公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用研究

胡平健、吴金芳

[平湖市交通投资（集团）有限公司，浙江 平湖314200]

0 引言

近年来，钻孔灌注桩施工技术水平的持续提高，为桥梁结构的承载力与稳定性提供了有力保障。为更好地保证公路桥梁工程施工质量，对钻孔灌注桩施工技术的应用进行研究有重要意义。基于此，文章主要对该技术的应用优势与具体应用进行研究。

1 钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用优势

为保障公路桥梁施工质量，许多先进的施工技术被应用在公路桥梁工程施工中，钻孔灌注桩施工技术便是其中之一。该项技术主要是借助特殊设备和人工操作，通过打孔、灌注、成桩、下放钢筋笼及混凝土浇筑等施工环节，形成较为坚固的桩体结构，以有效提高基础部位的承载力和刚度，进而提高工程质量。该技术的主要优势体现在以下方面：

一是相较于传统夯实法作业，钻孔灌注桩施工设备振动幅度比较小，不会产生过大的噪声。

二是该技术可根据现场情况灵活调控成桩参数，避免施工桩体不符合要求的问题。

三是桩体的刚度、强度、稳定性都比较高。

四是该技术的适应性较强，在许多复杂土质的路基中都能使用，且能获得较好的施工效果。

五是钻孔灌注施工成本较低，且工期较短，不仅利于按时交工，还能够提高建设企业的经济效益[1]。

2 公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术应用存在的问题与控制对策

2.1 问题

在公路桥梁钻孔灌注桩施工技术应用中，经常会遇到钻孔不良问题，如钻孔角度出现偏移，可能是由于钻孔中土质软硬程度不够均衡造成钻孔设施受力不均，钻孔设备的机架失稳，部分构件在长时间使用后出现磨损松动情况，或者是钻进时遇到坚硬土层造成扩孔或钻头移位等。此外，钻孔灌注过程可能存在未按照技术标准配制混凝土、灌注时出现封底无效或导管进水等情况，这些问题也会影响施工的高质量推进。

2.2 控制对策

2.2.1 控制位移

在公路桥梁钻孔灌注桩施工中应注意位移控制，尤其是在软土地基情况下，为避免施工中桩体出现严重偏移，需要把控好桩基施工的间隔，施工顺序也要规范合理，尽可能避免相邻桩基间相互挤压的问题。为此，在实际施工前要全面开展设计与勘察，以提高桩体位置的精度，且在桩体混凝土强度达到一定要求后再进行邻近桩体施工，以确保灌注桩施工效果。若路基区域存在水位线偏高的现象，需额外增设排水系统，也可采取人工处理方式，避免土壤侧压力过于集中。此外，进行桩体施工时要每间隔一段距离设置空隙压力计，以精准地检测孔洞内的土壤挤压、位移及沉降变化情况，从而有效控制灌注桩位移[2]。

2.2.2 控制砂浆护壁

首先，钻孔之前需通过试验调节砂浆配比参数。其次，钻孔时应避免内部出现杂物，并设置好浆液池和沉淀池。再次，若软基位置较深，应配制刚度较强的砂浆材料，以有效避免塌孔问题。最后，在回旋护壁施工中需强化孔壁布置，确保成桩质量达到要求。

2.2.3 控制混凝土超灌

首先，在实际开孔之前需要保证基座平稳性达到要求。其次，钻孔时应把控好速度，确保稳定、平缓地钻入。再次，应实时检查起吊操作的滑轮线、孔洞中心以及钻孔三者是否处于同一直线上，尽量保证一次性成孔，以免出现斜孔或塌孔情况。最后，在实际施工之前，应对泥浆含砂率进行复检，确认合格方可投入使用。此外，灌注施工时要保持注浆的连续性，同时避免埋管过深造成注浆管堵塞[3]。

3 公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术应用

3.1 工程概况

以平湖市海河联运联网提升长胜路高桥改建工程为例，该公路桥梁项目采用钻孔灌注桩施工技术。该项目起点桩号为K0+000，终点桩号为K2+000，路线总长度约为2km，共有改建和新建桥梁2 座，其中改建桥梁长度为33.04m，新建特大桥梁长度为1307.5m，桥梁工程设计荷载为公路-Ⅰ级，主跨钢桁架梁底标高控制为不低于9.69m。

3.2 技术流程与要点

3.2.1 埋置护筒

在公路桥梁工程中开展钻孔灌注桩施工时，要先埋设护筒。在护筒埋设过程中需要精准把握护筒位置，采用合理的定位放样方式，使用先进的钻孔仪器，尤其要确保护筒中心位置准确，将误差控制在允许范围内，避免影响钻孔灌注桩整体施工质量。埋置护筒时应注意如下要点：

首先，技术人员需要将护筒顶部中心线和钻孔灌注桩中心保持在同一水平面，所埋置护筒的中心直径一定要大于灌注桩直径，且护筒构件需要选用强度较高的材料制作，如合金钢，厚度控制在6mm，以便更好地发挥保护灌注桩的作用。

其次，埋设钻孔灌注桩护筒主体时，应控制顶部高出地平面约30cm，且底部深度不小于150cm，因此护筒长度需大于180cm。

再次，保证护筒在地下水位的2m 以上，防止日后出现塌孔现象。

最后，可以使用黏土材料将护筒埋置位置的底部及四周全部填充密实，使护筒更为牢固，避免后续施工出现位移问题。

3.2.2 制备泥浆

在公路桥梁钻孔灌注桩施工中，泥浆材料的品质影响灌注效果。一般来说，由于所运用的泥浆中含有多种不同的原材料，而泥浆的性能、质量与这些材料的配比有很大关系，因此应提高材料配比的科学性、加强对泥浆浓度的控制，以便充分发挥出泥浆的护壁作用。在制备泥浆的过程中，应严格遵循公路桥梁钻孔灌注桩施工要求，保证泥浆质量，尤其要重视添加剂和黏土的品质，如果黏土质量不合格，会导致泥浆浓度不足，影响钻孔灌注桩施工质量。为保证泥浆性能达标，在泥浆配制中应注意以下要点：

第一，保持泥浆胶体率大于96%。

第二，将黏土打碎装进护筒中，并结合冲击锤的冲击原理进行打桩，以促进黏土向泥浆材料的转化。

第三，应保证泥浆相对密度不小于1.2，且制备泥浆时要基于工程实际情况控制好黏土、添加剂及水之间的比值，以满足公路桥梁工程相关技术要求[4]。

3.2.3 成孔

进行成孔作业时，应注意以下三点：

第一，应结合公路桥梁工程设计方案选择型号适宜的正反循环钻孔机设备。在钻孔过程中，应采用减压钻进模式，孔底承受的钻压一般不得超过钻具重力之和的80%，整个钻进过程中要注意孔的垂直度和稳定性，避免出现斜孔或扩孔问题。

第二，结合相关设计标准选择型号适宜的旋挖钻机设备及钻斗。刚开始注浆时，需要把控好灌浆管的垂直度，出浆口应与孔底间距50cm 左右。钻孔时一定要确保平稳性，避免速度太快导致塌孔，一般每分钟钻进距离在80cm 即可，若公路桥梁的路基底层存在粉砂层，则要进一步降低钻进速度，以免塌孔。

第三，成孔时需确保精度达标。初期钻进时应缓慢进行，待钻孔与导管都进入孔洞位置后，可逐渐提高钻速。对于钻进的长度和孔内水位情况也要实时查看，并结合实际情况随时进行调整，以此保证钻孔质量达标。若钻孔施工中遇到卡钻或无法钻进等问题，可以先将钻头提出来检查，再检查孔内情况，调整后方可重新钻进。

3.2.4 清孔

钻进工作达到设计标准即完成了初步钻孔施工。应注意钻头在提起后还要进行2min 空钻，这样有利于保障孔壁安全，同时检查其孔深是否达到要求。之后使用检孔器对孔内标准实施检测并记录对应数据信息。检查之后应使用抽渣筒进行清孔处理，将内部杂物彻底清除干净。孔底需完全接触下方混凝土，确保桩能达到设计承载力值。此外，清孔操作时应避免采用深钻孔底清理方式，以免将孔内岩屑二次打碎。清孔完成后应对孔底标高实施测量。

3.2.5 控制缩颈

在钻孔灌注桩施工中，应对缩颈问题进行严格控制。所谓缩颈问题，是指因混凝土材料本身的热胀冷缩，造成钻孔后的孔洞出现缩孔或扩孔现象，其中出现概率最多且影响最严重的是缩孔问题。

首先，在实际施工时，应注意对水泥标号正确选择，确保水泥质量，避免在注浆施工中出现凝结失水的不良情况。其次，要严格控制注浆量，应采用砂浆超灌控制手段，尽量避免渗水问题，防止地面出现膨胀。再次，成孔后应对孔壁质量进行检查，加强缩颈控制。最后，注浆前还需将桩体周围的一些垃圾杂质清理干净，可使用导正器焊接刀片清除，以免孔内进入杂质引发成桩质量不佳问题[5]。

3.2.6 钢筋笼下放

钢筋笼构件制作完成进行质量检验，并检查孔内是否有障碍物，若有需要及时清理。之后规范下放钢筋笼，保持钢筋笼的垂直性，若下放中钢筋笼卡在孔洞口位置或下放过程中遇到障碍物，不可强行落下，否则钢筋笼构件可能会因受力而变形，需排除阻碍后进行二次下放。下放钢筋笼时经常会遇到上浮问题，对此要采用合适的控制措施。钢筋笼上浮通常是桩孔被残渣堵塞所致，底部残渣在封堵后会增强砂浆浮力，进而使钢筋笼出现上浮问题，此时可采用以下三种办法解决：第一，对套管内部情况认真检查，及时清理其中存在的杂质，确保注浆操作可以正常开展；第二，钢筋笼下放到孔洞时，要保持与地面垂直且速度缓慢，同时为避免孔洞在下放时出现坍塌，应尽量避免钢筋笼对孔壁造成强烈碰撞，且下放完成后应加装临时固定设施，以减少砂浆给钢筋笼造成的上浮应力；第三，设计时应保证灌注桩钻孔深度较大，适当将注浆速率提高，并延长实际注浆时间。

3.2.7 混凝土浇筑

首先，保证浇筑使用的混凝土材料等级在C25～C30 之间，以此满足设计标准，实际施工使用前要检验材料比例，确认合格方可开展后续操作，同时要制作试块进行浇筑试验，并对试块进行有效处理，确保其具有代表性，能够反映出实际的工程效果。

其次，应控制好混凝土浇筑的导管孔径，在该工程项目中，导管孔径应控制在25～30cm 范围内，导管长度应当不小于4m，且应具有较高的同心度与较好的密封性，导管应用完后要缓慢拔起，不可使其和钢筋笼间出现摩擦问题。

最后，首次实施混凝土浇筑时应确保导管一次性埋设到混凝土下方0.8m 左右位置，同时保证后续处理过程中导管处于混凝土表面的2m 以上，且混凝土浇筑间隔时间不宜过长，以免影响工程质量。

3.3 施工管理措施

3.3.1 施工准备

正式施工之前需做好相关准备工作，确保钻孔灌注桩技术在公路桥梁工程中的有效应用。一方面，针对施工技术的准备与管理，需要在施工前综合考虑工程各方面影响因素，如人员因素、设备因素、施工工艺因素以及材料因素等，再进一步科学制订施工工期与计划；需结合周围环境特点采用合适的预防手段，开展地质勘查，详细了解实际地质状况，并据此制订后续处理措施，保证施工顺利开展。另一方面，为了在施工中将各任务分别落实，应当提前进行施工重难点、关键点的分析准备工作，防止施工漏项问题的出现；结合实际施工工艺要求，做好对应的安全防护，防止发生安全事故以及给周围环境造成不良影响，进而提高整体施工效益。

3.3.2 施工阶段把控

施工阶段的管理也是公路桥梁钻孔灌注桩施工中的一项重点管理内容，其决定着技术的实际应用效果，因此要重视施工阶段的各项内容把控。例如，应强化施工现场的监控，保证各施工技术的执行规范，约束施工人员的行为。若施工中遇到不良因素影响或突发性事故，应及时、妥善解决，避免给工程施工质量造成负面影响。此外，制订好应急处理方案，在遇到突发问题时启动该方案，避免大型事故的发生。施工过程中技术管理是重点工作，因此要做好公路桥梁路基施工的放样与定线，确保中心线位置的准确性，以提高路基施工效果。同时，要在路基两侧合理布设排水渠道，避免路基结构受到地表水影响，以确保工程施工质量达标，并为后续养护工作实施奠定良好基础。

3.3.3 竣工验收

在工程施工的竣工验收阶段，主要应管理好对应的施工资料。若发现其中存在问题应第一时间修正，保证工程竣工交付时相关技术支持资料齐全。整个施工中还要收集关于钻孔灌注桩施工的有关资料，并安排相关人员做好记录，制订详细的施工日志，使竣工验收工作更为顺利。此外，对于施工数据，也要准确筛选并上传到数据库中存储。

4 结语

综上所述，公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术应用的技术流程包括埋置护筒、制备泥浆、成孔、清孔、控制缩颈、钢筋笼下放以及混凝土浇筑等。科学、合理地应用该项技术能够更好地夯实处理路基，能有效提高公路桥梁工程的稳定性。因此，应分析、总结钻孔灌注桩施工技术的具体优势，并不断优化其施工工艺，以提高公路桥梁工程的工程质量、缩短工程工期，进一步提高工程项目的经济效益。