探究公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺和质量控制

王二闯 中国水利水电第四工程局有限公司

1 前言

现阶段，在我国公路桥梁工程项目中，钻孔灌注桩技术属于较为常用的新型施工技术。该技术通过机械钻孔形成桩孔，之后再向桩孔中灌入泥浆，利用泥浆的循环流动性将碎石残渣排出洞外，之后再向孔洞中安装钢筋骨架，用混凝土浇灌固定，施工结束后将泥浆排出孔外，待混凝土终凝转化为稳固桩体形状后方可结束施工，形成桥梁桩基。在公路桥梁的建设过程中，采用钻孔灌注桩技术能够加快工程进度，提高施工场地的有效利用率，达到节省工程设施投入量的目的。另外，此技术还可加强桥梁的整体负荷能力，在我国公路桥梁建设中被广泛应用。本文对公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺和质量控制进行分析，望能为同类工程提供参考。

2 钻孔灌注桩施工技术的基本特征

钻孔灌注桩技术在公路桥梁的施工过程中与整个施工工程的质量有着极为密切的联系，钻孔灌注桩技术也是一种具有隐蔽性特征的工程，因此，为了保证钻孔灌注桩的施工质量，就需要加强施工人员对整个工程的施工过程的全面管理和控制。公路桥梁在施工过程中，施工人员需要根据该施工工程所在的区域的地质环境和条件来选择合适的施工方案，因为该施工过程的流动性较大，所以无法保障施工的稳定性，从而对整个工程的施工建设都有着较大的困难。在实际的公路桥梁工程的施工中，应用钻孔灌注桩技术可以有效的提升工程的稳定性，同时还能改善该工程施工区域的地质情况，从而优化了整个项目的技术运行结构。

3 公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺

3.1 位移控制

钻孔灌注桩施工中，在软基土壤作用下，可能会造成新浇筑砂浆凝结速度过慢的问题，后续施工会因为相邻桩体挤压出现侧移。因此，采用位移控制技术控制施工顺序和桩基施工间隔，可以减少相邻桩基之间的挤压情况；也可以在桩体混凝土达到一定强度后，再进行相邻桩体施工。施工前应做好勘察与设计工作，确保桩体定位精度，保证灌注桩施工质量。如果路基区域水位线较高，需要人工降水、增设排水系统，从而分散土壤侧压力。桩体施工区域每隔一定距离设置孔隙水压力计，检测孔洞土壤是否出现位移、挤压、沉降等情况。

3.2 测放桩位，埋设钢护筒

钻孔桩施工具有系统性，若前期准备工作不到位则必然会对施工质量造成影响，因此需在合理的位置处理墩位场地，在全站仪的支持下确定合适的墩位并放样，在该处测放桩心，此部分可通过设置木桩的方式以达到标识的效果。埋设钢护筒包括两个环节，即挖填和震动下沉，要求将所有护筒埋深控制在2m～4m，超出自然地面的部分至少为30cm，产生的空隙可使用黏土回填，确保钢护筒具有足够稳定性。护筒沉设过程中应保持竖直状态，顶面位置偏差≤5cm，倾斜度≤1%。根据现场情况，施工中若周边线路有列车通行，极易对施工工作造成影响，甚至出现塌孔现象，因此在原护筒埋入深度基础上进一步加深。结束护筒沉设作业后，于顶面均匀铺上石碴，设置钻机轨道，在周边区域挖排水沟，为满足高效的施工要求，要在墩位周边设置泥浆池。

3.3 钻机成孔施工

钻机成孔需要注意的内容众多，施工人员应该在前期在孔内灌注泥浆，但是灌注泥浆的做法在孔内有水的情况便不能使用，为了保证相关环节的工作顺利进行，可以将泥浆替换为粘土，并直接向孔内投放粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆其目的在于巩固护筒角。其次，在钻机施工过程中，需要掌握不同阶段施工要点，在淤泥层、粘土冲击环节中，应该选择冲程为1.0m～2.0m 的钻头进行冲击作业。砂层冲击阶段为了进一步提升施工作业水平，可以在孔内投入粘土以及小片石，使用冲程为0.5m～1.0m的钻头反复冲击，提升护壁的紧固程度。在施工过程中，钻机工作面对的土质不同，需要灵活的转变作业手段，面对岩层、坚硬漂石地矿时，应该选择重锤小冲程进行冲击作业，施工人员在冲击作业期间还需要关注成孔内是否浮出石子，如果浮出石子钻渣粒径在5mm～8mm范围内，说明泥浆浓度合适，如浮出石子钻渣粒径小又少，表明泥浆浓度不够。另外，工作人员需要了解在任何情况下，最大冲程不宜超过6.0m。

3.4 终孔、清孔

经一段时间的钻进施工后，若满足设计标高要求即可清孔，首先提升钻头使其与孔底的间距维持在200mm～300mm，此过程中钻头回转并维持泥浆循环，将残留在孔内的泥浆置换出来，有效处理沉渣。结束清孔作业后检验泥浆性能，要求比重为1.03g/cm3～11g/cm3，含砂率＜2%，黏度17Pa·s～20Pa·s。结束上述工作后，再检验钻孔施工情况，如孔深、孔径等，应确保无误。

3.5 注浆

在正式注浆前，检查导管连接头质量情况，连接必须紧固、结实，否则会直接影响砂浆注浆质量，难以保证桩体的承载性能。还要检查导管连接部位是否存在缝隙，一旦存在缝隙，在注浆时会导致部分砂浆进入导管当中，若不及时处理管内泥浆会凝结造成管路堵塞。为了避免这一问题，需要加强导管的日常检验工作，内部不得有异物，注浆前确保导管连接部位的紧密性，如果存在缝隙问题则需要重新连接或者直接更换新的导管。注浆应匀速进行，直到孔洞浆液溢出且不冒泡时再缓缓拔出导管。导管内砂浆必须及时用清水清理，避免堵塞。如果导管中有较多的杂物而影响注浆，此时需要将导管拔出，把钻头深入导管中清理，确保导管不渗漏、无堵塞后再注浆。

3.6 制作钢筋笼、吊装就位

钢筋笼是工程中非常重要的建筑材料，施工人员制作钢筋笼需要确定其型号、种类以及直径，需要严格按照图纸要求制作，同时桩基钢筋笼在钢筋场地集中加工后用加长平板车运往桩位处。主筋连接采用焊接，如直径≥25mm 时采用直螺纹套筒连接并保证接头错开，按设计要求设置加强箍（每2m一道）及保护层定位钢筋。长桩骨架应分节段制作，分段长度根据吊装条件确定，确保不变形且接头错开，半成品标志牌是每节骨架都应用的标记，施工人员在钢筋笼制作阶段还需要掌握桩号、标明墩号、清楚质量状况、节号，在确定焊接质量标准的基础上还应该做好钢筋间距控制工作。对设计有声测管的桩基，按设计要求固定声测管。钢筋笼安装一般采用吊车吊装，对准护筒中心缓慢下放，下放时应防止碰撞孔壁，第一节钢筋笼放入孔内，与此同时取出临时十字加劲撑，并在施工过程中在护筒（护壁）顶用工字钢穿过加劲箍下挂住钢筋笼，保证工字钢以及钢筋笼的放置方位不出现问题，前者需要水平放置、后者需要垂直放置。对准吊放第一节与第二节钢筋笼后，需要按照工艺要求进行焊接或者机械套管连接、下放，重复安装动作完成钢筋笼安装作业；对设计有声测管的桩基，应确保声测管的连接质量，保证垂直度和密封性能。

4 公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制

4.1 施工准备阶段

在钻孔灌注桩准备阶段，需要掌握灌注桩施工要点，在方案完成后应该组织相关人员进行方案校对，保证方案具备可实施性后才可以通过施工方案。审查施工方案常用的方法为地质调查、规范标准、结合工地勘察数据、图纸设计、施工技术、安全标准、应急预案、编制依据等。

4.2 分析钻孔壁塌方情况

钻孔壁塌方情况是公路桥梁建设中出现的较大事故，对于施工工作的影响十分巨大，可能大量损坏施工的前期工作，因此，在钻孔过程中，必须注意防止这一现象产生。通常来讲，这一现象的产生与工作人员的操作不当有关，可能在钻孔作业中没有按照规范的流程进行施工，或对护筒埋置、钻孔清理工作完成不到位，使得其不符合施工要求，因此，导致了钻孔孔壁塌方。对此，监管人员应当注意对施工人员技术培训和有限监督，保障施工人员在每个施工环节都能按照有关规定严格施工。

4.3 混凝土灌注采用导管法

混凝土下料斗为3m³，上面放篦子。为确保混凝土灌注的连续性，灌注用吊斗与吊车及混凝土运输罐车需配置合理、衔接紧密，同时需保证作业现场的水电供应，避免因混凝土初凝导致的卡管事故。对于检测灌注混凝土表面高度的工作人员，需按照规定密切监视测量过程，认真核对测量结果，保证提升导管的过程不出现失误。拆除导管时需逐节进行拆除。

4.4 施工阶段

施工阶段是公路桥梁施工技术管理的一项重点内容，做好该方面工作可以大大提升公路桥梁施工技术管理的效果。施工阶段实施公路桥梁施工技术管理的内容如下：①从施工现场的角度出发，必须加强施工现场的监控力度，严格执行各项施工技术，避免产生施工技术问题。同时，在管理时，应当约束施工人员的施工行为，促使施工工序规范化。另外，公路桥梁工程在施工时，很容易受到不良因素的影响，出现突发情况，若是不及时解决就会影响工程的施工质量。因此，应当制订应急方案，一旦出现突发事件，需要立即启动应急方案，避免产生较大的事故。②针对施工阶段的施工技术管理，施工放样是一项重点内容，例如公路桥梁路基施工的过程中，小样以及定线等方面都需要有序地进行，并且应当准确地掌握中心线的位置，确保路基施工的效果。同时，应当在路基两侧做好排水渠道，避免地表水路基结构造成严重的影响，这样不仅可以保证工程的施工质量，对于后期的养护作业也是非常有利的。

4.5 为防止钢筋笼上浮问题

混凝土灌注开始阶段，需要密切注意混凝土浇筑的标高和导管的埋设深度，当灌注的混凝土顶面达到距钢筋骨架底部1m 左右时，应适当降低混凝土的灌注速度；当混凝土灌注面超过钢筋笼底端4m 时，应及时将导管提到钢筋笼底端2m以上，可恢复正常灌注速度，但严禁将导管提出混凝土表面。当出现钢筋笼上浮问题时，应立即停止灌注作业，及时计算导管埋深和混凝土面的标高，并提升导管到合适位置再继续浇筑，上浮现象即可消失。

5 结束语

在公路桥梁项目中，为了确保项目可以按时移交，并能达到验收标准，施工单位一般会采用钻孔灌注桩施工技术，虽然灌注桩施工工艺流程并不复杂，但是同样需要加强施工阶段掌控力度，通过完善桥梁施工的检验审核工作、加强钻孔灌注桩施工质量控制、满足公路桥梁钻孔施工要求等手段，保证项目顺利运行，为施工单位带来经济收益。