公路桥梁施工中的钻孔灌注桩施工技术

王彭飞 张志刚

（山东宇通路桥集团有限公司 山东东营 257300）

公路作为交通运输的重要组成部分，其质量和安全是保证其长期运行的根本。随着施工技术和施工标准的不断提高，对不同环境下的公路桥梁施工工艺提出了更高的技术要求。在公路桥梁工程实践中，采用钻孔灌注桩法进行公路桥梁的施工，对保证工程的安全起到了积极的作用。

1 钻孔灌注桩施工技术的要点

1.1 技术设计的要点

首先，在实施技术时，要充分了解项目的地质情况，合理地设计方案，确保钻孔桩的埋设深度，使其抗震、抗裂的能力得到充分的体现。其次，在各种情况下，要注重对钻孔灌注桩屈曲的及时研究，确保钻孔灌注桩的安全使用。最后，对钻孔桩承载力进行精确的计算，以确保其在工程中的运用作用得到最好的发挥。

1.2 技术施工的要点

首先，做好施工的全面准备，确保工地的施工验收，对各种设备和材料进行检验。其次，要在实际工程中精确地测量出桩的标准点和控制点的位置，并与现场的钻机施工相结合，确保桩的标定。在此基础上，对桩孔、桩深、泥浆状况等进行综合、精确的分析，并根据现场的土壤条件，确定钻孔的深度。再次，必须确保钢防护层的正确性，不能出现诸如变形等安全问题，从而影响工程的质量和安全。最后，要严格遵守施工程序，不能过分追求工期效益，不能忽略施工程序，以保证工程的施工安全［1］。

2 施工原则

一是在选择桥梁工程地基结构时，要深入分析其地质特征和气候环境，始终坚持合理化、科学化的原则，以确保施工方案制定的合理性。同时，在具体的施工中，可以依据桥面的结构特性来确定其安全级别，并依据其承载能力的特性，进行相应的设计工作，使工程的整体质量得到提高。二是在具体应用施工工艺时，要根据周围的环境条件，制订合理的施工方案，以改善实际施工效果，并不断改进工作方法和制度，以推动各项技术的科学化应用。三是在采用钻孔灌注桩施工技术时，要针对施工工艺的特点，结合现场环境特点，采用相应的工艺技术，建立合理的设计方案。四是在公路桥梁工程施工中，应注意防止钻孔的倾斜，并及时清除路面上的杂物，保证道路处于平坦状态，然后搭建施工平台，选用合适的材料，进行钻孔灌注桩的施工，提高技术应用的效果，以达到对桥梁工程施工和施工管理的要求。

3 公路桥梁工程中的钻孔灌注桩施工技术应用问题

3.1 断桩问题

由于导管、混凝土质量、孔壁等因素的存在，会出现断桩现象，从而影响工程的进度。超声波检测是一种常用的方法，用以确定断桩的位置。混凝土离析是由大颗粒、坍落度不够、输送时间过长等原因造成的，从而导致管道在使用过程中出现堵塞，进而导致断桩。在钻孔灌注桩施工过程中，由于不能按现场实际情况来确定导管长度，造成管道底部不能正确埋入而造成断桩。泥浆也会因为界面漏水而流入管道，这是导致夹层断裂的重要原因，另外，深度越大，施工质量就越差。由于没有对钻孔进行有效的治理，造成了工程中出现塌方，从而出现了严重的断桩问题。

3.2 桩身偏斜问题

在钻孔过程中，桩体的偏移现象也是很普遍的，可以用雷达、超声波等手段来确定其产生的原因。如果有探头石和孤石等存在于地基当中，那就会影响到钻孔的施工。许多砂砾层、坡度较大的软土、坚硬的岩层都会使岩体的受力不平衡而产生较大的偏差。钻杆的弯曲问题是导致其倾角的重要因素，通常是由钻杆本身的质量问题引起的。应加强对地基条件的调查，特别是在有软硬地层时，要合理控制钻孔速度，及时回填鹅卵石、碎石等。在施工过程中，要进行严密的监控，以保证护筒中心、起重滑轮、钻杆卡孔等位置在一条直线上。要加强对钻杆质量的检验，并针对其偏差大小，制订相应的最佳钻孔方案［2］。

3.3 孔壁坍塌

在钻孔灌注桩施工中，孔壁坍塌是一个普遍存在的问题。塌方是因为地下地质条件不好造成的，因此，在进行钻探之前，必须认真勘察现场的地质情况，并参照有关资料，确定是否可以进行下一阶段的钻孔作业。另外，也有可能是由于钻头的突然损失或是由于地下泥浆的质量很低而导致了各种崩塌。因此，在进行现场施工时，必须针对实际地质条件进行调整，制定适当的方案，采取适当的处理措施，以达到降低或避免事故发生的目的。

4 常见钻孔灌注桩技术类型

4.1 泥浆护壁施工技术

泥浆护壁施工技术适合于冲击或旋转钻凿成孔，施工中的任何一个环节都将影响整个工程的质量，所以，必须加强工程施工各个环节的管理。泥浆护壁施工首先要平整和清扫工地，并在适当的位置上安装必要的钻具，按照现场的施工情况，准备好相应的钻机。泥浆是由水、粘土和各种添加剂组成的，在钻孔时，泥浆可以起到润滑和降温的作用，并在孔壁上形成一层泥皮，这样就能有效地阻止内外液的渗入。钻孔施工的重点在于确保井壁的稳定，防止塌方，为了防止因流砂造成的孔洞崩塌，必须采用护管施工来保持孔内的静水压，从而使其不受地表水影响，有效地保护孔洞表面。通常，护筒的单节长度约为3m，其直径要比钻孔的直径大得多。钻机的安装位置直接关系到钻孔的成孔质量，在安装时，要注意对安装地基的选取，防止钻机设备发生倾斜，如果地基有一定的倾斜，可以用推土机将其推平，然后再进行安装。在钻孔过程中，泥浆护壁的施工是一个技术难题，它对施工工艺的要求也很高。在钻孔期间，应反复核对中线和竖直度，并安排专门的技术人员进行打孔，以防止冲击孔对周边土壤和孔洞的质量造成影响。在钻孔施工完毕后，需要将钢筋笼制成，然后将其吊入成孔，钢筋笼的规格、长度、数量等必须严格检查验收。

4.2 全套管施工技术

全套管施工技术类似于泥浆护壁施工技术，均需经过场地平整、准备工作台、安装钻机等多个工序，但钻机安装完毕后，全套管施工技术需要将压套管钻入成孔，然后将导管放置在已安装的钢筋笼内，待混凝土浇筑完毕，再进行拔出，并进行质量检测。全套管施工工艺无需准备泥浆，也无需进行钻孔作业，其整体施工方案与泥浆护壁施工相似。但应注意，在压入套管时，要严格地控制竖直，并使用专门的水准仪进行多次校正［3］。

5 工艺流程

5.1 钻孔灌注桩技术的施工前准备

在公路桥梁施工中，钻孔灌注桩技术是工程建设中的重要内容，应根据不同的工程场地情况进行科学的设计，以保证工程的顺利进行。在公路桥梁建设之前，施工单位应认真勘察现场，按照设计图纸和施工要求，制订合理的施工方案，确定施工流程，并制定应急处置措施，一旦发生问题，可以作出正确的决策，及时解决，保证施工的顺利进行。同时，要加强对施工人员的专业知识、技能的培养，保证其施工技术水平达到建筑设计的要求，并按其专长进行岗位配置，充分发挥人力资源的作用。公司员工应具有良好的沟通能力，能够有效地解决工程建设中的各种问题，确保工程的质量与效率。建筑材料是公路桥梁工程建设的基本保障，因此，必须保证工程材料的质量，进而才能使公路桥梁的施工质量得到有效的保障。为此，公司必须组织专业的工程技术人员进行材料的采购，认真调查、分析建材的市场情况，筛选出符合国家、行业相关标准的建筑材料，达到公路桥梁的建设施工质量标准，从而从根本上保障施工的质量。在公路桥梁施工中运用钻孔灌注桩施工技术时，施工技术人员应确保桩位差在设计允许的范围内，并对桩位、桩顶高度等进行严格检查，对桩身的水平、竖直方向进行严格的控制，在施工中进行多次采样、检验，根据有关资料进行分析，以保证灌注桩的质量。

5.2 埋设护筒

首先，采用全站仪等测量仪器，精确地进行标定，降低人工测量误差，保证桩位精度，桩和桩基之间存在交叠现象，应注意桩套的埋入。其次，在安装钻具时，要确保地基的稳定性，同时要合理地调节和控制钻机的高度。根据路基土壤的不同状况，采取相应的防护措施，以保证施工的安全。最后，为了精确地确定钻机的安装位置，应采用专门的测量仪器，并结合实际钻井条件，对其进行定位。同时，在安装时，要确保钻杆与钻具之间的垂直稳定安装，使其在以后的使用中起到更好的安全保障作用。

5.3 护壁和泥浆的准备

在具体的工程中，应对护壁及泥浆做好充分的准备。在灌注桩的施工中，要保证一定的湿润泥浆，以保证施工的安全，所以，在配制泥浆时，应根据沙土的实际需要，控制其溶解程度。还有就是，在工地上要根据工程的具体情况，调整泥浆的浓度，若泥浆浓度与土体结构不符，则会对工程的安全性产生不利影响。在生产泥浆时，可以采用碾压粘土制沙，充分利用陶粒的功能，使泥浆配制的浓度达到实际应用的要求。

5.4 钻孔施工

在工程施工中，钻孔施工是工程施工技术中的一个重要环节，也是一个很大的难题。其中，主要的质量影响因素表现在钻探和灌浆施工过程中。首先，在扩孔时，应充分考虑到工程施工的具体内容、影响因素，选用合适的钻机、钻孔方式。其次，在正式开始钻孔施工时，要针对几个特殊的钻孔问题进行有效的处理，以确保钻孔的顺利性。再次，施工期间，需要专业的施工人员对施工现场进行全面的记录，并对周边的地质状况进行有效的调查，通过模型的制作，保证施工的安全性和准确性［4］。最后，在钻孔作业完成后，要按照规范进行钻孔大小的检测，对钻孔中的杂物进行紧急处理，同时还要进行水位的检测，以确保钻孔的质量和安全。

5.5 清孔

由于钻孔清理对桩的承载能力有很大的影响，因此，在施工中，必须进行钻孔清理。在工程建设中，通常要进行两次清孔，一次是钻孔后进行清理，第二次是清理后加固。在公路桥梁钻孔桩施工中，桩头为淤泥层时，必须采取循环式的清理方法。

5.6 进行灌注

灌注的施工流程是在钢筋骨架结束了安装施工之后。详细的施工方式为：第二次对钻孔实施清理，这样做是为了保证在桩底出现沉渣的情况下泥浆的测试规范、桩底区域的沉积厚度都符合施工规范，以保证达到灌注施工的质量要求。另外，导管的下口部位和孔底部位的距离要控制在0.4m左右，一定要保证最上面的混凝土高度，掩埋深度严格控制在2～6m的范围内。

6 钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用策略

6.1 解决孔壁垮塌问题

在工程建设中，孔壁垮塌是影响工程质量的一个重要问题，若不能及时处理，将会对以后的工程建设造成极大的阻碍。大量的水分和疏松的土壤是导致孔壁垮塌的主要因素。在钻孔过程中，由于各种原因，如地震等，容易造成孔壁垮塌，因此，必须严格遵守施工组织及施工规程，合理调整护筒埋设方式，保证交接点的土层密实度，保证钻孔施工的正常稳定运行。

6.2 解决漏浆问题

在进行钻孔灌注桩时，应对泥浆面进行全方位监测，一旦发生渗漏，应及时采取相应的防治措施。首先，提高泥浆的黏性，继续除砂操作，停止钻进，循环泥浆进行补浆，满足泥浆浆液面的高度要求，达到泥浆表面的要求。若漏浆严重，可向浆液中添加木屑，循环灌注，堵住孔隙，防止渗漏；若钢护套顶部发生渗漏，上述措施仍无法有效地控制渗漏，可适当加大钢护套的长度；若仍无法有效地解决渗漏问题，应及时补充黏土，终止钻孔，停止提钻，一段时间后，再进行钻孔作业。

6.3 解决卡管问题

如果混凝土没有足够的流动性，在施工过程中很容易发生离析，而且在管道进入水中后，还会发生材料的离析。如果机械设备发生故障，不能进行连续浇筑，物料在管道中停留较长时间，很容易发生卡管现象，不但影响施工的效果，而且还会影响整个项目的施工质量。因此，在采用钻孔灌注桩技术时，要注意预防卡管的现象。一是在没有出现卡管现象之前，要对混凝土材料进行检测，确保不会出现离析，并保证机械设备的连续浇筑，不能中途停顿，否则会造成堵塞［5-6］。二是将金属片材料焊接在导管的外部，利用金属片在坠落时产生的冲击力，进行管道的疏通。若卡管位置接近地面，则应采用钢筋进行冲捣，避免影响施工。三是采用锤击法或采用上下搅动方式，以达到管道疏通的目的，确保整体结构的质量和效果。

6.4 解决导管进水问题

造成导管进水现象的主要原因是所用混凝土的用量不够，管道出口升高后无法确保埋深，造成导管进水。在发生此类问题前，应仔细检查，准确预测所需的物料，并在管道上升后及时进行补料。如果管道内已经渗入了水，就应该采用空管抽泥的方法，将水泥物质抽出来，再进行相关的灌浆工作。当管道深度达不到要求时，如果混凝土还没有凝固，就必须将其再次放入混凝土中，然后用泥浆泵将其抽出，进行后续的浇筑。如出现表面混凝土的初凝现象，为废桩，需再次重新进行施工。

7 结语

在公路桥梁工程中，钻孔灌注桩的施工工艺和实际使用情况表明，该技术存在着承载力强、工期短、受其他因素影响较少的特点，因此在桥梁工程中得到了广泛的应用。由于钻孔灌注桩施工工艺隐蔽、施工条件复杂，施工质量控制困难，所以，施工技术人员应加强泥浆配置质量、钻孔施工各环节的质量和返浆性能指标，确保桩基成孔施工的顺利进行。