许桩孔偏斜不超过3%，在这一范围内不会对成桩效果产生明显影响。但是桩孔偏斜严重，后期容易出现桩柱开裂等问题，也就达不到支撑目的，对于此类问题，首先是要在布置钻机时，选择合适的场地并进行必要的平整、加固处理，这样钻机在运作时不会因为剧烈抖动或位置偏移，而影响到成桩效果。其次，要提前开展地质勘查，如果有坚硬岩层或岩石，也要提前处理，防止钻头遇到坚硬物体后发生钻头滑移等问题。最后，钻进过程中要及时观察桩孔偏斜状态，如果有偏斜情况要及时调整。（3）钢筋笼上浮的处理。钢筋笼上浮是指随着后期混凝土浇筑施工的进行，钢筋笼随着混凝土液面一同升高的情况。钢筋笼上浮之后，会导致桩孔堵塞，后续的混凝土灌注工作无法顺利进行。此外，不能起到很好的加固作用，钢筋笼无法与混凝土结合成为一个整体，成桩质量也会受到相应的影响。为了应对钢筋笼上浮的问题，可以尝试采取以下两种方法：其一，从套管入手，观察套管内壁是否光滑，有无其他杂物或是有明显的变形、开裂等问题。选择完好的套管，可以保证钢筋笼和套管之间的连接紧密，从而避免了上浮问题。其二，从混凝土浇筑入手，采用导管法浇筑混凝土，降低混凝土对钢筋笼产生的冲击力，也可以提升灌注效果。（4）卡钻、掉钻的处理。钻头卡住和掉落，是钻孔灌注桩施工中发生频率最高问题之一。出现此类问题的原因，可能是钻孔过程中没有控制好钻进的速率，在遇到坚硬岩石后还是保持原来较快的钻进速率，钻头所受的压力较大，出现卡钻或掉钻等问题。还有就是在钻进过程中没有随时关注桩孔偏斜问题，偏斜角度过大后也容易增加钻头受阻的概率。预防卡钻、掉钻的有效方法有：施工过程中密切关注钻进情况，例如钻进速度减缓且压力持续上升时，说明钻头遇到了坚硬岩层，此时应当调整钻机运行参数，放缓速度，改为冲击式钻进，可以避免卡钻。还有就是提前做好地质调查，根据地质情况选择合适大小、合适材质的钻具。（5）避免钻孔深度和孔径误差的有效措施。在施工过程中，应将数值换算在同一單位中，以防出现钻孔深度的误差，此外在孔深测量时要选用丈量钻杆的方法，将钻头的2/3长度处切除并作为孔底终孔界面，不要用测绳来测定孔深。钻头直径小于设计桩径30-50mm是切实可行的。每根桩孔开孔前，应该先检查钻头的规格是否符合要求，满足后方可办理签证手续。

4 结束语

钻孔灌注桩是目前桥梁基础、建筑基础施工中一种常用的技术方法。虽然从整体应用效果上来看，钻孔灌注桩无论是在地基加固效果还是在经济效益上都具有较为明显的优势，但是对于施工单位来说，仍然需要采取严格的技术管理措施，在施工各个环节进行质量把控，切实消除工程质量隐患。要提前做好施工现场勘测和施工准备工作，熟悉各个环节的技术要点，结合以往施工经验，对常见问题采取有效预防措施，才能保质保量的完成市政桥梁基础施工任务。

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