公路桥梁工程基础钻孔灌注桩技术

刘发

安徽省交通建设股份有限公司 安徽 合肥 230000

引言

公路桥梁工程是现代交通建设中不可或缺的重要组成部分，而基础钻孔灌注桩技术作为一种关键的基础施工技术，在公路桥梁的设计和建设中扮演着重要的角色。该技术通过在地基中钻孔并注入灌浆材料，形成坚固的桩基，以增加桥梁的承载能力和稳定性。在公路桥梁工程中，钻孔灌注桩技术具有广泛的应用和显著的效果。

根据插值结果，利用ArcGIS的区域统计功能将矿区1985年和2015年的最小值、最大值、均值、Ca/Cb和Cm/Cb及1985—2015年的增量进行统计，结果见表1。各指标数值都有较大幅度的增加。

1 钻孔灌注桩技术特点

公路桥梁钻孔灌注桩技术是一种常用的桥梁基础施工技术，通过在地面或水下进行钻孔，并注入混凝土形成桩体，以增加桥梁的承载能力和稳定性。该技术在公路桥梁工程中广泛应用，具有许多优点和适用性。第一，公路桥梁钻孔灌注桩技术具有较高的承载能力。第二，该技术施工速度较快。钻孔灌注桩施工过程相对简单，可以实现机械化操作和连续施工，提高了施工效率。特别是针对较大直径的桩体，钻孔灌注桩技术更具优势，可以快速完成施工任务。第三，公路桥梁钻孔灌注桩技术具有较好的适应性。第四，该技术还能够减少地基沉降，提高桥梁的稳定性。通过钻孔灌注桩的施工方式，可以充分加固和加强地基土体，减少地基沉降和桥梁变形的风险，提高桥梁的使用寿命[1]。

2 公路桥梁钻孔灌注桩技术

2.1 工程概况

明光至巢湖高速公路滁州段工程MC-LJ02标段位于安徽省凤阳县，该项目主要为路基桥梁工程，桥梁16座，基础结构为钻孔灌注桩，项目有桩基291根，总长5011m。其中桩径Φ1.2m共120根，计1884m；Φ1.3m共48根，计696m；Φ1.5m共119根，计2313m；Φ1.8m共4根，计118m。经过现场全面地质勘察发现，施工现场为湿陷性软土，结构承载力性能比较差，沉降问题比较严重。为了提高主体结构的稳定性，设计决定应用钻孔灌注桩基础结构形式。

2.2 施工前准备

2.2.1 公路桥梁项目开始施工作业之前，对现场进行全面地质勘察，分析现场的地质条件、气候环境、交通状况等各方面因素，明确施工工艺、技术标准，每个环节都处于监督管控范围之内。同时对于现场施工可能存在的突发性情况进行合理的预测，制定切实可行的应急预案，确保应急预案具备较高的可行性，降低安全事故发生概率，满足当前工程项目建设施工的需要。

2.2.2 为了能够确保公路桥梁项目具备更高的质量和安全性，加强施工材料的选择和控制尤为重要，在项目开始之前，现场人员根据工程的实际需要选择合适的施工原材料。材料采购结束之后，对各种材料的性能、质量进行全面的检查，做好现场施工材料检测记录工作，禁止不合格的材料进入到施工现场。

2.2.3 公路桥梁项目建设施工工程量比较大，对水资源需求量较大，保证水源的质量合格，符合工程建设施工需要。对于泥浆池、沉淀池等硬件设施进行合理的设置，保证现场施工顺利的完成，满足当前公路桥梁建设施工要求。

2.3 埋设护筒

护筒的作用为固定桩位，引导钻锥方向，隔离地面水以免流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水位或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁不致坍塌。护筒底部及四周用黏土填筑，并分层夯实处理，护筒顶端高度，应高出施工时原地面0.3m。

护筒埋设要求准确、稳定、不变形、底部不漏水，能保持孔内水头稳定，形成静水压力，保护孔壁不坍塌。在护筒中心与桩位中心对正，偏差严重应及时纠正处理，避免产生的质量问题。护筒埋设工作结束后，检测孔深参数，各方面工作顺利的实施，提高工程水平[2]。

2.4 钻孔安装

钻孔在终孔和清孔后，须进行检查，清孔后泥浆指标如下：相对密度：1.03～1.10；黏度：17～20Pa.s；含砂率：＜2%；胶体率：＞98%。并将检测结果报请监理工程师审查合格后再能进行下道工序。

表1 参数控制要求

2.5 泥浆制备

在钻孔工作开展之前，将钻机安装到位，钻头和地面达到垂直的状况，并进行现场清理工作。钻孔环节，应做好如下几个方面的管理：第一，加强钻进速度控制，保持均匀钻进作业施工，和泥浆投入的速度达到协调性要求，避免影响施工效果。第二，垂直度监控。现场钻进作业中，桩架和护筒达到垂直的状态，如果出现倾斜度超出标准的要求，误差过大，应及时停止现场施工作业，调整合格后才能继续施工。第三，钻进方式选择。如果钻进施工遇到较大的阻力，钻进难度升高，调整钻进方式，提高钻进效果和质量。第四，质量控制。钻孔工作全部结束后，对于钻进的深度、位置、直径等进行检查确认，达到要求才能继续开展现场钻进施工。钻孔作业全部结束后，及时进行现场清孔处理，保证清孔效果达到要求，比如循环清孔等方式[3]。

近期（10月 29日-11月 2日），中国化肥批发价格综合指数持稳运行。11月5日中国化肥批发价格综合指数（CFCI）为2319.29点，环比下跌5.52点，跌幅为0.24%；同比上涨317.21点，涨幅为15.84%；比基期下跌59.58点，跌幅为2.50%。

所谓的锂电池组均衡控制策略主要是对电池组进行充电、放电和待机三种方式进行平衡[13]，均衡控制的工作流程一般是：首先对电池组的工作状态进行识别，也就是对电池组是处于充电、放电、搁置三种状态的判断；通过电池组的SOC算法计算单个电池的剩余能量，从而判断整体电池组的能量差是否处于均衡状态，未达到均衡指标则无需进行均衡控制，达到均衡指标则按照控制策略进行均衡控制，控制过程中要对电池状态进行实时监控，一旦均衡指标降低到控制范围外即停止均衡控制，相对应的均衡控制策略如图1和2所示。

泥浆槽的尺寸为5×6×2m，底坡不宜大于1%。制备泥浆应选择水化快，造浆能力强、黏度大、含砂率低的黏土或膨润土，但应尽量就地取材。

沉淀池容积应根据泥浆流量、泥浆净化方法而定。两个沉淀池轮换使用，一个池进浆沉淀，另一个关闸清渣。

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2.6 钻孔清孔

泥浆在钻孔中起着极其重要的作用，由于泥浆比重大于水的比重，故护筒内同样高的水头，泥浆的静水压力比水大，在静水压力作用下，泥浆在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔外渗流，保护孔壁免于坍塌，此外，泥浆还起着悬浮钻渣的作用。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：软地层变为硬地层时，要减速慢进；对于强风化泥质岩层，每次钻进30～40cm，平均每小时4～6m；对于中风化泥质岩层，每次钻进25～35cm，平均每小时2～4m。

当钻孔达到设计标高后，请监理工程师对成孔质量进行检测并经监理工程师同意后，应立即进行清孔，以免间隔时间过长，沉渣沉淀，造成清孔困难。清孔采用换浆法施工，即钻孔完成后，提起钻锥至底约20cm，然后以相对密度较低的泥浆压入，逐步把钻孔内悬浮的钻渣和密度相对较大的泥浆换出。清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位1.5m以上，以防塌孔。应将附着于护筒壁的泥浆清洁干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。钢筋笼下好并在浇注砼前需再次检查沉淀层厚度，若超过20cm，必须进行二次清孔，二次清孔合格后立即灌注砼。

2.7 钢筋笼安装

首先，学院应建立院系两级校企合作理事会，将学院和相关企业人员纳入理事会成员。其次，整合校内职能，成立科研与校企合作部，并安排专职人员，设立固定场所。校企合作理事会主要负责为院系的重大发展问题提供咨询、建议和指导，加强院系与行业、企业的联系，促进产、学、研紧密合作，实质性推进合作办学、合作育人、合作就业、合作发展，增强办学活力，加强理事会成员单位之间的交流与合作等。科研与校企合作部主要负责研究学院校企合作方面的重大问题，推动校企合作体系建设、起草校企合作计划、制定校企合作制度，并组织和推动实施等。

2.8 清孔与检查

主要使用了MagiCAD进行综合管线的布局，利用软件分析绘图，借助明确的技术表示和文字标识进行科学的布线，最后结合可视化的3D全景技术进行管线交叉的设计和功能性检测。同时，该技术能够分析通暖管道、排水管道、机电电气的处理管道和空调的管道的兼容性，运用不同的图层分析其各管道的功能，最后结合不同颜色的基本表示确认管线的系统设计和系统操作。

现场准备工作结束后，按照工艺方案的要求进行钻机机械设备的安装，确保设备处于稳定运行的状态，明确施工作业工艺方案和流程，对移位、沉降等问题采取有效的应对措施。如果在施工中发现存在问题，采取合理应对措施，解决存在的安装问题，通过动力钻杆处理，满足工程施工的效果。在钻头固定中，检查垂直度参数，偏差加强控制，具体按照下表1的要求进行现场管控。

2.9 混凝土灌注施工技术

钢筋笼下放工作结束后，开展混凝土灌注施工作业，应用导管进行灌注作业施工。根据施工要求选择合适的灌注施工方案，现场执行管理措施和标准，应用先进的管理措施，实现施工效果和质量的全面提升。①在现场施工中，混凝土材料的性能检测极为重要，并且保证材料供应充足，现场不会存在有供应中断而引发的断桩问题。②明确导管施工的要求，埋设深度符合工程标准，且灌注作业中保持连续进行，切实提升导管施工的总体水平，达到工程的施工标准。③混凝土灌注作业中，加强灌注量的控制，处于合理的范围内，提高灌注施工的总体水平，符合工程建设的标准要求[4]。

钢筋笼是主要的支撑结构，所以加强钢筋笼的制作和安装管理极为重要，符合当前钻孔灌注桩的施工要求。在钢筋笼的制作阶段，对各种原材料进行全面检查，各项指标合格后才能继续开展施工。执行设计方案的规定，加强钢筋笼生产加工的质量监督管控，每项参数都达到合理性、规范化的标准。制作工作全部结束后，运输到现场进行装配作业，应用吊车进行安装作业。施工人员综合分析现场的具体情况，采取单点吊装、双点吊装等方式，明确吊装施工的位置，防止在现场吊装环节发生损坏、变形等问题。在安装过程中，应保证钢筋笼的中心线和桩孔中心线达到重合的状态，垂直均匀下放到孔内，吊放的速度严格控制，如果存在下放难度过大的情况，立即提升钢筋笼，重新下放作业，以免造成孔壁坍塌的事故。

3 钻孔灌注桩技术优化措施

在公路桥梁工程中，基础钻孔灌注桩技术是确保桥梁基础稳定性和承载能力的关键施工措施。

第一，在设计和方案阶段，需要考虑桩的类型和参数。根据设计要求和地质调查结果确定合适的桩型，如灌注桩、钻孔灌注桩或螺旋桩，并确定桩的直径、深度、间距等参数。同时，制定合适的基础布置方案，根据桥梁结构要求和地质条件确定桩基的布置方案，包括桩的位置、间距和排列方式等。

河底纵坡根据河道天然纵坡进行确定。河道断面采用复式断面，主槽为梯形断面。迎水面采用铅丝石笼护坡，背水面采用草皮护坡，对弯道凹岸岸坡采用石笼护脚，新建大堤高于现状地面。

第二，在钻孔工作中，精确的钻孔定位和控制是至关重要的。使用先进的测量工具和技术，确保钻孔位置和方向的准确性，并控制钻孔的偏差范围，以满足设计要求。选择适当的钻孔设备和工具，根据设计要求和地质条件进行钻孔作业，并控制钻孔速度、进度和角度，确保钻孔质量。同时，在钻孔过程中进行及时的清理和冲洗，以除去孔内的碎屑和泥浆，保持孔壁的清洁，提供良好的接触面[5]。

第三，钢筋布置是基础钻孔灌注桩技术中的重要步骤。在钢筋选材方面，选择符合标准要求的钢筋材料，并进行质量检查和测试，确保钢筋的强度和耐久性。制定合适的钢筋布置方案，根据设计要求和荷载要求确定纵向钢筋和横向钢筋的位置、间距和连接方式等，以保证桩身和桩顶的钢筋布置符合要求。

第四，注浆灌注是基础钻孔灌注桩技术的关键环节。在混凝土配合比方面，根据设计要求和规范确定合适的配合比，控制水灰比、水胶比和其他混凝土成分，以确保混凝土的强度和工作性能。选择适当的注浆设备和工具，确保混凝土的均匀灌注和充实。在注浆过程中，控制筑浆速度、压力和流量，以保证混凝土的质量和充实度。

4 结束语

公路桥梁工程基础钻孔灌注桩技术作为一项成熟的基础施工技术，在公路桥梁建设中起到了至关重要的作用。通过对技术措施的详细阐述，深入了解了其设计与方案、钻孔工作、钢筋布置、注浆灌注等关键环节。这些技术措施的合理应用可以提高桥梁的承载能力和稳定性，确保桥梁的安全可靠运行。然而，在实际应用中，还需要充分考虑地质条件、环境保护和工程质量等因素，采取相应的措施和方法。通过不断的研究和实践，可以进一步完善和优化公路桥梁工程基础钻孔灌注桩技术，为公路桥梁建设贡献更多的经验和技术进步。