路桥工程中钻孔灌注桩技术实施要点研究

摘要：准确掌握钻孔灌注桩技术的要点，对于提高路桥工程质量、确保施工安全具有重要意义。基于此，详细介绍路桥工程中钻孔灌注桩技术流程、操作方法以及注意事项。通过分析制备泥浆、开孔作业与冲孔作业、抽渣与清孔处理、钢筋笼制作与下放、水下混凝土灌注施工等关键环节，阐述在施工过程中应关注的要点。

关键词：路桥工程；钻孔；灌注桩；要点

0 引言

在路桥工程中，钻孔灌注桩技术是一项应用极为广泛的基础工程技术。该技术利用机械钻孔的方式，在土层中形成桩孔，并在其中放置钢筋笼并浇筑混凝土，从而形成具有高承载能力的桩基。准确掌握钻孔灌注桩技术的要点，对于提高路桥工程质量、确保施工安全具有重要意义。基于此，本文重点探讨钻孔灌注桩技术在路桥工程中的施工要点。

1 工程概况

1.1 工程基本情况

某高速公路桥梁是一座装配式局部预应力箱梁桥，其上部结构采用薄壁空心墩和双柱式桥台，而其基础则采用现浇注浆式桩基[1]。全桥共计有190个桩基础，设计全长4260m。该桥的桩基分为3级，第一级桩径为1.5m，桩全长700m；第二级桩径也为1.5m，标高为1.8m，桩全长2880m；第三级桩径同样为1.5m，标高为2m，桩全长680m。

1.2 地质状况

通过对该桥的详细勘测和设计资料的分析，发现该桥桩基所跨越的土层结构相当复杂。其主要由粉质黏土、亚黏土、粉细砂和粗砂层等多种土质构成，这些土层不仅物理性质差异较大，而且还会出现不均匀的粘性土分布[2]。这种多种土质的组合导致该区域的地质情况相对较差。此外，该区域的地表呈现出软塑性构造，这意味着其地表层的土壤容易受到压缩和变形。更严重的是，中层土壤还具有易液化的特性，这意味着在一定外力作用下，这部分土壤可能会失去承载能力，导致桩基下沉或位移。底部则呈现中密的特性，说明其具有一定的承载能力，但仍然属于偏斜地质地段，需要特别注意。

1.3 工程难点

在施工过程中，为了保证施工质量，需对桩位中心偏差进行严格的控制，使其在-100～100mm之间。同时要求桩的倾斜度不得超过1%，且桩径应比设计桩径大，桩长也不得小于设计桩长。

该高速公路桥梁的桩基施工是一个复杂的工程，需要考虑地质条件、施工工艺等多个方面。施工单位在施工前必须进行详细的地质勘测BF9c7U27isRaono/VPvrfQ==和设计工作，并严格按照施工规范进行操作，以确保施工质量。

2 钻孔灌注桩施工流程及要点

路桥工程钻孔灌注桩施工流程如图1所示。本文通过分析泥浆制备、钻孔作业、抽渣与清孔处理、钢筋笼制作与下放、水下混凝土灌注施工等关键环节，阐述在施工过程中应关注的要点。

2.1 泥浆制备

2.1.1 泥浆的作用

在钻孔灌注桩施工过程中，泥浆质量对成孔质量和可靠性起着至关重要的作用。优质的泥浆能够在孔壁上形成高密度、低渗透和高黏度的保护层，有效防止塌孔现象的发生。同时，泥浆能够提高静水压力，进一步稳定孔壁结构。

2.1.2 泥浆关键参数及其计算

泥浆在钻孔灌注桩施工中扮演着重要的角色。通过合理配置和管理泥浆，可以有效地提高成孔质量和施工安全性，为工程建设提供有力保障。泥浆的密度是衡量其质量的重要标准。如果泥浆密度过小，可能导致孔壁塌陷、穿孔和埋钻等施工事故[3]。相反，如果泥浆密度过大，可能会导致混凝土无法顺利顶升，影响施工效果。

在配制泥浆时，必须根据工程实际情况和地质条件，选择合适的材料和配比，确保泥浆的密度、黏度和稳定性等指标符合施工要求。同时，在施工过程中，还需要对泥浆的性能进行实时监测和调整，以保证成孔质量和施工安全[4]。

泥浆的密度是衡量其质量的一个重要指标。在制备泥浆时，使用以下数学公式来计算泥浆的密度：

rn=mn/Vn （1）

式中：rn代表泥浆的密度，mn代表泥浆中固体颗粒的质量，Vn代表泥浆的总体积。

为了确保泥浆的稳定性，还需要控制泥浆中的黏土含量。通常使用以下数学公式来计算黏土的质量分数：

W=（m1-m0）/mn （2）

式中：W代表黏土的质量分数，m1代表黏土的质量，m0代表清水的质量。

通过以上数学公式的计算和控制，制备出符合施工要求的优质泥浆，从而确保钻孔灌注桩技术的顺利实施[5]。

2.2 钻孔作业

若孔口的地质情况为人工充填，则应在钻孔开始之前，先在钻孔中填充一定数量的黏土，然后掺入不超过15cm的碎石。接着把这些原料磨平，以保证孔的平面度。

可先采用小行程冲打，根据现场条件，进行几次冲孔作业，以使孔内填充物更加致密，提高孔的稳定性[6]。待冲锤至钻头顶端距护筒下方1m处，采用高行程常规钻进，直到钻完为止，以确保孔壁的稳定性和完整性。这样可以有效地避免开孔过程中因冲击振动而造成邻近孔洞坍塌，提高施工安全性。

在冲孔作业实施过程中，钻孔进程受到地质条件的显著影响。对于那些容易发生塌孔的现场土质，为保证孔壁稳定，推荐采用0.5m行程冲孔。可在钻孔中掺入黏土，以增加泥浆的浓稠度及较高的密实度。另外，可在孔壁中掺入卵石、碎石、碎石块，以保证泥浆对孔壁的稳定。针对黏土地层，为保证钻孔稳定，防止出现埋钻、卡钻等现象，推荐采用中行程打孔（通常推荐使用0.75m行程），用低浓度的泥浆优化钻孔效果。

当冲孔过程中遇到岩石或密度较高的卵石层时，为了确保该区段内的冲孔质量，将冲程提升至1.0m左右。通过采用高冲程施工的方法，能够有效地处理此类地层问题，确保冲孔作业的顺利进行。

2.3 排渣与清孔

2.3.1 排渣

在钻孔工作到护筒下面4～5m时，即可进行排渣处理。利用排渣器，对井中残留物进行有效地清理。为保证排渣质量，还应按水泥浆比重适时调整水、泥的配比，这对提高排渣工作的稳定性和保证钻孔清洁有重要意义。通过持续关注泥浆比重，并进行相应的调整，以确保抽渣作业顺利进行，并为后续施工打下良好的基础。

2.3.2 清孔

在钻孔达到设计标高要求后，为了确保孔底的清洁度，需要立即开展清孔作业。采用空气吸泥机进行清孔操作，其基本原理如图2所示。清孔工作应当迅速进行，以避免因孔内沉渣和沉积物增多而增加清孔的难度和工作量。为了确保清孔效果，钻孔结束与清孔工作之间的间隔时间不宜太长。在清孔环节，还需要特别注意保持孔内水头的稳定。

水头的稳定性是非常重要的[7]，在保证水位稳定的前提下，增加泥浆的比重或提高孔内液体的循环，有利于预防坍塌。通过及时清孔并保持孔内水头的稳定，可以有效地减少清孔工作量，提高工作效率，并确保施工过程中的安全性和稳定性。

2.4 钢筋笼施工

2.4.1 钢筋笼制作与运输

在制作钢筋笼过程中，质量控制至关重要。为了确保质量可靠，钢筋笼必须经过质量验收部门的严格检查和验收。在钢筋笼运输过程中，需要采取有效的保护措施，防止其在输送过程中受到损坏[8]。钢筋笼生产现场与现场可能有较大的偏差，导致其在运输中出现质量变形和弯曲等问题。为保证钢筋笼的平稳运送，应采用稳固装置、加固支架等有效措施，防止施工中出现事故。

2.4.2 钢筋笼吊装

在吊装过程中，需采用两条等长的吊索作吊点，一条钢丝绳用来固定钢筋笼，另外一条钢丝绳对钢丝笼进行加固，以有效地减少钢筋笼与孔壁之间的碰撞，确保钢筋笼的完整性和稳定性。多数钢筋笼都需要进行接头安装，在进行接头安装时，必须严格控制接头的质量，确保其牢固可靠。同时，在主筋与箍筋上需要安装混凝土垫块，以保证钢筋笼的结构不受损坏。

2.4.3 钢筋笼下放

在进行钢筋笼的下放过程中，要注意控制下放速率，防止由于下降过快而引起钢筋笼与孔壁的过分撞击。过快的下放速度不仅可能损坏钢筋笼的结构，还可能影响钻孔的质量。在下放过程中，需要实时监测钻孔中的水位变化，确保施工过程的顺利进行。如果发现任何问题或存在难以预测的事故隐患时，需要及时采取相应的解决措施，确保施工安全和质量。

2.5 水下混凝土灌注施工

在混凝土浇筑施工中，拌和料的质量是影响混凝土浇筑质量的关键因素。要保证混凝土的浇筑效果，就需要对混凝土进行科学拌和，并对混凝土质量进行严格控制。混凝土灌注如图3所示。

2.5.1 施工前准备

在正式灌注前，必须认真地检查灌注的混凝土高度和钻孔桩的实际位置，以防止出现桩径过长或过短、桩位偏移等问题。

2.5.2 施工要点

在灌注施工时，要注意回水情况，对钻孔的具体条件进行仔细地分析。在此基础上，对钻孔灌注桩进行科学地分析与评判，以进一步提升其稳定与安全。在水下混凝土灌注施工中，混凝土需求量可以通过下述公式计算得出：

V=pD2/4（H1-H2）+pd2/4h1 （3）

式中：V代表第一次浇注混凝土的用量；D代表桩孔直径；H1代表桩孔底部到导管底部的距离，通常为0.4m。H2代表导管初次埋置深度；d代表导管内径；h1代表桩孔内混凝土达到埋置深度。

在管道中，水泥桩需要使管道外部压力（或泥浆）保持平衡，通常将下述公式作为泥浆配置的依据：

q=VP1=[（P2-P3）/（P1-P3）]h1 （4）

式中：q代表泥浆配置比例，P1代表黏土密度，P2代表要求的泥浆密度，P3代表水的密度。

2.5.2 施工后检验

施工完成后，还要检验钻孔灌注桩的成型情况和固化效果。通过这些检验，可以进一步确定混凝土灌注的质量，确保其满足施工要求和设计标准。

2.6 安全管控措施

在钻孔灌注桩施工过程中，安全问题不容忽视。首先，要对工程机械进行定期检修，以保证其使用的安全性、可靠性。其次，在施工过程中，应设置安全警示标志和安全防护设施，防止意外事故的发生。此外，应对施工人员进行安全教育和培训，提高他们的安全意识和自我保护能力。同时，应加强施工现场的安全监管工作，确保各项安全措施得到有效执行。

3 结束语

本文详细介绍路桥工程中钻孔灌注桩技术流程、操作方法以及注意事项。通过分析制备泥浆、开孔作业与冲孔作业、抽渣与清孔处理、钢筋笼制作与下放、水下混凝土灌注施工等关键环节，阐述在施工过程中应关注的要点，相关研究成果可为类似工程提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 陈代久.中强性膨胀土层桩柱一体超深旋挖钻孔灌注桩施工技术分析[J].四川水泥， 2024 （1）：170-172.

[2] 王春琪，王淑霞.复杂地质条件下的钻孔灌注桩成桩技术在夏桥泵站中的应用研究[J].长江工程职业技术学院学报， 2023，40 （3）：5-10.

[3] 钟杰，周楚荣，何龙，等.岩溶地区超高层项目钻孔灌注桩施工技术及质量控制研究[J].建筑技术，2023，54（22）： 2739-2741.

[4] 刘锋.九江大桥水下桩基防护工程钻孔灌注桩质量管控方法分析[J].工程技术研究， 2023，8 （21）：144-146.

[5] 李祥，陈明玉.现代工业化背景下钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁建设中的应用研究[J].建设机械技术与管理，2023，36（5）：125-127.

[6] 陈泓予，韩邦栋，王娅梅.地铁明挖车站中钻孔灌注桩施工技术运用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2023（30）：94-96.

[7] 夏玉云，杨志刚，乔建伟，等.珊瑚礁灰岩钻孔灌注桩承载特性试验研究[J].施工技术（中英文），2023，52 （19）：96-102.

[8] 康叶建，杨军，王广亮.坚硬岩层条件下的冲击钻钻孔灌注桩施工工艺研究[J].工程技术研究，2023，8（19）：93-95.