探究公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺和质量控制

（福建路港（集团）有限公司，福建 泉州 362000）

1 概述

我国公路桥梁的建设其水平已跃升于世界先进行列，离不开广大桥梁建设者的精心设计和施工，为确保桥梁施工的质量和安全，必须对其进行有效的施工控制。由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程，影响灌注桩施工质量的因素较多，必须严格按照既定的施工工艺进行，否则将给整座桥梁工程带来严重的质量问题。本文结合某新建公路桥梁钻孔灌注桩施工的实践，就冲击钻施工的施工工艺、质量控制等问题作简要的论述。

2 工程概况

在某市国道的桥梁工程建设当中，采用的是装配式预应力混凝土T梁桥，桥梁全长658米，全桥桩基共有110根，桩基设计长度为25～30米，桩位地质情况为：粉质粘土、淤泥质粘土、碎块状强风化花岗岩、破碎中风化花岗岩及微风化花岗岩。

3 钻孔灌注桩施工工艺流程及技术要求

根据现场地质情况，施工采用冲击钻，因为冲击钻适用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工。钻孔灌注桩工序流程参照图如下：

3.1 施工前提条件

桩基开工前，需要确定工程使用的相关技术，同时由参与项目的各单位审核施工方案以及施工图纸，确保施工场地的水文资料以及地质资料完备，在此基础上相关工作人员已经完成技术交底，同时材料已进场并检验合格，施工已放样并满足精度要求。

3.2 埋设护筒、钻机就位

埋设护筒时，因桩位地质为粉质粘土、淤泥质粘土，护筒四周应以粘土填筑，并分层夯实处理，通过已放样的桩位定出护筒的圆心位置，孔口使用2-3m高的钢护筒，直径大于桩径至少20cm，壁厚5mm，护筒底部埋设深度，旱地不少于1.0-1.5m。，护筒顶要高出地面或水位30cm左右，河道处高出水面150cm，使用护筒内水头同时在顶部焊接吊环以及加强筋，开出水口。在钻进过程中需要核查护筒位置是否正确，在钻进阶段是否出现偏移、下沉的情况，并要及时处理。护筒位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

埋设护筒后，即可进行钻机就位，就位前应对钻机设备进行检查和维修，立好钻架并调整安设好起吊系统，将钻头吊起，只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可。其对中误差不大于5cm。

3.3 粘土造浆

在钻孔灌注桩的施工过程中，钻孔泥浆具有挟渣、冷却钻头、稳定孔内水位、增大静水压力、防止塌孔的作用。通常采用水、粘土和添加剂按适当配合比配制，在泥浆池内制备，泥浆池容量为20m3，并设容量为15m3的沉淀池两个，串联并用。

3.4 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1.0～2.0m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0.5～1.0m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5～8mm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。

3.5 成孔检验及清孔

成孔检验采用检孔器对成孔进行孔径、倾斜度的检查，检孔器采用专用检孔器进行检验，条件限制时可采用钢筋笼检孔器，钢筋笼检孔器外径比钢筋笼外径大10CM，长度不小于孔径4-6倍，当钻孔达到设计标高并经检查符合要求后，应立即进行清孔作业，用换浆法清孔，冲击钻清孔后的指标：泥浆比重在1.03-1.10，黏度在17-20，含砂量小于2%。

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2米一道）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。

3.7 接装导管和砼料斗

水下砼的灌注需要掌握桩径、导管直径，使用导管法完成接装导管的工作，确定桩径、导管直径按桩长和每小时通过砼的数量，同时在导管接装阶段还应该关注导管壁厚，需要保证其壁厚可以达到刚度以及强度要求。另外，导管使用前必须做拼接、水密、承压、接头、抗拉等试验。

3.8 灌注水下砼

灌注砼前，应该完成相关准备作业，二次清孔除掉其中的杂物，掌握施工要求保证孔底沉淀层厚度达到规定要求，在施工作业之前还需要认真完成灌注作业前各项施工工序的检查工作，当施工方案征得施工监理工程师同意后才可以进行灌注作业。

灌注砼施工环节中需要注意很多细节，工作人员需要掌握施工工艺要求，同时还需要保证抗渗性能、水下砼的强度、塌落度等施工参数都达到规范标准，只有在这种情况下才能进行施工作业，保证砼的生产能力可以达到施工作业要求，让桩孔能在规定时间内完成灌注工作。在灌注砼的过程中，需要重视首批砼灌注作业要求，控制导管下口至孔底的距离，并将两者的距离控制在25～40cm范围内。另外，剪球灌注开始后必须连续作业，防止螺栓以及作业工具掉入孔中，加强施工现场管控力度，并在施工完成后进行现场清洁处理，防止因现场杂物随意摆放影响施工进度，降低施工质量。

3.9 成桩检验

当一个桥墩最后一个桩身砼强度达到设计强度的70%时，即可进行承台开挖，风镐凿除桩头，准备检测，桩基检测委托有资质的检测部门来承担，按照设计及规范要求进行检测并提供检测报告。按规定制作砼试件，检查桩砼强度。

4 钻孔灌注桩施工质量控制要点

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 施工作业阶段

在钻孔灌注桩施工中，以泥浆质量及水下砼灌注控制为重点，成孔质量的好坏是钻孔灌注桩施工技术的关键所在，而成孔质量又被泥浆质量所决定，泥浆比重、含砂率是泥浆性能的重要指标，好的泥浆具有密度高、黏性高、渗透性能弱等优点，可以在钻孔过程中在孔壁的表面形成一层泥浆护壁，但是泥浆稠度太大时会附在孔壁形成阻力，影响钻头钻进速度，且易发生桩孔偏移，稠度小，则孔渣难以充分悬浮影响钻进。由于不同的地质要使用不同性能指标的泥浆，因此施工人员在工程作业阶段，需要结合设计部门提供的关于地质勘探方面的资料，分析不同地质对泥浆黏度、泥浆比重、钻进速度等参数的要求，比如遇松散地层时，应加大泥浆稠度提高泥浆黏度，以加强护壁，表1为泥浆性能指标控制表。

表 2 泥浆性能指标控制表

水下混凝土灌注是成桩的关键，灌注时应保证好人力、物力，特别是要对设备进行检查，有条件的要多配备一组设备，并配备一台发电机，以防停电。进行水下混凝土灌注作业阶段，需要按照材料质量检查程序保证进入场地的每批材料质量都达到施工作业标准，这是确保灌注桩质量的有力保障，同时配合比应通过实验确定。塌落度宜为180～220mm，水泥用量不少于360kg/m3，并宜选用中粗砂，粗骨料的最大粒径不应大于导管内径的1/6-1/8和钢筋最少净距的1/4，同时不得大于37.5mm，为改善和易性及强度，可适当掺些外加剂。钻孔灌注桩灌注应连续进行，中途不得停顿，并在灌注过程中要经常测量导管的埋置深度，以便于掌握拆导管的时间。

5 结语

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。