桥梁桩基础施工关键技术研究

罗明帅

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

在桥梁深水基础工程中，受水底地质情况的影响导致桩基础施工难度较大，需要采用成熟的桩基础施工技术才能保证深水基础的稳定性和可靠度。钻孔灌注桩是桥梁工程中广泛采用的深水桩基础结构，能够保证桩基础的强度和耐久性。在钻孔灌注桩施工中，要加强成桩质量控制，减少斜孔、塌孔、漏浆、断桩等问题发生。

1 工程概况

某大型桥梁工程全长2 826m，跨越深水河，最大水深为22m，主桥为连续刚构桥，共有77个承台位于河内，承台尺寸为9.5m×9.5m×4m。桥梁桩基础为钻孔灌注桩，每个柱墩设计4 根桩基础，直径2.5m。本工程采用的钻孔灌注桩为钻孔平台施工，包括搭设钻孔平台、钻孔桩施工、安装钢筋笼、浇筑混凝土、桩底注浆等施工工序，因深水桩基础修建难度较大，必须加强施工关键技术把控。

2 桥梁桩基础施工关键技术

2.1 钻孔施工

2.1.1 钻孔泥浆

（1）泥浆选用高塑性黏土泥浆，用射流泵循环制浆，泥浆制备后检测泥浆技术指标，要求泥浆指标满足以下条件：黏度为20～24Pa.S，含砂率不得高于4%，静切力为1.0～2.5Ps，失水率不得超过20mL/30min，胶体率不得小于95%[1]。

（2）在施工区域确定泥浆池、沉渣池位置，便于循环制浆，满足钻孔泥浆所需。

2.1.2 钻进成孔

（1）就位钻机，牢固钻机底座，避免钻机在钻进过程中出现水平位移或沉降影响成孔质量；检查钻机及其他机具是否处于正常作业状态，施工现场配备备用发电机，以保证供电连续性。

（2）本工程选用冲击钻，在钻进大卵石、岩层时使用实心锥；在钻进松散卵石、普通土时采用空心锥[2]；钻进时保证钻头与桩位中心对准。

（3）钻进过程中根据土层变化调整冲程：高冲程适用于大土层钻进；中冲程适用于松散砂砾石、砂卵石、黏土土层钻进；小冲程适用于易坍塌土层钻进。

（4）在钻进岩石、漂石层时，土层表面不平整，可在孔内投入黏土用于垫平表面，再用钻锥冲击钻进，保证成孔质量，防范塌孔事故发生。

（5）钻孔垂直度偏差不得超过5%，如果超出允许偏差值，则必须及时处理孔斜问题。当发生塌孔问题时要停止钻进，采用增加泥浆黏度的方式稳定孔壁，之后再恢复钻进。如果塌孔范围较大，则要回填黏性土，停止施工，待土层结构稳定后再恢复钻进[3]。

2.1.3 淘渣

（1）在钻孔冲击后，提出冲击锥，置换为淘渣筒，将淘渣筒下放到孔内掏出钻渣，统一处理钻渣。

（2）为保证开孔过程中的钻渣挤入孔壁，可在钻进4～5m 后用管锥直接淘渣；淘渣后，将泥浆或清水输入到钻孔内。

2.1.4 清孔

（1）用测绳测量钻孔深度，要求达到设计标高；钻孔后检测孔径，孔径不得小于设计值；检测孔倾斜度，最大偏差不得超过1%。

（2）在各项检测合格后进入清孔作业，清孔时使用泥浆泵将清水泵入孔内，使钻渣漂浮上来，去除钻渣。

2.2 钢筋笼制作

2.2.1 钢筋接头焊接

（1）钢筋运至施工现场后分类存放，用彩条布覆盖钢筋顶层，避免钢筋受雨水影响发生锈蚀；钢筋接头焊接采用闪光对焊工艺，切割平整钢筋的焊接端头，焊接截面与轴线垂直，及时去除焊接过程中产生的多余熔渣。

（2）钢筋接头采用电弧焊时根据技术规范要求控制焊缝长度、宽度和厚度，焊接点与钢筋弯曲处之间的距离不得小于10倍的钢筋直径；接头搭接焊时采用双面焊缝，如果受条件限制无法采用双面焊缝，则要将情况上报监理工程师，采用单面焊缝处理工艺。

2.2.2 钢筋骨架制作

（1）在主筋内侧设置加劲筋，工作台上平放主筋，确定主筋上加劲筋的焊接位置，做好标记；在焊接过程中要求加劲筋对准主筋上的标记进行焊接，边焊接边扶正加劲筋，要求加劲筋垂直于主筋，逐一焊好加劲筋。

（2）吊起焊好加劲筋的钢筋笼骨架，将骨架套入盘筋，在主筋周围绑扎螺旋筋，要求绑扎密实，焊接牢固。

（3）钢筋骨架制作后，放在干燥场地平整保存，在每个钢筋骨架上对应标注节号、桩号、墩号，便于按照顺序运输和安装钢筋骨架。

2.2.3 运输

在人工抬运钢筋骨架时，将抬棍穿入钢筋骨架中，使加劲筋尽量靠近抬棍，保证钢筋骨架受力均匀。

2.2.4 吊装

（1）在钢筋笼主筋搭接焊上圆形砂浆轮，每间隔2m 焊接一层，在钢筋笼截面周围搭接焊四排，提高混凝土灌注时对孔壁的保护力；在井架位置设置方木垫层，尺寸为25cm×25cm，用木垫层支撑钢筋笼的重量，不允许在钢护筒上直接放置钢筋笼[4]。

（2）采用吊车的钢扁担勾挂起钢筋笼，对准孔口下方，入孔时间控制在2h以内；为防止钢筋笼落笼时出现笼体损害孔壁的问题，用导向钢管顺直到孔中心线处，用于引导钢筋笼准确落位；吊装完毕钢筋笼后，钢筋笼露出底面的高程不得超过±5cm。

2.3 导管拼装

本工程选用旋转式嵌口导管，检测导管的接头抗拉性和水密承压能力，要求检测指标符合技术规范要求；牢固拼接导管，不允许出现导管漏水问题，并且导管要与钢筋笼保持一定距离；在导管组合时拧紧对接导管，标注导管长度，用钢板焊封导管两端[5]；将导管一端焊上Φ10mm钢管，共焊2根，钢管分别连接空压机和气压表，用于检测导管的密封度；在下放导管时，导管要与孔底保持25～40cm 的距离，保证混凝土顺利灌入[6]。

2.4 混凝土灌注

2.4.1 混凝土制备

加强混凝土拌和质量控制，在拌和中掺入适量的缓凝型减水剂，适当延缓混凝土初凝时间；混凝土拌和后检测塌落度、均匀性指标，每个桩制备4组试件，检测试件性能指标。

2.4.2 混凝土水下灌注

（1）灌注前检测孔底泥浆厚度，在厚度达到设计要求后下放钢导管，钢导管内径为25cm。

（2）灌注过程中控制混凝土灌入速度，保持连续灌注；钢导管埋深控制在混凝土面层下2～6m，钢导管要根据混凝土面层位置的升高缓慢提升，并在混凝土初凝时间内拔出导管[7]。

（3）当混凝土顶面距离钢筋骨架底部1m 时，要降低灌注速度，避免出现钢筋骨架上浮问题；在混凝土顶面距离钢筋骨架底部超过4m 时，缓慢提升导管，使导管底口高出骨架底部至少2m，再恢复原本的混凝土灌注速度。

（4）混凝土灌注过程中，将从孔内流出的泥浆引入到沉渣池内，不能随意排放到河流，以免造成水体环境污染；水下混凝土灌注要一次性完工，不允许中断施工。混凝土灌注完毕，检测桩的实际高度，要求实际高度高出设计值50～100cm。接桩前凿除多余的混凝土，保证桩头混凝土不存在松散层[8]。

2.5 桩基础质量检测

在钻孔灌注桩施工后，采用超声波无损检测技术检测桩基础各项技术指标，检测结果如下：全部钻孔灌注桩的倾斜度控制在1/200 范围内，符合技术规范要求；全部钻孔灌注桩的轴线偏位控制在50mm 范围内，符合技术规范不超过100mm的要求；全部钻孔灌注桩的桩底沉淀厚度不超过5cm，符合技术规范不超过200mm的要求；全部钻孔灌注桩的强度检测合格。

3 结语

桥梁桩基础施工中，要规范实施钻孔灌注桩施工关键技术措施，加强钻孔、钢筋笼制作、钢导管拼装和混凝土灌注施工工序的质量控制，避免出现塌孔、斜孔、断桩等质量问题。在桩基础施工后，应对全部钻孔灌注桩开展质量检验，保证全部桩基础的各项技术指标达到规范要求，以提高桥梁桩基础施工技术水平。