桥梁钻孔灌注桩施工技术研究

摘 要：钻孔桩施工质量好坏直接关系到桥梁的施工质量和使用安全。文章结合施工工程钻孔桩施工的成功实践，详细阐述了桥梁钻孔灌注桩的施工，可供同类工程施工参考。

关键词：桥梁；钻孔灌注桩；施工

1 工程概况

某桥梁桥长140.5m，桥梁上部结构为单箱单室变截面箱梁，梁体采用纵向预应力结构。桥梁下部结构分为0号、3号桥台，1号、2号桥墩。基础采用4根φ1.5m钻孔桩，按嵌岩桩设计。1号、2号桥墩均采用圆端形实体墩，承台为矩形混凝土承台，基础采用φ1.8m钻孔桩，每墩设4根桩，按嵌岩桩设计。3号桥台，设盆式支座，基础采用4根φ1.5m钻孔桩，按嵌岩桩设计。钻孔灌注桩是其施工的重点。

2 钻孔灌注桩施工

采用冲击钻机成孔，导管法灌注水下砼施工方法施工，其施工工艺流程见图1。

具体施工方法为：

（1）施工准备。桩基定位后，四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。对原地面整平并碾压密实，保证钻机作业高度和机械的稳固，并将泥浆池开挖完毕。由于该桥1号、2号墩部分桩基处于既有芙蓉江岸边，枯水期水位在承台基础下，钻机平台采用筑岛法填筑平台。

（2）护筒埋设。护筒采用整体式钢制护筒，壁厚4mm，内径大于桩径20cm。护筒的埋设采用挖埋法，埋置深度2m，坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒。在护筒埋设好后，在顶部焊加强筋和吊耳且开出水口。

（3）泥浆制备。泥浆采用高粘度粘土或膨润土制备，采用自然造浆方式进行护壁，制备泥浆的性能指标为：相对密度1.1-1.2，粘度18-24s，胶体率≥95%，失水量≤20mL/30min，泥皮厚≤3mm/30min，静切力1-2.5Pa，PH值8～11。

（4）钻孔。吊装钻机使钻机中心对准桩位中心十字线，钻机定位后，底座必须平整、稳固，确保在钻进过程中不发生倾斜和位移。钻进时，先小冲程钻进到钻头全高后正常的冲击。冲击钻进过程中，孔内水位要高于护筒底口500mm以上；掏取钻渣和停钻时，要及时向孔内补水，保持水头高度。

（5）检孔。当钻孔达到设计深度后即停止钻进，适当进行清孔，提钻进行测孔。测孔完成后，下钻继续向孔内注入泥浆，通过冲击锥低冲程的反复冲搅，利用泥浆循环方式使孔底沉碴随着泥浆排出孔外。

（6）第一次清孔。测孔完成后，下钻继续向孔内注入泥浆，通过冲击锥低冲程的反复冲搅，利用泥浆循环方式使孔底沉碴随着泥浆排出孔外。

（7）钢筋笼制作与安装。钢筋笼加强筋采用双面搭接焊，搭接长度为11cm，焊接时采用焊架固定。钢筋笼接头的焊接采用单面搭接焊，搭接长度不小于10d，接头错开间距不小于35d（d为钢筋直径），且不得小于50cm。为确保钢筋笼加工精度，钢筋笼加工在提前做好的胎架上进行钢筋笼制作。根据设计要求，声测管埋设经与监理单位、检测单位确定后按其要求埋设，检测结束后每根钢管采用压浆封实。桩身钢筋笼分段制作完成后，按照编号采用平板车运至现场，用吊车将钢筋骨架吊入桩孔内，每下完一节钢筋笼后用钢管或方木固定，再用吊车吊住另一节钢筋笼进行焊接。吊入钢筋笼时对准孔位轻放慢放。钢筋笼骨架的保护层厚度根据设计要求采用焊接定位钢筋控制，设置密度按竖向每隔2m设置一道每道沿圆周布置4个。钢筋笼下放至标高后，用4根Φ16钢筋将其与钢护筒焊接，以防止钢筋笼在混凝土灌注过程中下沉或上浮。

（8）导管安装。导管采用直径φ300mm、壁厚6mm的无缝钢管。导管的连接采用法兰盘连接。并在两法兰盘之间垫有4～5mm厚的橡胶止水垫圈。在下导管前，采用水密承压和接头抗拉试验，检查其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密。

（9）第二次清孔。待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清孔。清孔的方法是用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴。清孔标准是泥浆相对密度控制在1.03～1.10，黏度17～20Pa·s，含砂率<2%，胶体率>98%，复测沉碴厚度在2cm以内，此时清孔完成，清孔完成后报监理工程师检验完成后立即浇注水下砼。

（10）混凝土的灌注。砼灌注前，首先根据桩孔直径、导管内径等要素计算首批砼的需要量，确保首批砼灌注时能将导管埋置在1m以上。1.5m钻孔桩首批混凝土方量V=（3.14×0.32/4）×h+（3.14×1.52/4）×1.4=3.25，h=44×12/24=22，1.8m钻孔桩首批混凝土方量V=（3.14×0.32/4）×h+（3.14×1.82/4）×1.4=4.33，h=22×12/24=11。V=πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4，式中：V-灌注首批混凝土所需数量（m3）；D-桩孔直径（m）；H1-桩孔底至导管底端间距（m）；H2-导管初次埋置深度（m）；d-导管内径（m）；h1-桩孔内混凝土达到埋置深度时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度（m）；h1=Hw*γw/γc，式中Hw

指桩孔内水或泥浆的深度（m），γw指桩孔内水或泥浆的重度（kN/

m3），取12kN/m3，γc指混凝土的重度，取24kN/m3。尽量缩短自砼搅拌至运输到现场的时间，以迅速、不间断为原则，防止在运输中产生砼离析，灌注前砼坍落度损失（比出罐时）不得超过2cm，如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌，严禁直接加水处理。砼灌注时间不得超过首批砼的初凝时间，当砼运至灌注地点时，检查其均匀性和塌落度，不符合要求时坚决不得使用。在灌注砼的过程中，要注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，每灌注一盘后，及时用测绳检测砼面的上升高度，计算出导管在砼中的埋深，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时要保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。为保证桩顶砼质量，要比桩顶设计标高超灌不小于0.5m作为保护桩头。

3 结束语

采用上述方法，成功完成了该桥钻孔灌注桩的施工，钻孔桩施工中和施工后的各项质量检测指标均满足设计规定要求，表明该文提出的施工方法是可行的，为桥梁钻孔灌注桩施工提供了技术借鉴。

参考文献

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[2]叶元芬，高云峰.某桥梁钻孔灌注桩掉钻分析及治理[J].城市道桥与防洪，2015（12）：25-30.

[3]李志伟.公路桥梁钻孔灌注桩的施工技术和质量控制要点[J].交通世界，2012（4）：41-43.

作者简介：柴嘉（1983-），男，辽宁辽阳市人，助理工程师，本科。