桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用研究

摘要 桥梁工程基础处理效果直接影响到桥梁结构的稳定性和耐久性，为充分发挥钻孔灌注桩施工技术优势，提高桩基础施工质量，为桥梁结构提供可靠的支撑。以山西省某新建路桥工程为案例，结合地质勘查结果与施工特点和难点，具体阐述钻孔灌注桩施工技术的应用，该桥梁桩基经施工质量检验有较好的完整性，单桩承载力达到2 280 kN，符合质量标准。

关键词 桥梁施工；钻孔灌注桩；地质条件；施工技术

中图分类号 U445 文献标识码 B 文章编号 2096-8949（2024）19-0093-03

0 引言

钻孔灌注桩是桥梁施工中常见的一种基础工程技术，在确保桥梁结构稳定性和承载能力的同时，具有一定的经济效益和施工方便性，随着桥梁建设规模的扩大和设计要求的提高，钻孔灌注桩的应用研究日益受到关注。结合具体工程案例，深入探索钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用，研究成果对于优化桥梁建设过程，提高施工效率和质量，推动桥梁工程中的技术创新和发展具有重要意义。

1 桥梁工程概况

山西省某新建路桥工程项目总长度为4.89 km，设计双向四车道，在沿线范围内共包含1座桥梁，长度186 m，为大跨径桥梁，单幅桥面宽度为16 m，桥面整体坡度为1.2%，上部结构为钢筋混凝土组合梁，下部结构为混凝土墩，桥梁安全等级I级，设计使用年限100年。为保证桥梁基础可靠，施工前由地质勘查专业对项目现场的土层结构进行勘查，地质层分布情况如下表1所示。

工程所在位置地表干燥，地下水位埋深在−6.0 m，主要为基岩的裂隙水和孔隙的潜水，自然降雨可进行补充，在不deab8c1c90e2d50115d683eb56a389f0同季节地下水位波动在0.5～1.0 m之间。依照工程基本概况，进一步提高地基处理质量，为桥梁结构提供可靠的承载力支撑，该工程经多方研究决定，采用钻孔灌注桩完成地基处理。

2 桥梁工程桩基施工特点及难点分析

通过分析工程特点及难点，结合具体情况对钻孔灌注桩施工技术予以优化，以全面提高桩基施工质量，该工程施工特点及难点如下：（1）钻孔灌注桩共38根，桩径为φ800 mm，桩基工程量相对较大。（2）施工现场地质结果具有复杂性，需综合考虑多项因素，把握施工技术工艺，保证施工质量与安全[1]。（3）与居民区的距离较近，在施工时应注重绿色、环保、低污染。（4）单桩承载力较大，需科学落实施工工艺，保证成桩质量。

3 桥梁工程钻孔灌注桩施工技术要点

3.1 全面落实施工准备，保障技术到位

该工程在正式施工前，全面落实施工准备工作，以确保后续各项施工的有序开展，具体如下：（1）结合施工设计图纸，加强施工人员技术交底，着重讲解施工工艺重点、难点、施工质量要求。（2）针对施工所用原材料，在入场前需携带齐全的资质证书，并由质检人员以特定比例抽检。（3）分析施工现场的地质分布图，针对不同地层的钻进速度进行调整。（4）对现场车辆行驶的道路做硬化处理，并严格按照既定线路行驶。（5）检查水源、电源供应。（6）对钻孔桩施工现场做初步整平处理，根据施工设计方案，复核测量放样结果，对桩孔的中心使用木桩完成定位。

3.2 埋设钢护筒施工，引导钻孔成孔

该工程护筒的内径超出桩径200 mm，即1 000 mm，使用A3钢板材料制作而成，厚度8 mm，使用吊放十字中心线的方式对桩位的中心进行定位，如下图1所示。调整钻机就位，使其导向尖和孔位的中心相垂直对应，逐渐钻进至护筒埋深2～4 m后，提出导向尖，将钢护筒吊起并缓慢向井口中下放，加固护筒的四周位置[2]。该工程在埋设护筒后，超出地面操作面0.3 m，水平方向的偏差范围为±50 mm，垂直方向的偏差范围<1%。

3.3 现场规划泥浆池，保证泥浆性能

在钻孔过程中，为保证孔壁具有良好的稳定性，需向孔内注入特定的泥浆，以形成泥浆护壁，同时合理配备泥浆参数，泥浆具有良好的渗透性、密度和黏性等特点，可以润滑钻进时的钻头，减少对孔壁的干扰，保证成孔质量。

泥浆主要由黏土、添加剂、水搅拌而成；在制备时要求黏土的粒径<0.005 mm，相对密度1.1～1.5 g/cm3，塑性指数>25，水的pH值7～8，且无肉眼可见杂质。现场沉淀池和泥浆池，容积为18 m3，两个排桩施工共用一个泥浆池的泥浆，以保证施工效率，如下图2所示。为避免出现生产安全事故，挖设泥浆池后，在周围设置围挡结构与安全提示标语，营造良好的作业环境。

为确保泥浆在施工中充分发挥其性能，该工程针对不同地质层特点，调整泥浆的性能，如下表2所示。

3.4 合理控制钻进参数，提高钻孔成孔稳定性

为了保障钻进施工质量，该工程落实技术要点：（1）明确冲击钻孔冲程：具体冲程由土层结构决定，保障钻孔效果与质量。例如：高冲程适合密实卵石层、基岩等结构；中等冲程适合砂卵石层或松散砂砾层；低冲程一般适用在黏性土层、易塌陷的土层中。（2）地层不平整的处理：对于不平整结构，需在冲击钻进前先填平表面，避免出现斜孔、塌孔情况。（3）钻绳长度把控：钻绳要保持匀速，对其长度结合具体地质结构确定。例如：软土层每次可以松绳5～8 cm，硬土层为3～5 cm。把控长度十分重要，过长过短都容易出现不良事件。（4）冲程长度把控：该项目的冲程长度要小于6 m，防止发生孔壁破损、卡钻等情况，如果中途掏渣暂停钻进，需要先调整到低冲程，再过渡至正常冲程[3]。

3.5 成孔检查及清孔作业，提高成孔质量

钻孔结束后，依照下表3的成孔质量检验指标，全面核查成孔质量。

该工程共38个桩孔，经上述标准成孔质量检验，均达到验收合格标准，有序组织清孔施工作业，将孔底的泥渣清理掉，为钢筋笼的下放安装做好准备。以换浆法进行成孔后的第一次清孔，以孔底泥浆相对密度1.03～1.10 g/cm3，黏度17～20 Pa·s，含砂率<2%，胶体率>98%作为清孔合格标准。

3.6 钢筋笼的制作及安装，加强下放质量控制

根据施工设计图纸组织钢筋笼结构的制作安装施工，该工程在施工现场附近规划钢筋笼加工棚，钢筋材料到达现场后，质检员根据技术要求检查钢筋材料的质量，杜绝使用锈蚀或者弯折的钢筋，在通风且干燥的场所存放钢筋材料。钢筋笼连接工序中，针对钢筋直径>φ25 mm钢筋采取机械连接；钢筋直径<φ25 mm钢筋采取焊接连接[4]。钢筋笼制作后，现场监理人员全面质检，验收合格后，根据不同的桩位和节点完善钢筋笼的标识牌，等待钢筋笼下放。

钢筋笼吊运及下放施工现场，使用汽车吊完成吊运，其主钩（1个）和副钩（2个）分别在钢筋笼的顶端、中间位置固定，如下图3所示。缓慢吊起钢筋笼后，逐渐向桩孔位置移动，在距离施工作业面1 m后，逐一将两个副钩接触，使其处于垂直吊运状态。调整钢筋笼的中心和桩孔的中心相对应，缓慢下降，置入到孔中，为保证钢筋笼整体结构的稳定性，下放后焊接由米字形钢管制作而成的骨架。

钢筋笼制作安装验收标准，如下表4所示。该工程38个桩位的钢筋笼均符合验收质量要求。

3.7 安装声测管装置，用于施工质量检验

声测管是桩基质量无损检测装置，该工程的桩径均为800 mm，每根桩基埋设3根声测管。声测管由SCG50×1.2-QY钢材制作而成，厚度1.20 mm，外径50 mm。钢筋笼的内侧利用铁丝绑扎固定，固定间距为2 m，管的底部使用木塞进行封闭，避免异物落入其中。在桩身全长范围内均设置声测管，将防尘罩设置在测管的顶部，形成保护效果，声测管安装好后，距离桩底>5 cm，超出桩顶>60 cm。

3.8 导管安装并二次清孔，为混凝土浇筑做好准备

导管用于水下混凝土的浇筑作业，避免混合料出现严重的离析现象，该工程选用厚度为3 mm的钢导管，内径尺寸200～350 mm，导管长度有2 m、1 m、0.5 m配合使用。距离孔底最近的一段导管长度在3～6 m之间，通过法兰将各导管之间建立紧密的连接关系，并在确保无漏水、漏气的情况下再投入使用。

在下放钢筋笼过程中，不可避免会对孔壁形成触碰，导致泥皮脱落至孔底，因此，该工程在钢筋笼、导管均安装好后，以反循环法清理孔底的多余泥渣，配合使用ZX-200型泥浆分离器，直至孔底泥浆达到初次清孔的标准，由监理人员对清孔质量进行复核[5]。该工程38个桩孔，在二次清孔时均达到合格标准，为混凝土浇筑施工作业创造良好条件。

3.9 水下混凝土浇筑要点，保证成桩承载力

将隔水塞设置在导管内，缓慢向其内部灌注集料斗中的混凝土（标号C30），将隔水塞剥落，按照正常流程完成浇筑施工。为防止钢筋笼上浮问题，需要在钢筋笼底部、水下混凝土顶面之间间隔1 m时，放缓浇筑速度，当与桩顶相距约5 m时，受到内部压力下降、泥浆黏稠度增长的影响，顶升混凝土具有一定难度，此时需要向孔中加水，并将沉淀土掏出。当达到最后一段导管时，要放慢提升速度，并将钢护筒在初凝前平稳且垂直地拔出，确保成桩质量，然后及时冲洗保养拆除后的钢护筒，方便以后再次应用。

4 桥梁工程钻孔灌注桩施工质量检验

在桩基混凝土浇筑完成的第7 天，由施工人员利用事先布置的声测管，选用超声波无损检测技术对成桩质量进行全面检验，严格依照2018年3月16日发布的《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB 50202—2018）规范文件进行质量检验。

汇总检验结果发现，该工程共计38根桩径为φ800 mm的钻孔灌注桩均具有良好的桩身完整性，无断桩问题出现；对桩基的承载能力进行检验，所有桩基的最小承载力检测值为2 150 kN，最大检测值为2 480 kN，均值为2 280 kN，均达到设计要求，为桥梁工程施工提供可靠的地基基础支撑。

5 结束语

钻孔灌注桩施工技术具有施工速度快、质量可控、造价相对较低等诸多优点，能够满足桥梁建设对基础承载能力的要求。山西省某桥梁工程在基础处理时，充分运用钻孔灌注桩施工技术要点，获得理想的成桩质量，该桥梁通车运行至今，未出现基础沉降问题，桥梁结构稳定，为同行的桥梁建设提供了可靠、高效的参考方案。

参考文献

[1]廉兆成.桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制措施研究[J].工程建设与设计，2023（2）：134-136.

[2]宽国栋.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用[J].建材与装饰，2023（25）：139-141.

[3]江磊，晋国良.公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制方法研究[J].科技创新与生产力，2023（7）：61-63+67.

[4]龙开国.桥梁钻孔灌注桩施工技术及质量控制分析[J].运输经理世界，2023（7）：67-69.

[5]解小伟.山区公路桥梁的冲击式钻孔灌注桩施工技术[J].砖瓦世界，2023（17）：187-189.

收稿日期：2024-04-01

作者简介：李敏（1990—），女，本科，工程师，研究方向：道路桥梁。