浅谈桥梁工程的钻孔桩施工技术

胡小明，李鸿歆

（中鼎国际工程有限责任公司 市政工程分公司，江西 南昌330096）

钻孔桩是在泥浆护壁的前提下，利用机械钻进形成桩孔，然后采用导管法进行水下混凝土的灌注。目前，钻孔桩技术正被广泛应用于各类桥梁的建设中。钻孔桩技术中钻孔、灌注混凝土等工作对作业人员的业务熟练程度有较高的要求，所以要对整个施工过程有清晰和全面的了解，并能对施工过程中出现的各种问题进行及时妥善解决。

1 钻孔桩施工前的准备工作

1）施工前要认真分析相关设计图纸和地质报告，对应研究现行规范标准，并对施工现场进行勘察、测量和整平。首先，使用推土机对场地进行平整处理，然后组织工作人员进行杂物清理等，清表结束并自检合格后，上报监理单位对清表高程、断面进行复核。另外，还要审查施工方案具体细节和施工各工艺流程、技术、安全措施等是否达到施工要求。同时还要对方案中可能出现的突发事件的应急预案进行审查，确认其符合施工要求。

2）根据施工方案具体要求检查施工过程所使用的水源、沉淀池、泥浆池等，对使用的导管要检查其出厂合格证，并进行水密性承压试验。要检查灌注混凝土的料斗尺寸是否与方案中的具体要求相符合。对施工中使用的各种原材料要严格控制其质量，坚决杜绝不合格材料用于施工过程。当工作钻机就位后，要检查其水平度及固定情况，在具体成孔时应检查泥浆指标，发现超标情况要及时进行调整。

3）认真勘查施工地点的工程地质条件，选择合适的钻机类型。桥梁钻孔桩施工中所用到的钻机主要有旋挖钻、螺旋钻、冲击钻等，其中最常见者为冲击钻成孔。冲击钻成孔适用于多种地质条件，被广泛地应用于卵石、坚硬漂石、岩层及各种复杂地质的桥梁桩基施工中。而在具体的施工过程中，要依据具体地质情况调整钻孔方法。例如，在淤泥层、粘土层、全风化层进行钻孔时，可以选择使用刮刀钻头。当进入较硬的岩层后，则使用牙轮钻头，充分发挥两种钻头各自的优点来提高钻进速度，保证桩孔的质量和成孔的安全性。

2 钻孔桩施工的具体流程

1）护筒的埋设

（1）在施工过程中，大多采用钢制护筒，旱地施工所需护筒的筒壁一般用5mm厚的钢板制作而成，长度控制在2～5m。如果是用于深水中，则要采用厚度均匀的钢筋混凝土作为护筒，壁厚控制在为8～10cm之间，每节的长度为2m左右，每节护筒内主钢筋的上下端还要各焊一个8 mm×80mm的扁钢圈，作为连接上下两节护筒所用。

（2）在进行护筒的埋设时，地下水位在地面以下超过1m时，采用挖埋法。当地下水位较高使用填筑法，使护筒顶端比其地下水位或者施工水位高1.5m以上，边坡为1∶1.5。

2）钻进

钻进前要调好工作平台，保证平台水平且牢固，并检测泥浆比重在1.05以上后开始钻进。钻进过程中，要随时检查平台的水平度，一旦发生倾斜要及时调整。另外每钻进3～5m，就要检查一次泥浆性能指标和成孔质量，发现问题及时解决。钻孔作业要分班进行，采用轻压慢钻，且保证连续不中断。升降钻具时要平稳操作，防止发生碰撞等现象。因故停钻时一定要确保有规定水位及泥浆，防止塌孔发生，并要将钻头上提2m左右。钻孔过程还需要根据实际地质状况调整不同指标的泥浆，如果通过漂石层时表面不平整，应先投放粘土或小片石将表面垫平，再冲击钻进，防止发生斜孔和塌孔现象。

3）清孔

达到施工设计要求的深度后，可以开始清孔工作，一般采用换浆清孔法。当泥浆比重达到1.15～1.18时，再放置钢筋笼。

4）下放钢筋笼

钢筋笼要在施工现场分节进行制作，根据定尺钢筋长度及钢筋笼长度确定所要制作的长度。做好后要经监理方验收合格方可使用。钢筋笼的连接方式采用单面搭接焊，焊接长度为10倍钢筋直径并保持上下两段的顺直和焊缝的饱满。在吊放钢筋笼时要确保骨架垂直且缓慢下放，严格控制钢筋笼高度，用2根钢筋将其固定在正确的标高位置上。

5）放置导管

根据孔深配制好相应的导管节数，并一次性安装到位。放导管时保证位置正确，卡口旋紧，导管底要与孔底保持30cm左右的空隙，防止导管进入沉淀中。

6）二次清孔

放好导管后，要通过导管进行二次清孔，测定好泥浆比重且孔径、孔深等均符合设计要求，然后上报监理，经监理批准后开始浇注混凝土。

7）灌注混凝土

在进行混凝土灌注时，要保证导管埋入混凝土的深度不小于1m，灌注过程中导管埋深一般为2～6m为适。灌注混凝土的整个过程速度要快，并随时测量混凝土标高，混凝土桩顶标高要高出设计标高50cm左右。

8）清理桩头

当桩身混凝土达到设计要求的强度后即可清除桩头的混凝土，开挖基坑，整个施工即结束。

3 钻孔桩施工中可能出现的问题及处理

1）钻孔桩施工过程可能出现的问题

（1）坍孔。钻孔内水位下降、钻具长时间不进尺、钻头无法运转、钻机发出异响，则表明孔内出现坍塌。

（2）钻孔偏斜。当钻孔偏斜较大时会造成施工困难，改变桩的受力状态，影响使用。

（3）钻孔漏水。护筒埋设不合理或者在透水性强的砂砾中施工时，会出现漏水。

（4）钻杆折断。钻头或钻杆在孔底留置时间过长有可能会发生埋钻或埋杆，加上钻具使用不当，极易引起钻杆折断。

2）钻孔过程中事故的预防及处理

（1）坍孔。钻孔时要选用适合的泥浆，并保持足够的水头高度，按要求埋设护筒。一旦发生孔口坍塌，应立即拆除护筒并回填钻孔，并重新埋设护筒后再进行钻进工作。如坍孔现象较为严重，则将钻孔全部回填，并暂停一段时间后再钻进。

（2）钻孔偏斜。钻孔前要认真检查钻杆，在安装钻机时，应保持转盘顶面的水平，如果发现钻孔偏斜，应该及时纠正。

（3）钻孔漏水。发现漏水时，首先要判定漏水原因，然后采取相应措施。砂砾中施工时漏水处理方法一般采用孔中加粘土搅合泥浆，使之形成有效的泥浆护壁防漏，粘土加入量根据地质和漏水情况而定。

（4）钻杆折断。在钻孔时要避免使用有磨损的钻杆，施工过程也要经常检查钻具的磨损情况，对于不合要求的钻杆要及时进行更换。

4 应用实例

沈阳至丹东客运专线TJ－3标跨丹通高速公路特大桥，桥址区地下水类型为第四系潜水及基岩裂隙水，地层由上往下依次为粉质粘土、细圆砾土及粗角砾土，风化等级W4的花岗岩，风化等级W3的花岗岩，风化等级W2的花岗岩。设计桩长23～32m。根据施工图纸与现场踏勘，桥桩基为柱桩、摩擦桩，桩基成孔方法采用冲击钻成孔。前期钻孔过程中，连续多根孔桩出现孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺等现象。经分析原因是，作业人员未根据进尺深度及时捞取渣样判明土层变化，在通过砂砾层时孔内水严重流失造成孔内水头高度不够，另外泥浆相对密度不够使孔壁未形成坚实泥皮，最终导致孔内坍塌。经研究处理措施为：轻微坍孔采用加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁；坍孔严重要先判明坍塌位置，回填粘质土到坍孔处以上2～3m或全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进；再次钻孔要及时补充泥浆，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆，保证孔内必要的水头高度。本工程顺利通过了甲方验收，工程质量全优。

5 结语

公路桥梁钻孔桩的具体施工流程较多，并受到多种因素的影响。因此，公路桥梁钻孔桩在具体施工前，要充分做好施工前的各项审查和准备工作，合理安排工程的施工进度。在具体施工过程中，要严格按照规章制度进行施工，做好各项技术的跟踪管理。要密切关注整个施工过程，对于施工过程中出现的问题要及时采取措施进行解决，确保最终成桩的整体质量。