桥梁大直径钻孔桩施工技术研究

赵瑾

（抚州市公路事业发展中心南城分中心，江西 南城 344700）

0 引言

目前我国经济与社会发展加速，对于公路桥梁项目建设更加重视，施工质量和专业水平提升比较明显。公路桥梁项目建设过程中，大直径钻孔桩施工技术应用非常普遍，可以有效提升公路桥梁运行的安全性和稳定性，还能提升施工速度和经济效益，实现综合价值的提升，延长公路桥梁使用寿命。

1 桩基钻孔前的准备工作

1.1 钻机选择

在桥梁大直径钻孔桩施工中，不同地层条件、桩径要求以及施工场地的限制等因素都会影响钻机的选择。因此，在钻机选择时需要考虑以下内容：

一是需要考虑大直径钻孔桩的桩径和钻孔深度。根据设计要求和工程需要，选择能够满足桩径和钻孔深度要求的钻机。二是了解施工地的地质情况和地层条件是选择钻机的重要依据，不同的地层条件可能需要不同类型的钻机，例如对于坚硬的地层，需要选择具有较大钻进力和扭矩的钻机；而对于软弱地层，需要选择具有较好稳定性和控制性能的钻机。三是考虑施工场地的限制因素，如空间限制、地形地貌、交通条件等。根据施工场地的具体情况，选择适合的钻机型号和尺寸，确保施工的顺利进行。四是选择钻机时，要综合考虑施工效率和经济性。一方面，钻机的性能要足够高，以提高施工效率；另一方面，要合理选择钻机的规格和型号，避免过度投资，保证施工的经济性[1]。

1.2 钻孔平台设计

对桥梁所处环境进行全面勘查，分析影响现场施工质量和安全的因素。按照钻进施工的要求进行钻孔平台的设计和施工，钻孔平台主要包括钻孔平台和辅助平台两个部分。平台面高度在5m 左右，整个平台使用10 根钢管作为支撑结构，钢管桩之间通过焊接的方式连接。平台一次分布梁使用的是单根或者双拼钢，各个梁体结构之间距离为3m。结合现场实际情况，加强对各个结构部分的计算分析，保证结构强度合格，使平台具备较高的稳定性和强度。对现场施工的材料、设备、人员进行检查，确保平台能够承受各方重量，满足现场施工安全性的标准。

1.3 钢护筒打设

在打设钢护筒环节，应确保结构的稳定性，避免漏浆，具备较高的强度和刚度。在现场施工中，主墩桩基的钢护筒直径为300cm，钢板厚度为10cm，为避免给原桥梁基础造成负面影响，经计算得出主墩桩基钢护筒长度为40m，进入黏土层深度为20m，使各个桩基结构强度合格，满足现场施工的标准。为确保桩位的精度，需加强护筒埋设环节垂直度的控制，但存在水流、波浪等方面的影响，护筒埋设施工难度较高，可以使用导向架辅助护筒的安装施工，增强护筒安装时的控制，使其与河床间垂直度满足施工标准。按照目前的技术标准，护筒平面偏移在3cm 以内，最大倾斜度不超过5cm 即为合格。导向架的使用可以有效避免钢护筒发生倾斜，保证钢护筒安装质量合格，桩位精度符合标准[2]。

2 桥梁大直径桩基施工方法

2.1 前钻勘查

在施工之前，对现场进行全面地质勘查，选择合适的钻探点，根据实际情况确定钻探点的密度，通常间隔20～40m 设置一个钻孔，使勘查作业顺利进行。获取当前的地质条件，为后续的现场施工作业提供基础。使用单个钻孔无法掌握大直径桩位施工地质条件，造成现场施工误差变大，影响工程的质量和安全性。对于大直径旋挖钻孔，在截面范围内，以三角形或正方形的方式设置3～4 个超前钻探点位，掌握桩位的地质信息，满足现场施工标准要求[3]。

2.2 桩体定位

现场进行数据测量的过程中，工作人员提前进行平面点位的测量，确保水准点的精度合格。确定平面点位时，要考虑方位角及距离等因素，保证现场桥梁施工得到有效控制，避免产生质量问题。除此之外，在水准点布置的过程中，施工单位应该考虑水准点的设计要求，达到通视的效果，确保桩位的精确性合格，避免水准点出现误差而影响施工质量。

2.3 护筒埋设

在施工开始前，工作人员提前掌握相关的技术资料，选择合适的钢护筒设计和施工方案，并且将钢护筒埋设到规定位置上。在埋设钢护筒环节，根据平面垂直倾角及分层刻度盘的顺序进行作业。保证钢护筒中心的垂直度合格，防止在后续施工中钢护筒发生倾斜而影响施工质量。

2.4 拌制护壁泥浆

普通直径旋挖桩使用的泥浆量相对较少，施工时只需要在桩位旁边设置一个容积为十几立方米小型泥浆坑，而且普通直径旋挖桩的造浆比较方便，成本相对较低，还可以充分回收利用，通常不需要设置泥浆循环净化系统。大直径旋挖桩的泥浆使用量比较大，如直径2600mm 的旋挖桩，使用的泥浆量是直径1200mm 旋挖桩的5 倍左右。大直径旋挖桩现场施工环节，泥浆需求量较大，造价成本较高，需要在施工之前建设规模较大的泥浆池，或者准备多个成品泥浆罐；还需配置泥浆循环处理系统，采取三级沉淀的处理方式，实现泥浆循环利用的效果。

2.5 钻孔施工

通常情况下，滚刀钻头在泥质砂岩施工中的应用非常普遍，使用效果也非常好，各种地质条件下都能满足施工要求。桥梁大直径桩基长度较大，钻孔施工过程中一般需要使用泥浆进行护壁，选择合适的泥浆材料进行优化配比，满足现场施工标准要求。大直径桩机钻孔过程中，泥浆含砂率在4%以上，胶体率保持95%以上，这种质量的泥浆可以保证孔壁满足稳定性的标准，避免在钻孔环节发生塌孔。

2.6 清孔作业

大直径桩基现场清孔分两个步骤进行。第一次清孔，工作人员使用内置换的方式，将孔内残留泥浆全部抽出，第一次清孔结束1 小时后，工作人员需进行泥浆护壁质量检查，确保护壁质量符合工程建设标准要求。现场检测过程中，利用专业设备进行深度、倾斜度方面的检查，防止出现施工偏差。第二次清孔，使用器具反循环的方式进行，加强管风压的控制，将孔底残渣清理干净，保证施工作业顺利完成[4]。

2.7 钢筋笼制作和安装与混凝土灌注施工

2.7.1 大直径桩基一般使用钢筋骨料的方式进行材料浇筑施工，钢筋笼的应用可以提高桩基结构的稳定性。钢筋笼生产制造阶段，选择整根钢筋作为主筋，并且利用焊接的方式进行连接，达到稳定性标准。单一截面上的焊接接头数量不超过总数的一半，相邻接头的间隔距离在1m 以上。

钢筋笼安装开始之前，对钻孔内部进行全面检查，确保没有残留物。吊装钢筋笼时注意轻拿轻放，在安装过程中及时进行校正，防止出现严重偏差而影响桩基础结构的性能。施工人员需检查钢筋笼的规格和质量，确保桥梁工程的施工效果达到要求。对钢筋笼采取调直、除锈等处理措施，严格执行技术标准和规范，防止出现质量问题。

2.7.2 在混凝土灌注施工环节，通常使用混凝土运输车和混凝土泵车完成灌注作业。

第一，施工开始前进行水密性、抗拉性的试验检测，达到要求后开始施工作业；在混凝土运输环节，输送导管保证连接紧密。

第二，混凝土运到施工现场后，检测均匀性、坍落度等；混凝土浇筑施工保持连续，避免因浇筑停滞而影响桩体结构质量；在施工环节，加强施工各项参数的控制，满足设计标高要求，顶面应超出规定标高一部分距离，确保结构整体质量合格；及时将多余的部分清理干净，桩头残余的分散层必须全面清除掉。

第三，混凝土灌注施工中，将孔内溢出的水和泥浆清理干净，引流到其他位置上，避免出现污染问题；在浇筑工作结束后，及时拔出导管，保持均匀性操作，防止出现断桩问题。

3 桥梁大直径桩施工注意事项

3.1 材料质量控制

在桥梁大直径桩施工中，保证材料质量是确保施工质量基础。钢筋是桩基的主要承载结构，混凝土是填充桩孔的重要材料，注浆材料用于加固桩基。因此，对这些材料的质量进行严格控制是至关重要的。

第一，钢筋的质量要符合设计要求和规范标准。在采购钢筋时，施工单位必须选择正规的供应商，确保钢筋的材质符合要求，强度达标。对于钢筋的直径、长度和弯曲程度等指标，要进行全面检查，确保钢筋的尺寸和形状符合设计要求。此外，还需要对钢筋的外观进行检查，防止钢筋表面出现锈蚀和损伤。

第二，混凝土作为填充桩孔的主要材料，其质量直接影响桩基的稳定性和承载能力。在选择混凝土供应商时，施工单位应选取有资质和信誉的供应商，保证混凝土的配合比和成分符合设计要求。对于混凝土的强度、坍落度、抗渗性等指标，要进行严格检查和测试，以确保混凝土的质量达到标准要求。

第三，在选择注浆材料时，施工单位必须选择质量可靠的供应商，保证注浆材料的配比和性能符合设计要求。对于注浆材料的流动性、黏度、抗压强度等指标，要进行严格检验，确保注浆效果和加固效果达到要求。

3.2 施工工艺控制

3.2.1 在进行钻孔作业前，施工单位必须仔细规划钻孔位置和深度，确保桩基的布置满足设计要求。在钻孔过程中，要严格控制钻孔的直径和垂直度，避免钻孔偏离设计位置或出现倾斜，以确保钻孔质量的准确性和规范性。

3.2.2 在进行灌注混凝土或注浆前，施工单位必须按照设计要求和施工方案，准备好混凝土或注浆材料，并确保施工设备的运行正常。在灌注混凝土或注浆的过程中，要严格控制浇筑速度和浇筑压力，避免产生空隙和夹杂物。同时，要确保混凝土或注浆在桩孔中的均匀性和致密性，以提高桩基的承载能力和稳定性。

3.2.3 钢筋笼作为桥梁大直径桩的主要承载结构，其安装质量直接影响桩基的稳定性和承载能力。在钢筋笼的安装过程中，施工单位必须按照设计要求和施工方案进行操作，严格控制钢筋的数量、直径和布置。同时，要确保钢筋的连接牢固，防止出现钢筋错位或脱落等问题，以保证钢筋笼的质量和可靠性。

3.3 施工现场管理

在桥梁大直径桩施工中，严格管理施工现场是确保施工安全和顺利进行的重要措施。施工单位必须严格遵守施工现场管理规定，确保施工过程中的安全性。

第一，要设立专门的施工管理团队，负责现场施工的组织和协调。施工现场要划定安全区域和危险区域，确保施工人员在安全区域内工作，严禁闲杂人员进入施工现场。

第二，要保持施工现场的整洁和有序。及时清理施工现场的杂物和垃圾，保持道路畅通，为施工设备和车辆的通行提供便利。同时，要合理布置施工设备和材料，确保施工现场的秩序和安全。对于施工设备和机械，要定期检查和维护，确保其正常运行和安全使用。

第三，施工单位还要做好施工记录，记录施工过程中的关键数据和事件。对于施工中出现的问题和难点，要及时记录并采取措施解决。通过施工记录，可以及时发现和纠正施工中的问题，确保施工的连续性和顺利进行。

4 结论

此次研究探讨了桥梁大直径钻孔桩的施工方法和技术要点，得出一些重要结论。

首先，桥梁大直径钻孔桩具有较大的承载能力和稳定性，能够满足大跨度桥梁的设计要求。在施工过程中，合理选择钻孔机械和工艺，确定适当的桩径和桩长，对保证施工质量和工期具有关键作用。

其次，桥梁大直径钻孔桩施工技术的应用可以提高桥梁的安全性和可靠性，为桥梁的长期使用提供稳固基础。通过采用合理的施工方法和严格的质量控制措施，可以确保钻孔桩精确定位、垂直度和承载力的要求。

最后，桥梁大直径钻孔桩施工技术需要重视环境保护和安全管理。在施工过程中，严格遵守环境保护法规，采取有效的防护措施，减少对周围环境的影响。同时，加强施工现场的安全管理，确保施工人员的安全和施工过程的顺利进行。

综上所述，桥梁大直径钻孔桩施工技术在桥梁基础工程中具有重要的应用价值。通过不断的研究和实践，不断改进这一技术，为桥梁工程的建设和发展提供有力支持。