公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用

陈世军

（陕西路桥集团第二工程有限公司，陕西 西安 710061）

城市化进程的推进，促进了公路交通运输的发展，社会群体对公路桥梁工程建设质量提出的要求也不断提高。基础施工是桥梁项目建设的主要组成部分，基于桥梁项目的特殊性，使基础项目施工流程更具复杂性，作业量也不断增大。为保证桥梁工程建设质量，就须结合工况合理选择施工技术、加强施工过程质量的管控。本论述主要探究钻孔灌注桩在桥梁基础施工阶段的应用情况，其有工艺流程简洁、安全可靠、承载能力高等诸多优势。

1 钻孔灌注桩施工技术相关阐述

钻孔灌注桩施工技术是指借助人工、设备等形式在工程基础上打孔、灌注、成桩，孔洞中放置钢筋笼、浇筑砂浆可以形成坚固的桩体，大大提升了基础部位的承载性及刚度。该项技术的应用优势如下：1）很多软土路基都是采用夯实法，而钻孔灌注桩相比夯实法具备振动小、噪声小、污染小等优势。2）可以根据现场实际情况灵活调整成桩参数，特别是可以施工成大体积桩体。3）具有良好的适宜性，可以在多种路基土质情况下使用。4）灌注桩各项标准均能满足设计标准的前提下，桩体的强度、刚度会非常高。

2 施工技术要点

2.1 护筒埋设

护筒是钻机沿桩位垂直顺利钻孔的基础，还具有保护孔口、提升孔道内泥浆水头且避免塌孔等作用。根据桩径尺寸，埋设护筒的内径应控制在20～40cm以内，并保证护筒中心线和灌注桩中心线重合，偏离程度不能超过50mm，且竖直线倾斜程度不超过1%。振捣位置按照挖坑埋设法施工，并严格控制护筒四周黏土结构的密实度。根据本工程桥梁设计要求以及工程区水文地质条件，确定护筒的埋设深度为2～4m。

2.2 制浆及泥浆性能要求

1）泥浆性能参数泥浆和4℃同体积水的质量比即为泥浆的相对密度，随着相对密度的增加，其对孔壁侧的压力随之增加，孔壁稳定性及悬浮携渣性能也越来越好。但相对密度的增加也会导致浆液失水量增大，附着于孔壁的泥皮增厚，给混凝土灌注和清孔施工带来很大难度。粘度是泥浆运动过程中，各分子或颗粒之间产生的摩擦力。泥浆粘度越大，孔壁泥皮越厚，越有利于预防翻砂、阻隔渗漏以及增强悬浮携渣能力，但会增大泥浆净化难度，影响钻速及泥浆泵性能的正常发挥。静止的泥浆受外力开始流动所需的最小力即为静切力。静切力太大，会阻碍泥浆正常流动，且沉淀池内泥浆沉渣不容易沉淀，净化速度及钻速减缓；相反，静切力过小，则不利于悬浮携渣效果及钻速的提升。2）泥浆制备工程在选用黏土时，着重挑选水化快、造浆性能优良、粘度大且具有以下特征的膨润土：自然风干后不易掰开，刀切切面光滑且颜色深，浸水后粘滑感强烈，加水拌和成泥膏后能轻易搓出1mm的长条。考虑到施工成本，可采用品质略差的黏土，并按30%比例掺加塑性指数至少为25、粒径超出0.1mm、颗粒含量6%以内的黏土。为缩短泥浆制备时间，可事先打碎黏土。此外，必须严格按照设计要求进行泥浆制备及用量的确定。

3 公路施工技术的管理工作

3.1 施工前准备工作

施工前的准备工作是确保工程施工有序开展的关键，有助于施工人员准确掌握工程施工技术路线及工程施工关键点。1）针对施工前的准备工作，在施工技术管理时，应当对各方面进行综合性的考虑，如人员、材料、设备、施工工艺等方面，以此制订合理的施工计划和工期。同时，应当结合工程周围环境的角度，做好相应的预防措施，并且应当做好地质勘察工作，了解地质的实际情况，做好相应的处理措施，以此对施工的稳定性进行严格把控。2）在施工前需要将具体的任务一一落实，尤其是施工中的一些关键点、重点和难点，避免在施工中出现漏项现象。根据施工工艺流程，应当做好安全防护，主要是避免安全事故的产生，以及避免对周围环境造成严重的影响，以此实现良好的施工效益。

3.2 严格检查施工前的准备情况

检查所用原材料的质量，确保原材料的质量符合标准，在施工前对矿物粉、机械砂、石屑、骨料进行检验，确保原材料的质量。向大型生产企业采购原材料或现场质量可靠的石材原料，并由专业人员进行检测。检查钻机是否满足设计条件，作业前后的水平稳定性，钻进过程中检查调整泥浆进出口指标。必须配备专业的记录仪，仔细和详细地记录参数。

3.3 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。

3.4 施工竣工验收

施工竣工验收，主要是做好施工资料管理方面的工作，以便及时发现施工中存在的问题并及时修整，为工程竣工交付给予一定的技术资料支持。在进行施工技术管理时，应当收集整个施工过程产生的施工资料，并且根据施工人员做好的施工记录、施工日志等进行详细的整理，对各项施工数据进行筛选，分析其准确性。同时，在筛选完成以后，需将其上传至数据库，以便后期工程竣工交付使用。

4 当前钻孔灌注桩技术存在的问题

1）钻孔的实际位置与图纸偏差过大。从钻孔灌注桩技术在我国的应用来看，施工单位的主要故障仍然是钻孔，主要是由于钻孔的实际位置与图中所示位置偏差过大所致。其主要原因是：一是相关仪器稳定性差，导致仪器在钻井过程中振动幅度过大，造成位置偏差。2）钻探技术对外部环境要求很高，在钻探过程中不可避免地会遇到硬石块，施工人员在调整过程中不可避免地会出现一些差错。如上所述，在钻探过程中存在最多的问题。除了位置问题外，钻头本身也容易出现问题，其中最常见的是卡钻和掉钻。造成这种现象的主要原因是钻杆的安装问题。针对这一现象，技术人员应做好钻杆的无缝对接安装，检查各部位的情况，及时更换出现问题的部位。

5 桥梁灌注桩施工技术

5.1 制备泥浆

在建筑施工过程中，泥浆的强度代表了混凝土材料的强度，也就是说，如果泥浆能达到非常高的强度，那么混凝土材料的强度也非常高，两者之间的关系是成正比的。在我国建筑行业所需的混凝土材料中，泥浆是最重要的原材料，所以在选用泥浆时必须按照国家标准进行选择，只有普通硅酸盐泥浆才能按照国家标准建筑材料，除此之外其他泥浆都不符合国家规定，不予考虑。另一方面，我们决定的泥浆类型也要保证泥浆的质量，因为即使是普通的硅酸盐泥浆，其质量也是混合的，购买的混凝土用于土木工程的每一批泥浆都要按照国家标准进行质量检测。贮存泥浆时亦应注意保持环境通风及干燥，以免因贮存泥浆不当而产生废物。

5.2 清孔

钻孔清理是一个必要的步骤，因为钻孔清理在很大程度上影响桩基承载力，所以在施工过程中，钻孔清理是必不可少的。在工程施工中，一般要进行两次钻孔清理，第一次钻孔后进行二次清理，第二次清理后加强吊索。在公路桥梁钻孔灌注桩施工中，当桩端为淤泥层时，应采用循环清理的方法。因此，在这种情况下，孔必须通过循环清洗来清洁。

5.3 吊装钢筋笼

成孔后，检查孔是否合格，然后进行钢筋笼吊装施工。吊装过程中应注意以下几个方面：检查孔口周围是否有淤泥。如果钢笼太长，应该分成几段。注意钢丝绳与钢笼的夹角。必要时可选用一定的辅助工具，完成提升钢笼骨架的支撑工作。在分段吊装过程中，必须严格控制声波管安装的各个环节，尤其是分段吊装中最重要的环节是接头处理问题。接头处理不当，会造成混凝土渗漏，堵塞管道，不能及时检测桩身质量。

5.4 灌注混凝土

建筑行业最广泛使用的是混凝土材料，主要采用的是灌注混凝土材料的方式，灌注技术的好坏直接影响到工程进度和工程水平，需要在一定条件下按照具体方法进行灌注，才能按照生产规程的规定生产混凝土材料，否则任何条件的改变都会使混凝土材料的原有特性，如稳定性，受到很大的影响，从而影响整个建筑工程的质量。

6 结语

桥梁工程基础钻孔灌注桩施工过程及运行结果表明，基础钻孔灌注桩施工技术具有承载力强、工期较短、受其他因素影响小等优势，在桥梁工程中应用相当广泛。需要注意的是，基础钻孔灌注桩施工技术隐蔽性较强，地下作业环境复杂，施工质量控制难度较大，为避免施工过程中发生安全事故，技术人员必须加强对泥浆配置质量、钻进施工各个环节的质量控制以及返浆性能参数的检验，保证桥梁基础桩基成孔施工顺利进行。