公路桥梁钻孔灌注桩施工技术应用研究

沈伟

（六安市金寨县交通运输局，安徽 六安 237321）

1 引言

灌注桩按施工工艺主要分为钻机机械成孔和人工开挖成孔两种。其中，钻孔灌注桩施工适应性极强，可被用于多种复杂的地质环境中，具有承载力强、施工工艺简单、振动影响小等优势[1]。施工前，应根据施工组织设计、桥梁地质勘探及水文地质资料，结合现场施工条件，按照项目进度、质量等目标要求，制订桥梁桩基施工专项施工方案。此外，施工前还应制订桩基施工生态环境保护方案，尤其是施工中产生的泥浆应妥善处理，严禁乱排乱放，造成环境污染。目前，钻孔灌注桩施工工艺相对成熟，凭借自身适应范围广、承载能力强等优势，该技术已被广泛用于我国公路桥梁工程施工中。本文将详细对钻孔灌注桩在公路桥梁项目中的应用情况及常见问题进行深入分析，并提出相应的解决措施。

2 钻孔灌注桩施工流程

根据钻孔灌注桩施工工艺不同，目前常用的施工方法主要有正、反循环回旋钻机成孔、冲击钻机冲击成孔、全护筒法施工及旋挖钻机施工等。施工前，应高度重视施工平台的布设，桩基位于无水旱地时，施工场地应进行平整压实处理。水位较浅时，可因地制宜地采用筑岛法施工。水位较深时，可采用浮式工作平台或全钢板桩围堰施工。总之，必须高度注意的是，务必保证桩基施工平台的顶面高程高于施工期间最高水位1 m以上[2]。

护筒埋是桩基施工的重点，首先，护筒卷制时，护筒内径应比桩径至少大20 cm，护筒沉设过程中，应注意护筒埋设深度、平面位置及垂直度，具体指标为：护筒应高于地面0.3 m或水面1～2 m，平面偏差应≤5 cm，垂直倾斜度应≤1%。桩基成孔过程中，要严格注意泥浆护壁及地质情况变化，留取钻孔渣样，出现卡孔等特殊情况时，应提出钻头，注意保持孔内水头及泥浆相对指标。成孔后要严格进行成孔质量检查，包括成孔孔径、孔内垂直度、桩底沉渣厚度等。经检测合格后方可下放钢筋笼并灌注混凝土。要特别注意钢筋笼运输和吊装过程中的变形，钢筋笼宜每3～5 m增加一道支撑筋以防止变形。钻孔过程中，应始终保持孔内泥浆循环，保证孔壁稳定。

混凝土灌注应采用钢导管，导管使用前，应进行水密承压和接头抗拉试验，试验合格后方可投入使用。混凝土应检测坍落度及均匀性，现场留取试样。首封混凝土方量应保证导管埋设深度在1 m以上，灌注过程中，应注意混凝土灌注速度，采取措施控制钢筋笼上浮。灌注混凝土桩顶高程应高于设计高程0.5 m以上。

3 钻孔灌注施工技术在公路桥梁施工过程中的应用

由于钻孔灌注桩操作简便、适应性强，已被广泛用于各类公路桥梁的施工工艺中，该施工技术在公路桥梁的施工各个阶段的应用主要体现在以下几方面。

3.1 施工准备阶段

在所有工程项目的施工中，做好前期的施工准备工作是保证工程顺利开展、按时竣工的重要前提，而在对公路桥梁工程进行钻孔灌注桩施工前，需要做好的准备工作主要包括地质水文勘察、工料机相关准备等。地质水文勘察是保证施工方案合理的重要基础，在设计施工图纸前，要对施工区域的土质、气候、水文环境进行实地勘察，并结合勘察结果设计施工方案，才可实现对施工材料的合理选择[3]。钻机是钻孔灌注桩的主要施工设备，但其应用条件由于公路桥梁工程所处施工区域的地形、地质条件不同而存在明显差异。公路及桥梁均为线性构造物，是连接各地车辆行驶、经济往来的重要设施，但部分项目所处的地形险峻，地质松软，因此，需根据不同钻机的应用条件进行合理选择，同时为保证项目施工质量，在选购原材料时也应注意选择安全性及质量更高的供应商品。

3.2 护筒施工

护筒埋设是钻孔灌注桩一项重要的基础性工程，为保证桩基施工安全，需尤其注意护筒的埋设深度、垂直度等指标。因护筒可循环使用，在进行护筒制作时，应选用强度、刚度合格的钢板卷制，尽量减小护筒变形。埋设护筒时，应使用全站仪对护筒的平面位置、垂直度进行精准测量，保证放样的准确性。此外，埋设护筒时，需在护筒周围做相应的扩展施工，以便后续护筒位置出现偏差时进行相应的调整。

3.3 泥浆制备

钻孔灌注桩中的泥浆一般由水、膨润土及其他添加剂制成，可用于润滑钻具、浮悬钻渣、形成一定静水压力而避免坍孔[4]。泥浆配比及方法应通过相关试验确定。成孔过程中，应加强对孔内泥浆指标的检测，一般所制备的泥浆稠度应当视钻孔方法、地层情况等进行机动调整。

3.4 钻孔、清孔

钻孔质量可对整个钻孔灌注桩的施工质量造成直接影响。钻孔时，除了对钻具进行合理选择外，还应注意钻进速度，在充分考虑桩基孔周围地质条件的基础上，保证适当的钻进速度，同时在钻孔过程中，钻机也应当始终保持垂直。钻孔完成后，将孔内的泥浆沉淀物等进行有效清理，为后续的安全、顺利施工奠定重要基础，结合泥浆黏度、含砂率等指标清孔，不能以加深孔深的方式取代清孔。

3.5 混凝土灌注

该步骤为钻孔灌注桩的最后一项施工内容，对整个桩基工程的施工质量有决定性的影响。在配制混凝土时，需对其各材料配置参数进行不断的试验、优化。为进一步满足施工要求，在选用灌注导管时，需确保导管连接的封闭性。一般混凝土灌注需在清孔后30 min内完成，灌注速度不宜过快或过慢。规范灌注后的振捣操作也是保证桩基孔内混凝土连续性的关键所在。

4 常见施工问题及其应对措施分析

钻孔灌注桩成本低廉且适用性高，在公路桥梁的施工中应用十分广泛。但钻孔灌注桩是一项隐蔽性工程，一旦竣工后将无法对其工程问题进行有效监管，为保证其施工质量、延长工程项目的使用年限，在桩基成孔施工过程中，对其施工工艺及技术进行严格监控至关重要[5]。而目前钻孔灌注桩在公路桥梁施工中仍存在以下几方面问题：

1）钻孔时极易发生卡钻、掉钻现象。在钻孔灌注桩的实际施工过程中，受地下成孔侧壁的桩孔断面及孤石影响，卡钻、掉钻现象极易发生。在邻近钻筒下端筒口处沿着钻筒的径向方向布置多个与钻筒半径长度吻合的弹性杆，构成栅栏状阻拦机构，并在钻筒的筒壁上设置连通孔可帮助取出孤石，对减少卡钻发生有积极作用。且桩基所处地势存在较多不稳定因素，其地形环境可发生较大变化，在钻具钻进时容易出现滑丝、钢丝绳拉扯、拉断情况，为有效避免卡钻、掉钻现象发生，进行桩基孔钻进前，应对钻具进行仔细检查，确保各类钻具无质量问题，而且还应在钻孔时对桩基侧壁周围的土质情况进行预勘察。

2）钻孔时易出现垂直度偏差。钻孔灌注桩的钻孔深度可达地下水位以下位置，受周围土层压力影响，静态下的地下水也存在较大的水压，尽管钻孔灌注桩的承载能力较强，但在此平面进行灌注桩施工，其桩基孔侧面也会承受较大压力，因此，角度偏差是其施工中较为常见的问题之一[6]。桩位偏差原因与钻孔灌注桩的施工环境及施工工艺特点相关。灌注桩下钻可达岩层深处，除地下岩层土质、地下水压力等因素外，在施工前未对场地进行平整，也处理也可导致后续施工中桩基底部出现偏移[7]。为避免上述现象发生，在钻孔灌注桩施工过程中，应先对施工场地做有效平整是避免桩基发生偏移的重要基础，钻进时加强对成孔垂直度的检测，在保证各项结构及设备足够垂直的情况下实施作业，也可有效避免桩基位置出现偏差。

3）护筒埋设后易发生脱落。护筒在灌注桩施工中为一项可影响桩基质量的关键因素，若在施工时护筒脱落，不仅会影响整个工程质量，还可能延缓施工进度[8]。施工队伍不可为了追赶进度而忽略护筒脱落问题，一旦发生脱落，需立即停止施工，在检查或重新妥善埋设护筒后再继续开展作业。为避免护筒频繁脱落，施工队伍在进行护筒埋设时，除了对护筒材质进行合理把控外，还需对其稳定性进行检查。

4）钻孔过程中孔壁存在坍塌风险。若在进行护筒埋设时，护筒置入深度不足或施工工艺欠佳，均可能导致灌注桩存在较大的坍塌风险。对桩基周围地质进行勘察、对静水压力进行综合评估、对施工工艺进行精准把控等均是避免桩孔坍塌的重要手段。为进一步提高钻孔灌注桩的施工质量及应用安全，应严格按照施工操作规范及要求实施作业，对可导致坍孔的危险因素进行有效控制十分必要[9]。

5 结语

公路桥梁是我国重要的工程项目，是实现道路、桥梁两侧居民交通运输、经济往来的重要枢纽，为进一步提升公路桥梁工程的施工质量，越来越多的施工队伍将操作简便、适应性强、安全性高的钻孔灌注桩用于其实际施工作业中。目前，钻孔灌注桩可用于公路桥梁施工的各个阶段，尽管该技术给公路桥梁项目带来了许多便利，但在其实际施工过程中，仍存在些许问题，主要以钻孔受阻、桩基位偏差、护筒滑脱、桩基孔坍塌等较为常见。本文详细分析了钻孔灌注桩在公路桥梁项目中的应用情况后，针对以上问题提出了一些应对措施，旨在提供一些参考，以此提升钻孔灌注桩施工技术水平，保证桥梁结构的持久性、安全性。