公路施工中钻孔灌注桩施工技术分析

黎万宝

（四川公路桥梁建设集团有限公司公路三分公司，四川成都 610200）

0 引言

钻孔灌注桩作为一种常用的基础施工技术，广泛应用于公路、桥梁等工程中。通过将钢筋和混凝土灌注至钻孔中，形成承载力强、稳定性好的桩基，提高工程的承载能力和稳定性。该技术在公路建设中可以有效解决地质条件不良、土壤承载力较低等问题，提高公路的质量和可靠性。因此，对钻孔灌注桩施工技术的研究和分析具有重要意义，有助于优化施工方法，提高工程质量和效率。

1 工程概况

曾家岩北延伸穿越跨内环新增通道工程是一项位于两江新区人和组团和鸳鸯组团范围内的公路建设项目。该工程起点位于现状人兴路刘家院子立交桥处，向南经东湖北路-兴盛大道与正在建设中的曾家岩大桥项目相连接，向北延伸上跨内环快速路后，下穿现状金开大道与金州大道交叉口，沿金州大道地下敷设，最终接入规划中的园博园东路。左线全长约5.04km，右线全长约4.63km。在地形地貌方面，该区域属于巴渝平行岭谷地带，地势从西北向东南缓倾斜。地区西北部为华差山脉，中部为铜锣山脉，南部多为浅丘。地下水方面，场区内地下水赋存条件较差，主要为雨季暂时性少量上层滞水或基岩风化孔隙裂隙水。钻孔灌注桩施工将在这一项目中得到应用。钻孔灌注桩是一种常用的基础施工技术，适用于各种地质条件下的公路建设。在施工过程中，首先进行钻孔作业，然后将钢筋和混凝土灌注至钻孔中，形成承载力强、稳定性好的桩基。该技术能够有效解决地质条件不良、土壤承载力较低等问题，提高公路的承载能力和稳定性。

2 工程前期准备

2.1 地质勘察和设计资料的收集与分析

在公路施工前期准备阶段，首先需要进行地质勘察和设计资料的收集与分析工作。地质勘察的目的是获取有关地下土层、地质构造、地下水位等方面的信息，以便为钻孔灌注桩的设计和施工提供依据。在地质勘察中，需要对工程区域进行野外勘察和室内试验。野外勘察包括地表观测、地质剖面的测绘和钻探取样等工作，通过这些工作可以获取地下土层的性质和分布情况。室内试验则是对采集到的土样进行实验室测试，以确定土壤的物理力学性质和工程特性参数。此外，还需要收集和分析设计资料，包括工程的结构设计图纸、技术规范和标准等相关文件[1]。通过对这些设计资料的仔细研究和分析，可以了解工程的具体要求和技术参数，为后续的施工方案和施工组织设计提供参考。

2.2 确定钻孔灌注桩的设计参数

在收集和分析地质勘察和设计资料的基础上，需要根据具体的工程要求和土层条件来确定钻孔灌注桩的设计参数。这些参数包括桩的直径、长度、间距、混凝土配合比、钢筋配置等。桩的直径和长度通常根据土层的承载力要求和工程的荷载特点进行确定。直径较大的桩可提供更大的承载力和抗剪能力，而长度较长的桩则可以达到更深的承载层。间距的确定则考虑到桩的相互作用和整体的稳定性。混凝土配合比需要根据设计要求和施工工艺来确定，确保混凝土的强度和耐久性。钢筋配置则根据桩的受力状态和设计荷载来确定，以提供足够的抗拉和抗弯能力。

3 施工设备与材料准备

3.1 钻孔设备的选用

钻孔灌注桩是公路建设中常用的一种桩基础形式，钻孔设备的选用和检查对于保证施工质量至关重要。在选用钻孔设备时，应根据工程要求选择适合的机型，要考虑到钻孔深度、直径和土层类型等因素，并确保设备符合国家规定的安全标准。

3.2 灌注设备的选用与检查

灌注设备是钻孔灌注桩施工中不可或缺的一部分。灌注设备的选用和检查对于保证灌注工艺的质量至关重要。在选用灌注设备时，应根据工程要求选择适合的机型，要考虑到混凝土浇筑方式、流量、压力等因素，并确保设备符合国家规定的安全标准。在进行灌注前，需要对灌注设备进行全面的检查。不仅要检查设备管路是否通畅、泵体是否漏油，还需要检查搅拌器的转速是否正常、液压系统是否正常等。此外，还需要检查灌注设备是否有损坏或漏水等现象。最后对设备进行润滑和保养，确保设备的正常运行。

3.3 钢筋、混凝土及其他辅助材料的采购及质量检验

钢筋、混凝土及其他辅助材料是钻孔灌注桩施工中不可或缺的原材料。采购和质量检验对于保证施工质量至关重要。在采购这些原材料时，应选择有资质的供应商，确保原材料符合国家相关标准。在钢筋采购方面，需要对钢筋的直径、长度、质量等指标进行检验，并严格按照设计要求进行标识、存放和运输。在混凝土采购方面，需要对水泥、砂、石子等原材料的质量进行检验，并按照设计配比进行搅拌和浇注。此外，还需要对其他辅助材料如钢板护筒、锚固胶等进行质量检验，确保其符合设计要求[2]。在质量检验方面，需要对原材料的外观、尺寸、强度等指标进行检验。如发现质量问题，应及时通知供应商进行处理，不得使用不合格材料。同时，还要对原材料进行标识和记录，以便后续质量追溯。

4 施工工艺流程

4.1 钻孔过程

4.1.1 钻孔机械的安装和调试

在进行钻孔之前，首先需要对钻孔机械进行安装和调试。钻孔机械包括钻机、钻头、护筒等设备，安装和调试的质量直接影响到后续钻孔操作的进行和施工质量的稳定性。在安装过程中，需要严格按照设计要求和操作手册进行，保证各组件连接牢固、润滑油和冷却液等物资充足。在调试过程中，需要启动钻孔机械，测试其各项性能指标是否符合要求，检查各部件是否正常运转，以确保钻孔机械可以正常进行施工操作。

4.1.2 钻孔操作规范与注意事项

在钻孔过程中，需要严格遵守钻孔操作规范与注意事项，以确保施工的顺利进行和安全。首先是孔位检测，需要确定护筒的实际中心点，并采用十字护桩拉线的方式找出理论孔桩设计中心线。其次是倾斜度检测，通过测量孔位偏差除以实际孔深，得到孔桩的倾斜度。此外，还需要进行孔深检测和孔径检测，以确保钻孔的准确性和质量。在操作中需要保证机械设备运转正常，操作人员具备一定的技术能力和经验，确保安全防护措施到位，避免与周围建筑物或其他结构物发生碰撞，以免损坏。

4.1.3 钻孔质量监控与记录

钻孔质量的监控与记录是钻孔过程中非常重要的环节，可以及时发现问题并加以解决，确保施工质量和安全。在钻孔过程中，需要进行成孔检查、验槽、钻孔质量检查和清孔等工作。成孔检查主要是在达到设计深度时，及时进行验孔，并对孔口采取保护措施，同时做好地质记录。验槽则是在支护桩钻进至设计标高时，进行槽口的验收工作。钻孔质量检查包括对孔径、孔深、孔底沉渣厚度、孔的中心位置和倾斜度等进行检测。清孔则是在钻进至设计桩底标高后，对孔底进行掏渣，保证孔底的干净。通过这些监控与记录工作，能够为后续的工程验收提供重要依据，同时也为施工过程中的改进提供了参考[3]。

钻孔灌注桩在成孔过程中、终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。钻孔灌注桩成孔质量允许偏差如表1 所示。

表1 钻孔灌注桩成孔质量允许偏差

4.2 钢筋安装

4.2.1 钢筋笼的制作和现场加固

在进行钢筋笼制作之前，需要仔细检查钢筋的种类和规格是否符合制作要求。同时，要确保钢筋的数量、规格、出厂合格证和出厂检验报告齐全，并且试验和焊接试验报告达到要求。钢材的试验应按照国家规范和重庆市相关规定进行。只有经过及时报验并获得同意后，才能使用这些钢材。在进行焊接材料的使用时，应当对其进行分类存放，并采取防止锈蚀和受潮变质的措施。

钢筋笼的制作中，主筋与主筋采用搭接焊连结，箍筋与主筋采用点焊连结，主筋与螺旋筋采用点焊。焊接质量要求如下：焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤；焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹；咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差按照规范进行控制。钢筋骨架的保护层厚度可以使用焊接钢筋“耳朵”或混凝土旋转垫块来实现[4]。设置密度应根据竖向每隔2m 设置一道，每一道沿圆周布置4 个。钢筋加工的允许偏差如表2 所示。

表2 钢筋加工的允许偏差

4.2.2 钢筋笼的定位和安装

在进行钢筋笼的放置之前，需要选择一个地面平整、与钻机运行不矛盾且便于吊装的位置。确保场地清理干净，没有障碍物。在钢筋笼吊放之前，要清除孔底的沉渣，保证孔底的干净。采用吊车下放钢筋笼时，需要人工辅助对准孔位。下放钢筋笼时，要保持笼子的垂直，并缓慢下降，避免碰撞孔壁。如果遇到阻力，应提升钢筋笼，调整位置后再进行下降。如果多次调整位置仍然无法下降，应将钢筋笼吊出孔口，检查原因。如果是钢筋严重变形，需要修复钢筋笼；如果是孔斜或缩颈等原因，需要进行扫孔清孔处理，然后再放入钢筋笼。

4.3 灌注混凝土

4.3.1 混凝土搅拌与运输

混凝土的搅拌和运输对于保证施工质量至关重要。在进行混凝土搅拌时，应根据设计要求按照配比比例准确称量水泥、骨料、粉煤灰等原材料。搅拌设备应定期检查和维护，确保搅拌效果均匀，并避免混凝土出现大颗粒或不均匀的情况。混凝土在运输过程中应采取合适的运输工具，如混凝土搅拌车或泵车。运输过程中要注意混凝土的保温和防止过早凝结，可以采取覆盖保温措施或添加减水剂等。同时，要保持混凝土的均匀性和流动性，避免在运输过程中出现分层或凝结的情况。

4.3.2 灌注过程中的振捣与养护

在进行混凝土的灌注过程中，振捣是必不可少的环节。振捣可以使混凝土充分密实，排除气泡并提高混凝土的强度和耐久性。振捣设备应调整到合适的频率和振幅，以确保混凝土在灌注过程中得到有效的振实。灌注后的混凝土需要进行养护，以保证其正常硬化和强度发展。养护措施包括保持适宜的湿度和温度，并避免混凝土受到外界环境的干扰。在炎热天气中，可以采取覆盖保湿措施，防止混凝土过早干燥[5]。注意，养护期间应避免在混凝土表面添加水，以免影响混凝土的强度和质量。

4.3.3 灌注质量控制与记录

灌注混凝土的质量控制是确保工程质量的重要环节。在灌注过程中，应定期进行混凝土抽样进行试验，检测混凝土的坍落度、强度和含水量等指标是否符合设计要求。同时，应制定相应的记录表格，详细记录每次灌注的时间、用量、施工人员等信息，以便日后查阅和分析。

4.4 后续处理

4.4.1 混凝土强度监测

混凝土灌注后需要进行适当的养护，以促进其正常硬化和强度发展。养护期一般为7～28d，期间应保持适宜的湿度和温度，并避免混凝土受到外界环境的干扰。同时，可以根据工程需要进行混凝土强度监测，以确保达到设计要求。

4.4.2 钻孔废渣清理与现场整理

在完成混凝土灌注后，需要对钻孔废渣进行清理处理。废渣的清理要彻底，不得有残留物或碎片。清理后的现场应进行整理，清除杂物和垃圾，并保持整洁有序。这不仅有利于施工的进行，还能提高安全性和美观度。

5 安全与质量控制

5.1 安全生产措施与施工现场管理

安全生产措施是深基坑工程中至关重要的一环。在施工现场管理中，必须严格执行相关安全规定，包括安全防护措施、作业人员的安全教育和培训、施工现场的安全检查等。施工单位应当建立健全安全管理制度，制定安全生产责任制，明确安全生产目标和安全生产责任人。同时，要加强对施工现场的安全监管，保证施工过程中的安全。

5.2 质量控制点的设立与监控

质量控制点的设立与监控是确保工程质量的关键环节。在施工过程中，需要根据设计要求和技术标准，设置质量控制点，并对关键工序和关键部位进行监控和检测。此外，还要建立健全的质量管理体系，确保每一个质量控制点都有相应的记录和检测数据，以便后期的质量跟踪和分析。

5.3 施工中可能遇到的问题及处理方法

在深基坑工程的施工过程中，可能会遇到各种问题，需要及时处理和解决。其中包括地质灾害风险、施工设备故障、材料质量问题等。针对这些问题，施工单位需要制定相应的处理方案，做好预案准备，提前进行风险评估和应急演练。同时，要及时与相关部门和专业人员进行沟通和协调，共同制定解决方案，确保施工过程中的顺利进行。

6 结语

综上所述，通过对公路施工中钻孔灌注桩施工技术的深入分析，我们深刻认识到该技术在提高公路工程质量和可靠性方面的重要作用。在工程概况、前期准备、施工工艺流程、安全与质量控制等方面的系统讨论和总结，为工程师们在实际项目中的施工实践提供了有益的指导和参考。希望本文可以为相关领域的研究者和从业人员提供启发，并促进钻孔灌注桩施工技术在公路建设中的进一步应用和发展。