桥梁钻孔灌注桩施工技术研究

王浩炼 钱海钢

摘要：钻孔灌注桩作为隐蔽工程，是桥梁的基础工程，在桥梁工程中占据十分重要的地位，对确保钻孔灌注桩的施工质量具有重要的意义。文章结合具体工程实例，从施工顺序、护筒施工、钻孔灌注桩施工等方面分析了桥梁钻孔灌注桩施工技术。

关键词：桥梁工程；钻孔灌注桩；施工技术；水下混凝土灌注；护筒设计

中图分类号：TU753文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）15-0064-03

对于桥梁工程，钻孔灌注桩作为隐蔽工程，是桥梁的基础工程，其重要性不言而喻。所以，其施工技术在很大程度上决定了施工的效果。在施工过程中，要根据桥梁的特点，选择合适的钻机，制定合理的施工工艺，做好施工组织工作及技术交底工作，充分做好施工的准备工作，明确工程人员的职责。混凝土施工要做到连贯、迅速，降低发生事故的几率。

1工程概况

某一桥梁的主桥一共有96根钻孔灌注桩，其中16根Φ1.5m，80根Φ2.5m。一共长6400m。其中，有8根应用在26号墩上，每根桩长60m，有40根应用在27号墩上，每根桩长65m，有40根应用在28号墩上，每根桩长70m，有8根应用在29号墩上，每根桩长65m。地质状况以粘土、亚粘土为主，且含有少量的砂土夹层。

2钻孔灌注桩施工流程

施工流程的合理布置，对于施工质量及进度有很大的积极作用。根据该工程的具体情况，工程人员确定钻孔灌注桩的施工流程如下：

10#墩基桩施工→施工便桥施工、9#墩钻孔工作平台施工、8#、7#墩基桩施工→进行9#墩基桩施工（调配6～8台钻机）。

3钻孔桩护筒施工

3.1护筒设计

钻孔桩设计桩径为Φ1.5m，根据以往的施工经验，工程人员决定将护筒直径设定为1.8m。7#～8#、10#～11#墩为陆上桩，护筒长度设定为3m，采用8mm钢板卷制。9#墩钻孔桩为水中墩，护筒长度设定为6m，用10mm钢板卷制而成。

3.2护筒施工

第一，钢护筒在车间内分节加工，每节长6米。所有钢护筒采用60型振动锤进行振动下沉。为防止护筒变形，护筒内设置多道临时米字型剪刀撑，随着护筒的下沉，及时把剪刀撑取出。

第二，护筒施工。9#墩钢护筒在钻孔平台上利用振动锤及导向设施来完成。依据桥位控制点，用全站仪放出钢护筒（即桩基位置）的准确位置，并在平台上设桩位临时控制点。在沉设护筒时，随时检查其平面位置，发现偏移立即进行校正。为了控制钢护筒下沉垂直度，导向架拟定5ｍ高。钢护筒在导向架内振动下沉，并在下沉过程中随时对护筒垂直度进行检查校正。7#、8#、10#、11#墩处于陆地上，钢护筒长度较短，用振动锤直接下沉钢护筒，不需要导向装置。下沉过程中，用两台经纬仪进行护筒垂直度观测。

4钻孔灌注桩施工

根据以往的施工经验，结合本工程的特点，工程人员认为该工程必须利用大型钻机进行钻孔，施工方法为正循环钻孔。在钻进的同时还要采用钻头配重减压、保证泥浆性能及提高水头压力等措施，以确保钻孔的质量。

4.1钻孔

第一，先安装好大型钻机，保证钻机稳固，顶端应保持水平，以免在钻孔过程中出现重力不均而向一边倾斜移动。确保钻孔中心和钻机顶部的起吊滑轮中心处于同一垂线上，一边钻孔，一边检查，发现问题，及时分析解决。

第二，运用增重减压的方法进行钻孔，确保孔底的承受力控制在钻具重量之和的80%以内（忽略浮力），防止出现斜孔、扩孔及弯孔等不良现象。

第三，一般情况下，在成孔时，泥浆的维护管理具有重要的意义。本工程每隔30min就进行泥浆稠度及相对密度检测一次。结合泥浆成分的变化推测出孔内、护筒脚等部位可能发生的改变，从而有针对性地采取对治措施。在桩基施工过程中，还要严密关注运河流量及水位状况，以便及时对泥浆面位置进行调整。

第四，钻孔过程中采用减压钻进的方法，保证沉孔的垂直度，尽量保证孔内泥浆面高出江水面1.5m以上，以确保孔壁稳定。当钻头到达设计标高时，应观测出渣情况，确定钻头处地质情况与设计要求相符后，将钻头提高孔底30cm，钻头空转，维护泥浆循环。

4.2清孔

在钻孔、成孔后，成孔质量经过监理人员检测合格后，要及时进行清孔工作。本工程清孔工作分为两步进行。待终孔时开始进行一次清孔，然后等到钢筋笼和导管安装完毕后，在进行一次清孔。在清孔过程中，孔底500mm范围内的泥浆比重控制在1.25之内，含砂率控制在8%以内，黏度控制在28s以内。孔底沉渣测定常用的方法是垂球法，靠手感判定。端承型桩控制在50mm以内，摩擦型桩控制在100mm以内，抗拔、抗水平力桩控制在200mm以内。

4.3制作、安装钢筋笼

灌注桩的钢筋笼制作前，应将钢筋除锈、整直，主筋不得有局部弯曲，钢筋骨架宜分段制作，每段长8～12m，分段后的主筋接头应互相错开，保证同一截面内的接头数目不多于主筋总根数的50%，两个接头的间距应错开距离不小于40d且大于50厘米。利用汽车将分节钢筋笼运至现场，利用吊机现场吊装。首先下放第一节钢筋笼，然后在检测管内注满清水，随即下放第二节钢筋笼，并组织专业钢筋工进行上下两节钢筋笼的挤压套管连接，时间控制在30min内，连接完成后，继续下放钢筋笼，并用型钢临时固定，然后再次在检测管注入清水。以后钢筋笼的安装重复以上程序。

为了在埋设钢筋笼及灌注桩混凝土时，确保保护层厚度，钢筋骨架上事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距混凝土垫块，这些垫块能可靠地以等距离绑扎钢筋骨架周径设，其沿桩长的间距不超过2m，或者采用其他有效方法以保证图纸要求的保护层得到满足，横向圆周不得少于4处。钢筋笼搬运时应防止扭曲，两段钢筋笼的连接采用焊接。钢筋笼安装由60t浮吊进行安装。桩的钢筋笼骨架，在混凝土灌注前放入孔内。如果混凝土不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注，则钢筋骨架应从孔内移去。支承系统应对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。钢筋笼尺寸应符合设计要求。

4.4导管

灌注导管采用300mm导管2套，每套长150m。于吊装前需要进行导管试拼，并要求做好试压试验（压力1.7MPa），确保导管的密封性良好。现场拼接时要保持密封圈无破损，接头要严密，管轴要顺直。

4.5水下混凝土灌注

本工程钻孔桩混凝土灌注时，采用HZS-60 50型型混凝土拌合站拌合，并配有200kW发电机1台，以便施工不受意外停电的影响。北岸采用3辆混凝土罐车运输，南岸配备2辆混凝土罐车，罐车为6m3。

提高混凝土抗裂性能的一个重要的手段就是采取措施将混凝土初凝时间推迟，可以考虑添加适量的缓凝减水剂，本工程由于采取这一措施，延迟混凝土初凝时间7～8h，效果良好，在6h内灌注完毕115m的灌注桩。

对导管要严格做好水密、承压和接头抗拉试验。在第一批混凝土灌注时，要保证导管下端离孔底的距离保持在20～25cm范围内，混凝土中导管插入深度控制在1m以上。

灌注混凝土过程中，混凝土顶面高程要密切观测，导管保持在约3m的埋深，混凝土灌注要连续进行，一次性灌注完毕，避免管内有气囊产生。当混凝土面接近钢筋笼时，适当加大导管埋深，减缓灌注速率，主要为了控制混凝土对钢筋的冲击力，导致钢筋笼出现上浮现象。当混凝土进入钢筋笼一定深度后，应将导管适当往上提，使钢筋笼在导管下口有一定的埋深。

在灌注后期，要对灌注量进行核查，提高灌注速度，适当加大混凝土冲击力，主要是为了提高混凝土的压力，从而提高其密实性。为了保证桩头混凝土质量，最后灌注时导管在1～2m范围内上下移动，桩顶超灌1m左右的混凝土。为了便于后期桩头破除工作，灌注完毕之后，及时利用特制吸浆泵系统排除超灌混凝土水泥浆，但要确保不会挠动桩顶以上50cm内的混凝土。

5结语

总之，随着我国大型桥梁的不断涌现，对施工技术提出了越来越高的要求，而施工质量的影响因素也大大增多。钻孔灌注桩由于其自身的技术有点，得到了广泛的应用，并且成为决定桥梁工程质量的关键点之一。近年来，我国孔灌注桩施工技术不断提高和逐渐成熟。但仍存在一些如施工难度大、检测方面的问题，需要进一步探索，积累经验，提高施工质量。

参考文献

[1]陈跃庆编．地基与基础工程施工技术[J]．机械工业出版社，2003．

[2]高锋金．桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术浅析[J]．中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（7）．

[3]闫素丽，程显龙．试述钻孔灌注桩的施工技术与质量控制措施[J]．黑龙江科技信息，2007，（19）．

[4]陶兴文．上海地区钻孔灌注桩后压浆技术的设计与施工[J]．探矿工程（岩土钻掘工程），2001，（4）．

作者简介：王浩炼（1974-），男，浙江绍兴人，供职于浙江金桥建设集团有限公司；钱海钢（1975-），男，浙江绍兴人，供职于浙江金桥建设集团有限公司。

（责任编辑：赵秀娟）