简述公路桥梁桩基工程的技术控制工作

方江红

（上饶市横峰公路事业发展中心，江西 上饶 334300）

0 引言

公路桥梁桩基工程涉及多方面的施工专业与内容，包括现场勘测、图纸设计、技术管理等。加强对公路桥梁桩基工程的技术控制，从施工准备、施工设计、技术方案应用等各方面进行统筹规划，积极引入BIM等信息化技术调整施工方案，检验方案是否可行，及时发现并处理施工质量问题，做好病害的防范，杜绝因技术选择不合理、技术水平低下等各因素导致的施工质量问题。

1 公路桥梁桩基工程的施工技术类型

1.1 灌注桩施工技术

在公路桥梁桩基工程施工中，因岩石强度较弱、桩孔嵌入持力层深度不当等因素，很容易影响桩基的稳定性，无法有效支撑来自工程上部结构的荷载，从而影响工程的整体施工质量，甚至可能埋下安全隐患。部分公路桥梁桩基工程存在贸然挖土动工、对地基施工管理不当、机械与材料等施工资源规划不合理等因素，以至于投入过多、收益甚微，严重损害企业的经济效益。为了规避上述问题，应该在工程的施工设计阶段优化灌注桩的相关参数，根据施工现场的地质、气候、水文特点，结合工程施工质量要求进行综合分析，论证基础施工技术的可行性。埋设灌注桩护筒时，考虑到护筒施工较为复杂，施工难度较大，应全面分析施工现场与周边地层的含水量，按要求布置护筒，保证护筒稳定，与地面垂直。在护筒上开孔，内部水头的高度为1.0～1.5m。

1.2 水泥搅拌桩施工技术

根据公路桥梁工程桩基的特点，可设置竖向增强体，利用桩体的结构改变地基受力条件，组成复合地基，增强桩周围土体的承载能力。现阶段，公路桥梁工程的桩基施工，最常用的加固方法为水泥搅拌桩，优势是有效改善地基的受力状态。复合地基的基础便是施工现场的天然地基，在复合地基中设置竖向或者水平的增强体，在桩与土的共同作用下，保证地基的完整性。加固区域包含两部分，分别是天然地基与增强地基，在公路桥梁工程中，将竖向增强体叫作“桩”。在天然地基的基础上，增加增强地基，更好地承受工程上部荷载，防治桩基沉降与失稳，为后续工程施工创造有利条件[1]。

1.3 复合地基施工技术

向被加固的土体中填充材料，能够改善土体的受力情况，增强土体的强度与承载力。把加固部分的土体和施工现场的地基土进行结合，就构成了复合地基。应用于复合地基的增强体主要有碎石桩、挤密桩、CFG桩等，各种桩体的适用范围尽管存在差异，但都能不同程度地增强地基的承载力，保证复合地基的强度与稳定性。具体施工技术还需要结合施工现场的特点、环境进行选择。

2 公路桥梁桩基工程的施工技术要点

2.1 前期准备

2.1.1 技术准备

现场开展并组织图纸会审工作。业主、设计部门、监理部门、施工部门的负责人综合分析图纸，明确设计目的，发现设计中存在的问题并及时解决，与施工人员进行技术交底，树立“预防为主、质量为先、安全第一”的施工理念。

2.1.2 设备准备

公路桥梁桩基工程施工需要大型机械设备的支持，如钻孔设备，可以先进行试钻，然后保证钻机类型符合桩基施工要求。在混凝土运输过程中，使用拌和设备，避免混凝土凝结。用全自动电子秤称重水、减水剂，保证混凝土搅拌的连续性与自动化。根据施工要求，选择旋挖钻机、冲击钻机、回旋钻机等设备，在设备使用前进行调试[2]。

2.1.3 材料准备

根据施工、设计要求，制定材料采购方案，按照设计文件与施工规范开展材料试验活动，确认试验报告。杜绝质量检测不过关的材料进入施工现场，混凝土配比试验完成后，并经过监理人员的审批、签字确认后才能应用于施工中。

2.1.4 现场标识

现场标识包括承台桩基标识、平面布置参数、钻机标号、桩基编号等。

2.1.5 质量保障

压缩成孔与灌孔周期、混凝土生产、吊机与钻机相匹配。合理制定施工流程，重要工序被迫停工时，应积极采取紧急处理方案。

2.1.6 环保理念落实

全面落实环保理念，避免施工对河流、农田、地下水、周边环境等造成污染。

2.2 定位测量

结合施工现场与周边环境判断公路桥梁桩基工程的施工基准点，将测量区域的杂物清理干净，以免对测量仪器与设备产生影响，保证采集数据的准确性与客观性。通过测量基准点了解施工区域的环境特点，将测量结果和施工方案进行比较，最终判断施工基准点，在基准点无误的情况下，表示施工顺利开展。

2.3 钻孔深度

参考定位测量结果，确定钻孔深度，根据施工方案确定钻孔参数，结合实际情况做出细微调节。每个钻孔质量都会影响公路桥梁整体的施工质量，因此需要提高各个钻孔参数的准确度和钻进质量，保证测量方式满足现代公路桥梁桩基工程的施工要求。测量之前进行设备校正，重点测量切面面积最大的灌注桩。

2.4 钻孔施工与成孔

在钻孔施工中，应该认真检查钻孔的垂直度，用深度计算器控制钻孔深度。在钻进过程中，注意护壁泥浆是否达到了施工质量要求，避免后期出现塌孔等质量问题。钻孔满足深度要求后，还应考虑钻渣情况，综合判断钻孔灌注桩施工要求能否满足地质特点。如果与设计要求不同，则需要全面检查钻孔的孔壁、孔径是否合乎公路桥梁桩基的施工标准。施工人员应准确测量并记录孔深，以保证清孔工作的顺利开展。

2.5 清孔

成孔施工完成后，孔洞内会有一些杂质，需要将杂质清除干净，否则将会影响桩基的稳定性和施工质量。施工人员可以用配置好的泥浆进行清孔，直至把孔内所有杂物都清理干净为止。

2.6 模板安装

模板安装需要用脱模剂对模板内模进行处理，以便后期能够顺利脱模。脱模剂质量同样要达到施工标准，否则会影响混凝土施工。安装模板时，应按照标准要求连接各个部件，用塑料泡沫妥善处理连接缝，以免灌注混凝土时漏浆。安装模板时，应正确固定端头，以保证模板体系的整体稳定性。若在灌注施工中发现两端存在孔道错位问题，应该将预留的孔洞与预埋件固定妥当，保证各板块位置准确。灌注混凝土之前，应认真检查模板的整体性与安装质量，以免灌注阶段出现漏浆问题[3]。

2.7 钢筋笼施工

应用长线法制作钢筋笼，如果钢筋笼长度在15m以内，可一次性制作完成，如果超过15m，对于长出的部分可采用分段的方式加工。工作人员应根据公路桥梁桩基的设计进行长度编号，避免相邻钢筋笼影响绑扎效果。利用吊机安装钢筋笼，遵循对称原则设置吊点，固定好护筒，用吊架辅助安装钢筋笼，严格控制吊机的速度，完成安装后检查质量是否达标。

2.8 导管安装

全面检查导管的拼接构造与规格，通过试拼、试压等方式检验导管质量，按照灌注施工的要求设置导管的长度，并进行编号。在施工过程中，垂直缓慢地放下导管，详细记录数据，将导管安装在距离孔底30cm的位置。施工人员在该阶段进行第二次清孔，检查导管的安装质量，一切无误后开始灌注施工。

2.9 混凝土灌注

检查各个灌注位置与预埋构件，开始混凝土灌注。公路桥梁桩基性能与混凝土灌注质量密切相关，可以从以下几个方面对施工技术加以控制：其一，按要求配置混凝土灌注原材料，优化混凝土的强度与和易性，合理配置缓凝剂与粉煤灰，全面监控混凝土的灌注质量。其二，混凝土的初凝时间最短4h，控制坍落度18～22cm。充分发挥公路桥梁工程施工中混凝土结构的优势。其三，遵循连续灌注原则，严格控制导管埋深与灌注速度。若发现桩顶混凝土存在浮浆问题，则会严重影响混凝土质量。因此，混凝土的灌注高度可高出设计标高1m左右，将桩顶浮浆渣层清理干净，为后续接桩施工做好准备。

3 反循环钻成孔技术在公路桥梁桩基工程施工中的应用

3.1 工程概况

某公路桥梁桩基工程的建设长度为3.81m，直径2m，总数量276根。公路桥梁工程的基础属于钻孔桩结构，因此设计为摩擦桩形式，经反复分析和研讨，决定采用反循环钻成孔技术。

3.2 反循环钻成孔技术特点

在淤泥、砂砾、砂土、填土、湿陷性黄土等土质的施工中，经常用到反循环钻成孔技术。如果钻进时遇到硬岩，可使用滚轮式钻头；如果遇到软岩，则使用圆锥钻头。如果在大抛石层与大孤石层等施工环境中应用此技术，则会一定程度地降低施工效率。反循环钻成孔技术通常会直接在桩顶上部放置护筒，保证护筒直径超出桩径15%，地下水位低于护筒水位2m，孔壁的静水压力＞0.02MPa。根据要求分析孔壁坍塌，保证套管结构的完整性符合要求。在钻孔施工中，建议使用旋转盘动钻头切削破碎的岩土，使用冲洗液对钻头降温，将钻头温度控制在合理范围内。混合液和钻孔环节会形成钻渣，在负压作用下提升到地面，泥浆直接排入沉淀池，液体会回到净浆池。冲洗液经过净化处理后再次进入孔内，可循环使用，避免浪费[4]。

3.3 技术要点

公路桥梁工程规模大，对桩基施工技术的要求较高。在应用反循环钻成孔技术之前，应全面分析施工现场地质特点、施工成本、质量要求。考虑到桩基的长度，可采用膨润土止浆的施工方式提高钻孔质量。根据设计方案的要求制作声测管，完成孔口的对接，采用套筒焊接施工技术。基础护筒的内径应比桩径大20～30cm，成孔后，控制桩体中心线的偏差度在＜40mm，倾斜度＜1%。在成桩过程中，避免杂物进入护筒，降低桩体质量。灌注施工后，控制好初凝与终凝时间，单桩灌注时间控制在24h以内，保证桩体结构的完整性。

3.4 反循环回转钻进泥浆

根据施工要求设置泥浆沉淀池、储浆池，两个池都应设置在钻机排浆口的同一侧，总体积容量参数为钻孔完工后排渣量的1.2～2.0倍。泥浆经净化处理后进入孔内，把护筒水头的高度维持在合理范围内。若泥浆超出容量要求则会溢出，再次进入沉淀池，经沉淀处理后进入储浆池。

3.5 钻进成孔

3.5.1 准备钻机

清理工作平台，在设计位置上安装钻机，调节好底座和顶端，使其满足稳定性标准。检查钻机的水平和对中状态，参照基桩的中心线调节钻机位置，控制偏差＜10mm。做好准备工作后，上报监理工程师，审查合格后才能施工。

3.5.2 钻孔

由于钻头的吸浆口很容易被堵塞，所以在现场施工中需要适当地提高钻头，维持钻头与孔底之间的距离为20～30cm，将清水注入真空泵，将出水控制阀和沉淀放水阀全部关闭，保证良好的密封性。然后打开真空管路的阀门，维持线路通畅，使其内部保持负压状态，让水进入泥石泵。打开泥石泵，维持压力0.2MPa，开启水控制阀，直接排出内部泥浆，把泥水转入沉淀池，起到反循环运行目的。启动钻机，用较为缓慢的速度钻孔，维持整体结构稳定。启动水控制阀，动态关注压力参数值，在压力降低到0.2MPa的情况下关闭接口。

3.5.3 接长钻杆

一节钻杆在钻进后，会暂时停止施工。将内部沉渣清理干净后，关闭泥石泵，连接钻杆。用厚度3～5mm的橡皮圈完全封闭接头和法兰盘的连接处，拧紧螺栓，杜绝泄漏风险。检查结束后即可钻进。

3.5.4 控制钻速

土质、泥浆密度、直径、钻锥的回转速度与钻孔的进度密切相关，钻孔直径2.2m时，可采用泵吸式反循环的钻进方式。根据不同的土质特点，确定钻进速度，如果发现地质条件发生较大改变，应随时调节钻进速度，充分满足稳定性的标准。

3.6 混凝土灌注施工

混凝土灌注施工十分复杂，操作不当的情况下会严重影响桩基施工质量。根据施工要求选择灌注机，钻进前认真检查设备，无异常后开始灌注施工。注意以下几点：其一，C30混凝土材料的水灰比1∶0.74，坍落度18～22cm。采用P·O42.5水泥作为原材料，掺入砂石，必要情况下可使用减水缓凝剂、粉煤灰等材料。将所有材料充分拌和均匀，形成混凝土材料，初凝时间4h。其二，导管下口与孔底之间的距离应大于40cm，导管埋设深度约为1m。保持灌注施工的连续性，使用探锤检测，保证灌注质量满足混凝土的位置。钢架进入孔内混凝土约1～2m时，可稍微提升导管，避免埋深过大。

4 结语

综上所述，公路桥梁桩基工程的施工技术核心在于规范灌注技术，提高桩基施工的标准化水平。施工人员应建立并完善公路桥梁桩基技术，熟悉技术要点，采用多元化的管理手段控制技术参数，根据工程建设要求选择桩基施工技术，避免桩基沉降，保证桩基的稳定性与整体性符合质量要求。