探讨公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术的运用

高怀鹏

（中化学交通建设集团有限公司，山东 济南 250102）

1 钻孔灌注桩施工技术概述

1.1 内涵

灌注桩是指在工程现场，通过机械钻孔、人力挖掘、钢管挤土等手段，在地基形成桩孔，并在内部放置钢筋笼、混凝土制成的桩。按照成孔方式的不同，灌注桩可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型，广泛用于桥墩基础、房屋建筑的施工中，钻孔方法包括螺旋钻孔、冲抓钻孔、潜水钻机钻孔和冲击钻孔等。

1.2 特点

一是施工噪音小，直径、入土深度大，最大深度超过300m。二是使用桩身扩挤的方式形成扩头桩，增强桩体的承受能力。由于布桩间距大，设计期间无需考虑群桩效应。施工时可原地成桩，优化施工流程，减少配筋率。三是施工期间要考虑影响多个桩身质量的因素，防止缩径、断桩等问题的发生。受摩擦阻力影响，施工难度增加，影响施工效果。而桩长布置灵活，能够增强沉降的控制效果。四是工艺技术成熟、应用广泛，在各种地基中均可使用。五是成孔速度慢，费工费时，而且泥渣会污染环境，必须进行处理。

2 钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用

2.1 施工准备

首先，根据施工标准勘察施工现场，做出相应图纸，分析施工方案。安排技术人员调整控制点，标记关键位置。对于可能出现的危险，尽早制定预防措施，保证施工方案、施工技术等顺利进行。其次，准备施工材料，如外加剂、砂石、水泥等，要从正规厂家采购，并检测原材料质量，待质量达标后再送至施工现场。最后，准备施工机械设备，于施工前进行校准、保养和维护，确保机械设备正常运转。

2.2 钻机就位

场地平整后，对钻机基础进行加固处理，如果基础不稳定，施工中可能发生钻机倾斜、桩位倾斜等问题。如果地层较软、有坡度，应用推土机推平，然后垫上钢板或木板进行加固。为了对钻机准确定位，应该定好中心位置，使用千斤顶顶起机架，准确定位，促使起重滑轮、钻头、钻杆、护筒中心均在同一条垂线上，将钻机的偏差控制在2cm以内。对准桩位后，使用枕木垫平钻机横梁，在塔顶对称于钻机轴线的方向上拉缆风绳。

2.3 埋设护筒

埋设护筒过程中，应按照工艺标准、施工流程等操作。比如：用全站仪定位护筒的埋设位置、护筒内径要大于桩径、使用6mm的钢板卷制作护筒。埋设过程中，护筒顶端要高出地面30cm，深度大于1.5m。钢护筒下直下平，顶部和地面平，垂直度≤3/1000。根据桩位，使桩中心、护筒中心重合，偏差＜50mm。用粘性土填充坑壁、护筒间隙，确保埋设护筒稳定。校正护筒中心偏差，用水平尺校核垂直度，使护筒牢固可靠。

2.4 制备泥浆

在钻孔灌注桩施工中，制备泥浆是一个重要环节，其质量直接影响着公路桥梁工程的施工质量。因此，需要严格控制砂浆的制备质量。比如，控制黏土、水、添加剂等材料比例及含砂率、粘度等指标，确保孔内泥浆比例为1.15～1.25，粘度为18～26S。一般来讲，泥浆制备时要先打碎黏土，然后放入护筒中，用冲击锤打击灌注桩。

2.5 钻孔清孔

首先，钻孔不仅要按规范操作，还要与工程项目紧密结合，根据施工现场的地质条件，合理选择钻孔方式、钻头，保障钻孔质量。钻孔过程中，严格控制冲击力度，调整冲击方式。若钻孔时遇到坚硬物质，可选用冲击力大的钻孔方式。为了避免钻孔过程中出现塌孔现象，要优化灌注桩周围的位置，结合地理位置完善钻孔技术，并监测钻孔垂直度。一旦钻孔期间倾斜度超出误差，应即刻停止钻孔并调整，保证钻孔质量。其次，钻孔完成后，孔内会出现大量杂质，需要有效、彻底地清理，旨在保证泥浆的流动性，通过该动能冲击底部沉渣，使内部岩粒、砂砾悬浮，直接带出孔内沉渣。应注意清孔时要全面检查孔的深度、直径，确保其满足钻孔灌注桩的施工要求。

2.6 制作吊放钢筋笼

钢筋笼的制作材料是钢筋，因此在采购钢筋时，要认真核对钢筋数量、规格和长度，全面检测钢筋质量，禁止使用质量不达标的钢筋。在制作钢筋笼时，应确保其外形尺寸符合要求，允许偏差要符合规定：主筋间距±10mm、保护层厚度±10mm、箍筋直径±20mm、钢筋直径±10mm、钢笼总长±100mm。钢筋笼焊接时，做好机械工艺、钢筋挤压的试验工作，满足要求后才能焊接。采取有效的加固措施，避免钢筋变形。钢筋笼下放过程中，要严格控制下放速度、垂直度，避免下放偏离中心损坏孔壁。可以在下放钢筋笼时，先清理孔洞，在四周放置垫块，便于保护孔壁，提升保护层的均匀度。同时，结合实际调整钢筋笼的距离、数量，注意加固钢筋笼，以此保证钢筋笼的稳固性。若钢筋笼下放困难，应查找问题，及时纠正，处理后再次验收，达到标准后方可继续下放，确保工程质量达标。

2.7 灌注混凝土

钢筋笼下放完毕、加固后，进行混凝土的灌注作业。灌注前检测导管的承重能力，二次清理孔内，保证孔内清洁。混凝土灌注过程中，严格控制钻孔底部、管口的距离，通常为30～40cm，并结合实际明确导管深度。利用测绳明确混凝土面深度，便于调整导管埋深。同时，根据工程的具体情况灌注，确保灌注有效、合理。比如，观察室外的温度变化，结合施工情况和外界的空气条件，及时调整预埋深度。若外界温度比较高，可以适当降低导管埋深。反之，若温度较低，需要加深导管埋深，保障后续施工的稳定性。

2.8 桩基检测

目前，钻孔灌注桩工艺在公路桥梁、铁路桥梁工程中应用普遍，具有工艺成熟、承载力高的特点。高等级的大中小桥梁、互通式立交桥中，也基本采用钻孔灌注桩。但是，桩基属于隐蔽工程，实践证实仍有5%～20%的钻孔灌注桩，存在不同程度的质量问题，这就要求进行桩基检测工作。常用的检测技术有超声波法、弹性波法和抽芯试验法等，应该根据不同桩基进行合理选择。以弹性波法为例，其中的低应变检测不仅操作方便、作业面小，而且成本费用低，被检测部门广泛采用。

3 钻孔灌注桩施工技术的应用效果

3.1 工程案例

某工程为特大桥梁，根据施工工期要求，合理规划施工进度、场地安排。按照一个施工标段148根桩的标准，准备了SR280R旋挖机、正反循环钻、吊车、装载车、挖机各1台，施工人员25位，确保工程在4个月内完成钻孔桩任务。

3.2 效果分析

施工采用旋挖钻机泥浆护壁法，清孔时发现孔内水位下降，准备补充泥浆时，出现了塌孔问题。基于此，提出了两种处理方案：第一种，在钻孔灌注桩上游5.0m处打降压井，改用钠基膨润土泥浆护壁。同时，检测浆液性能，补充浆液。第二种，向孔内注水，停止钻进，回填粘土、片石混合物，增加泥浆的黏稠度。严重塌孔时，用粘土、片石回填，沉淀后放入钢护筒重新钻进。综合分析现场环境条件和工程设计方案后，决定采用方案一，完工后经桩基检测和位移监测，结果显示桩基质量满足各项标准要求，且周围土体稳定，施工期间无堵管、塌孔、断桩等问题发生。说明：钻孔灌注桩施工期间遇到粉砂质土层时，可在钻孔灌注桩、围堰筑岛上游打降压井，用膨润土泥浆护壁，有利于控制孔内水位，维持周围土体稳定，防止出现塌孔现象。

4 小结

综上所述，将钻孔灌注桩施工技术用于公路桥梁工程，可提高施工效率，保障工程质量。文章从施工准备、钻机就位、埋设护筒、制备泥浆、钻孔清孔、制作吊放钢筋笼、灌注混凝土、桩基检测8个方面，介绍了钻孔灌注桩的施工技术要点。在工程建设过程中，要及时总结工程问题，严格按流程操作，同时控制原材料质量，注重施工现场、方案的控制，优化放样技术、混凝土灌注技术，充分发挥钻孔灌注桩施工技术的优势，改进施工质量，推动交通运输业发展。