桥梁工程桩基础施工关键技术

李志国

（遵化市交通运输局，河北 唐山 064200）

1 工程概况

某桥梁工程为互通立交，匝道桥的长度为82.75m，上部结构为预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用的是柱式墩，桩基础，共有桩基35根，桩径有两种，分别为1 200mm和1 500mm。由匝道桥的地质勘察报告可知，桩基所在地的地层多种土体交错分布，包括粉土层、细砂层、砂砾石层等。因工期较紧张且桥址所在地的附近有住宅楼，为降低施工噪声，经过研究后，决定以旋挖的方式成孔。旋挖钻孔具有速度快、噪声低、振动小、无泥浆循环等特点，适用于多种土层，如黏土层、粉土层、砂土层、淤泥层等。本文重点对该桥梁工程旋挖钻孔灌注桩施工关键技术展开分析。

2 桥梁工程桩基础施工关键技术

2.1 施工准备

2.1.1 技术准备

（1）由专业的测量小组，根据设计图纸，在现场测量放样，准确测放出桩基的中心点。施测过程中采用全站仪，并用水准仪控制高程，确定出钻孔灌注桩的平面位置，为旋挖钻孔的顺利开展提供条件。

（2）对水泥做安定性试验，检测砂石骨料的含泥量，并检查钢筋的质量，看力学性能是否符合要求；导管做水密和抗拉试验，按试验顺序对导管编号；拌和站按照实验室给出的配合比对混凝土试拌，检验拌和站的生产能力，看是否满足桩基础施工需要。

（3）选用长度为9.0m、直径22mm的钢筋制作探孔器，并用钢尺对测量绳的长度加以复测，看是否与实际长度相符[1]。

2.1.2 施工机具

本工程中使用的主要机具设备包括：2台旋挖钻机、1台发电机组（功率为120kW）、1辆吊车（25t）、1辆挖掘机、1辆钢筋笼运输车、8辆混凝土运输车、2辆装载机、1套钢筋加工机械等[2]。所有机具设备使用前，要全面检查，确保性能完好，发现问题及时处理，不得带病作业，以免影响施工质量。

2.1.3 作业条件

（1）为便于桩基础施工为目标，对现场合理布置，将可能影响桩基础施工的障碍物全部清除干净，确保三通一平。

（2）在施工现场引测出桩控制线和水平高程控制点，采取相应的措施保护控制桩，避免受损。施工时，要经常复测，确保控制桩的位置准确。

2.2 施工技术要点

2.2.1 旋挖成孔

（1）旋挖钻孔正式开始前，要先在施工现场准确测放出桩位点，随后在桩位点的周围布设护桩，埋设护筒，为确保钻孔质量，可在护筒埋好后复测桩位，确保误差在5.0mm以内。若是超出，则应查明原因，采取相应的措施解决处理。报现场监理工程师验收，确认合格后，方可钻孔施工。

（2）旋挖钻机进场就位后，要牢靠稳固，钻进过程中不出现位移、倾斜等问题。将钻头对准孔位后，启动设备开始钻进。旋挖钻孔时，应遵循先慢后快的原则，避免忽快忽慢影响钻机的稳定性，以免受到重力影响，导致钻机下部移位，孔位要垂直，倾斜度不得超过规范标准的规定要求，即不大于1%[3]。为确保成孔质量，在钻孔中，应严格控制孔径和垂直度，发现偏差及时纠正。

（3）按照现场测放好的桩位点，埋设护筒，要求护筒的内径略大于桩基的直径。当护筒埋好之后，用黏土填入坑壁与护筒间，夯击密实，以达到固定护筒的目的。护筒的位置要埋设正确，中心与桩基中心的最大允许偏差为50mm。旋挖钻机就位后，使三点合一，随后将筒式钻头固定于钻杆顶部，通过吊车将护筒吊起就位，以钻杆将护筒压入土体中。埋设好护筒后，利用控制护桩将桩位中心引回，使护筒中心与桩位中心相重合。用红色的油漆在护筒上标识出护桩的方向线位置，以便钻孔过程中复核桩位。本工程中，护筒的埋设深度为2.0m，筒口比地面略高出30～50cm左右[4]。

（4）本次选用的旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，操作室内配有仪表显示电子读数，钻头与桩位中心的十字线对准后，相关数据会随之锁定，不需要人工调整。钻机的自动化程度较高，可以加快作业速度。当旋挖钻机就位后，要使钻头的中心与桩位的中心对准，误差不得超过现行规范标准的规定要求，即不大于10mm[5]。

（5）旋挖钻孔要连续施工，中途无特殊情况不得随意中断，按照土体的性质及钻进的部位，对进尺速度加以调整。在钻进护筒刃脚部位和砂砾石层时，应采用低挡位、慢速钻进，每次进尺2.0～3.0m左右，对孔径、垂直度检查一次，便能够对土质的变化情况密切注意，与设计资料存在差异时，要将钻渣装入干净的玻璃瓶内，贴好编号，记录下具体情况。为确保桩位的准确性，钻进时，应经常对钻架的中心位置加以检查，并检查钻杆，使钻杆保持垂直状态，钻头平稳回转，这样能够降低扩孔、斜孔的发生概率。

（6）钻孔施工中，要做好详细记录，分班连续作业时，安排专人负责填写钻孔记录，在交接班时，交代清楚当前的钻进情况，及后续钻进的注意事项。钻孔记录由专人保管，作为原始资料整理后及时归档。终孔时，使用测绳，对孔深加以测量，利用探孔器检验孔径、倾斜率等重要指标，通过引桩，复测桩位，看实际值与设计值的偏差是否超限。

2.2.2 钢筋笼制安

本工程中，桩基础钢筋笼比较长，为便于运输，将钢筋笼分为两个制作加工，以搭接焊的方法连接主筋，按现行规范标准的规定要求，将接头错开布设。加工主筋的过程中，要保证焊接处于同一条轴线上，以此来确保钢筋笼的质量，具体的施工技术要点如下：

（1）加工钢筋前，先对作业场地平整和硬化，并搭设加工棚，按规格将钢筋堆放在高于地面的混凝土墩台上，设置标志牌，注明型号、规格、产地等信息，采取遮盖措施，防止钢筋受潮生锈。制作钢筋加工平台，加快钢筋制作速度。

（2）钢筋加工前，要检查表面，看是否清洁，有无油污、锈迹，正式焊接时，要先试焊，确认合格后，方可开始焊接作业。钢筋焊接人员要持证上岗，无证者不得从事此项工作。严格按图纸要求计算钢筋下料长度，确保原材料能够得到充分利用，减少浪费。钢筋骨架加强筋在现场放出大样，并在钢板上加工成定型钢圈。

（3）使用冷拉机对钢筋冷拉，确保冷拉率在1%以内，主筋以搭接双面焊的方式连接，加强筋的间距为2.0m，在桩基顶部以下1.2m处的首圈加强筋向桩底布设，检测管范围内每间隔1.0m左右布设一根，通过双面焊搭接。当桩基底部不足2.0m时，也要设置加强筋，因主筋数量较多，为确保箍筋的刚度达到规定要求，设十字形内支撑[6]。

（4）利用定位筋，控制钢筋保护层的厚度。将定位钢筋牢固焊接在钢筋骨架上，上下层错开布设，确保双面焊缝和单面焊缝的有效长度符合规范标准的规定要求，钢筋焊接完毕后，要检查焊缝，看宽度是否达标，即不小于0.8d（d为钢筋直径），有无夹渣等质量缺陷，并将焊渣清理干净，接头要错开，避免形成薄弱的受力环节，导致钢筋笼的整体强度降低。

（5）在搬运的过程中，为避免出现变形的情况，按图纸给出的间距，在钢筋骨架内部设置加强筋，以电焊的方式焊接到加劲圈内径，这样能够防止钢筋骨架吊装时因受力不均匀而变形。需要注意的是，向桩孔内下放钢筋孔时，应将该筋去掉，以免下入导管时，与钢筋笼发生碰撞。在骨架外侧焊接定位筋，使各个截面的保护层厚度达标。

（6）钢筋笼通过运输车运至桥梁桩基施工现场，用吊车装车，以装载机转运至孔口附近。将钢筋笼吊离地面，下端与孔口对准，缓慢下放，操作时，要确保钢筋笼始终处于垂直状态，不得出现摆动的情况，以免碰触孔壁。多节钢筋骨架入孔时，可下降首节骨架下落至最后一道加强箍筋处，并在孔口位置处布设临时支撑，随后按上述方法，将钢筋骨架的第二节吊起，使其与第一节处于同一条直线上，牢固焊接到一起。焊接完毕后，检查焊接质量，看有无明显的缺陷，确认质量合格后，报现场监理工程师验收，经监理确认无任何问题，可解除支撑，继续吊放剩余的节段，操作方法同上。

2.2.3 导管下放

（1）下放管道前，要先准确计算出导管下放入桩孔的长度，即护筒的顶面标高减去设计孔底标高，去掉悬空高度，即导管下放的实际长度。为避免导管下放过程中碰触钢筋笼，应使导管居中，若是无法顺利下放，则要查明原因，采取有效的措施处理后，继续下放。

（2）选用的导管要有足够的刚度和强度，内径以30cm为宜，确保内部光滑，为混凝土灌注提供有利条件。各个管段的接头部位要做好密封，首节导管的长度应达到4.0m以上。

（3）为避免混凝土灌注时浆液渗漏，要在导管正式下放前，做水密承压、接头抗拉施压，若是导管漏水，则应及时更换。试验完毕后，按顺序对导管编号，下放时，依据编号拼接。

2.2.4 混凝土灌注

（1）桩身混凝土灌注前，要检验混凝土的强度等级，按是否与设计要求相符，和易性是否良好，坍落度符合现行规范标准的规定要求，以180～220mm为宜。当桩径超过150mm时，要降低坍落度，以160～200mm为宜[7]。混凝土的坍落度会受到气温、运输距离以及施工时间等多方面因素的影响，因此应保证坍落度适宜，以免导致混凝土的工作性能下降。为延长混凝土的初凝时间，可在拌制过程中，加入适量的缓凝剂。灌注时，应确保首批混凝土的用量能够使导管埋入混凝土面以下，导管底部与孔底之间的距离控制在30～50cm左右。

（2）灌注混凝时，要保持连续，不可中断，为避免钢筋笼出现上浮的现象，可在混凝土上升至钢筋笼底口4.0m以上时，采取缓慢灌注和提升导管的方法，将灌注速度降低到正常速度的50%，当导管的底口高于钢筋笼底部2.0m后，恢复正常灌注[8]。

（3）桩身混凝土施工过程中，要做好灌注记录，并对基准面到混凝土顶面高程准确测量，据此计算出导管在桩孔内的埋深，若是过深，则会影响混凝土上返，过浅导管可能会出现拔出的现象，导致桩基础的质量下降。

（4）灌注的桩基顶部标高要略高于设计标高，这样能够使混凝土的强度得到保障，多余的部分可在接桩前凿除。

2.3 异常状况处理

桥梁桩基础施工中，常常会出现各种异常情况，如坍孔、偏孔、卡钻等，由此会影响成桩质量，发现异常要及时采取有效的方法和措施加以处理。

2.3.1 坍孔的处理措施

桩基钻孔时若是出现坍孔的现象，应及时查明原因，采取深埋护筒等措施继续钻进。结合现场实际情况，可以放缓钻进速度，提升钻头时，不宜过快。当坍孔较为严重时，可将其回填后重新钻孔。

2.3.2 偏孔的处理措施

桩孔钻进的过程中，若出现偏孔的现象，可提升钻头至偏孔处反复扫孔，待孔位达到正直后即可停止。当缩孔比较严重时，可以用片石或是卵石与黏土相混合，回填至偏孔部位，并在填料完全沉实后继续钻进纠偏。

2.3.3 卡钻的处理措施

当钻进时发生卡钻现象，钻头周围会有大量的泥浆，可先清除泥浆，稳定孔壁，防止坍塌，查明卡钻原因后，采取相应的措施处理即可。

3 结语

桩基础作为桥梁的下部结构，其质量优劣直接关系到桥梁的稳定性、安全性和耐久性。为此，在桥梁桩基础施工中，应掌握关键技术，采取有效的措施，控制施工过程，避免质量问题发生，使桩基础能够保质、保量、按时完成。