浅谈公路桥梁施工中的钻孔灌注桩技术

莫桥清

【摘 要】钻孔灌注桩是公路桥梁中常用的基础形式之一，因属隐蔽工程，施工工艺较为敏感，任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故，本文结合施工实践对该技术进行相关探讨，以更好地指导施工，保证质量安全，提高社会及经济效益。

【关键词】公路桥梁；钻孔灌注桩；施工

钻孔灌注桩于上世纪40年代初在美国问世，我国于上世纪60年代初引进该技术，所谓钻孔灌注桩，是指在工程现场在泥浆护壁条件下，通过机械钻孔在地基士中形成桩孔，并在孔内放置钢筋笼、采用导管法灌注水下混凝土而做成的桩，由于其对不同的地质条件均有广泛适应性，且具有操作方便、施工安全、抗震性能佳、对邻近结构影响小等优点，因而在各种工程特别是公路桥梁中得到广泛应用，成为公路桥梁常用的基础形式之一。然另一方面，因钻孔灌注桩是一个需要在短时间内连续完成的地下（或水下）隐蔽工程，且施工程序繁琐，施工难度较大，技术要求也较高，任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故。基于此，本文拟结合自身实践就该技术进行粗浅探讨，以供参考。

1.钻孔灌注桩施工前准备工作

完备的施工准备是保质、保量、按期完成施工工程的基础，具体如下：（1）严审施工计划方案，查看各项目工程是否合理，面对预想存在的问题是否有所预防。同时，要善于从施工计划中前瞻性地发现存在的问题，及时提出相应对策，确保施工工程的顺利完成。（2）复测检查钻孔灌注桩施工中所用的测量仪器，调整好机器，在使用钻机设备前要检测护筒位置是否准确，护筒高度是否适当，以及钻机的水平情况及稳定情况，等。（3）确保排水系统的完善，保持顺畅的排水状态，保证各桩位的混凝土能够顺利到达排水口，灌注时所产生的混凝土泥浆可顺利排出。（4）对细骨料、水泥等原材料的质量问题进行检查，确保所用材料均符合施工规范要求，严禁使用不合格材料。

2.钻孔灌注桩施工要点

钻孔灌注桩工作量大，工序繁多，一般含场地平整、测量放桩位、埋设钢筋混凝土井圈护筒、钻孔、一次清孔、钢筋笼制作安装、复测桩位、二次清孔、混凝土浇筑、桩身质量检测等，但另一方面，因各施工现场情况不同，因此施工工艺流程也不尽相同，本文主要探讨如下四大阶段的施工要点：

2.1钻孔

在完成所有准备工作后，钻机即可就位进行钻孔，具体如下：（1）安装钻孔机械，并将其移至事先进行放样的钻孔位置；（2）试运行钻机并确认其运行状况，以确保其正常运转。（3）开始钻孔。为确保孔内泥浆储备达到一定深度，应启动泥浆泵及转盘启动，钻进速度要均匀，直到成孔为止。钻进时合理利用钻头的往返运动冲击孔底及周围土层，从而最大限度地将孔内的粘土及砂石排除干净，同时要注意掌握规范的动作，切实避免坍孔、钻偏、卡钻等施工事故的发生。

2.2一次清孔

清孔是为了彻底清除桩孔孔底的沙砾、岩石颗粒等沉渣，它是灌注桩施工的关键技术阶段。一般在冲孔达到图纸规定深度且成孔质量符合图纸要求后即可实施清孔，清孔时应保持孔内水位高出河流水位或地下水位1.5～2.0m，以预防冲孔的任何塌陷。此外，护筒壁外往往附着较多的泥浆，清孔时要将这些泥浆都清洗除干净，并清除干净孔底沉渣及泥砂等沉淀物，同时要确定清孔后孔底沉淀厚度在图纸规定值及规范要求之内。

2.3钢筋笼制作与安装

清孔达到要求后即可制作并下放钢筋笼，要点如下：（1）选择适合的钢筋笼材料。从工程设计图的相关要求出发，选用符合种类、型号直径要求的钢筋制作钢筋笼。（2）强化钢筋笼的制作。在进行钢筋笼的制作时，应按照设计图纸与技术规范对钢筋进行调直、除锈、截断、弯折与焊接等操作。尽量保证钢筋笼主筋为整根，若需对接则需用搭接焊接头。（3）钢筋笼的安装。先将四个钢筋“耳环”设置在钢筋笼中间及两端适当位置，以保证钢筋笼外混凝土保护层厚度符合相关设计要求。同时在吊装钢筋笼前，要用与钻孔直径相符的探孔器检测钻孔，检查其内是否有树根、尖石等可能影响钢筋笼安装的障碍物，或是否可能出现钻孔坍塌。钢筋笼吊装时须对准孔位，以预防因触碰孔壁引起坍塌，下落过程切忌强行下放、高起猛落，应尽量竖直慢放、轻放。若有障碍物可采用正反旋转或慢起慢落的方式下落钢筋笼，若以上措施无效则立即停工待原因查明后方能安装。此外，钢筋笼入孔后须牢固定位，并使其保持悬吊状态。钢筋笼的安装后偏差也应保证不大于5cm。

2.4二次清孔及水下混凝土灌注

由于在钢筋笼吊放及沉放导管过程中，泥浆内的沙粒及岩石颗粒始终处于悬浮的状态，很难被混凝土冲击、带到孔口而是永久地沉落在孔底，如此将对桩基础的质量造成严重影响，因此在对桩进行混凝土灌注前须进行二次清孔，确保孔口泥浆达到规范规定的比重要求后再行灌注，水下混凝土灌注要点如下：（1）所用导管应首选无缝钢管，直径以25～30cm为宜，漏斗、储料槽宜用8mm的A3钢板及型钢制成，容积需满足首批混凝土灌注量。为保证桩头混凝土质量，导管埋深应保持在2～6m之间，混凝土顶面高出桩顶设计标高80cm以上，首批混凝土初凝时间大于桩的灌注时间。（2）为满足灌注后导管埋入混凝土面1.0m以上要求，应确保首批混凝土数量足够。为确定首批混凝土埋管深度，灌注后及时对混凝土面高度进行测量，若不合要求则立即用空压机通过导管吸去已灌注混凝土，准备好后重新灌注。（3）为确保混凝土灌注过程中不漏水、不破裂，要保证混凝土导管的水密性、承压及抗拉性均符合要求，在使用导管前对其进行水密性试验，并检查止水胶垫是否完好及是否有老化现象。（4）为将导管埋深控制在2.0～6.0m间，灌注过程中应要专人测量孔深，以准确掌握混凝土面上升高度，以防止埋管过深，避免上层部分混凝土初凝，导管提不起来的事件。同时，做好混凝土灌注记录备查。（5）为确保混凝土拌和按监理工程师认可的配合比拌制，应由试验人员值班，经常抽查混凝土工作性指标，严禁将不合格的混凝土灌注入孔。提升降落导管时为免钩挂钢筋笼或提空导管，动作宜轻、慢。（6）混凝土开始灌注后须连续灌注，切忌中途停顿，以7～9小时内完成为宜。

3.钻孔灌注桩施工质量控制措施

3.1加强原材料的配置

混凝土的配制情况对混凝土桩质量有着直接影响，因此要保证钻孔灌注桩质量，加强原材料的配置尤为重要：（1）保证混凝土的强度、等级及材料等符合设计要求及《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的规定。（2）水泥可选用硅酸盐水泥、普通水泥、火山灰水泥或矿渣水泥。水泥初凝时间应大于2.5h。每立方米的水泥用量应大于350Kg，若掺有粉煤灰或减水剂时最小用量也应大于300Kg。（3）为保证混凝土强度，应优选卵石为粗集料，不宜采用单级配碎石，若选用碎石则应适当加大其含砂率。

3.2严格打桩顺序

钻孔灌注桩的打桩顺序是影响打桩速度及桩基质量的直接因素，一般说来，施工中的打桩顺序主要是从一侧向单一方面进行，从中间向两个方面进行对称打桩，或是从中间向周围进行打桩，在选择何种打桩顺序时，要综合多方面重要因素进行综合考虑后再确定，如工程特点、工期要求、施工地基中土壤的受挤压情况、桩据的大小及桩机的主要性能等，从而在最大程度上保证桩基质量。打桩过程中打桩机械的移动及转向要尽量减少，以加快打桩速度，如从一侧向单一的方面进行打桩的过程中，打桩机系进行单向移动，则较方便桩的就位及起吊，使得打桩效率大大提高。

3.3采取特殊的质量保证措施

在冬季及水下这种特殊环境中施工，需采取一定的质量保证措施。如冬季气候寒冷，则在此季节进行施工时要采取相应的保温措施。在水下施工时，在实施浇注施工前应对混凝土导管进行接头抗拉、承压以及水密性等的具体试验，并将这些导管实施逐节拼接，其中，为方便高度调节，导管长度应该控制在2～4m范围内，导管直径应大于25cm。在进行钢筋骨架与导管的实际安放后进行混凝土浇灌，要严格保证整个浇灌过程连续实施，在完成实际浇筑后还要进行桩的相应质量检测，如桩顶沉降监测及倾斜监测等。

总之，钻孔灌注桩施工是公路桥梁工程中一个重要的关键分项工程，任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故，因此施工过程中每一道工序、每一个环节都必须认真严格地进行，以预防为主，并精细施工过程管理，从而确保整个公路桥梁工程保质、保量、按期完成，提高社会及经济效益。

【参考文献】

[1]柳忠胜.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术要点分析[J].河南建材，2012（4）：153-155.

[2]邓小峰，郭梅.探讨钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的应用[J].大科技，2012（9）：193-194.