桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术

王新利（中交二公局第四工程有限公司）

桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术

王新利（中交二公局第四工程有限公司）

当前我国现代交通发展迅速，桥梁已经慢慢成为了现代交通运输不可或缺的重要一环，尤其是针对地势险要交通不便的地方。一般来说，对于各种桥梁的建设，桥梁住是整个施工最重要的一步，因为桥梁柱的质量某种程度上代表了桥梁整体的质量，桥梁住的施工质量高，桥梁的各项指标才能达标。不过在具体的实现过程当中，桥梁住是首先需要施工的，受到各种各样的因素制约，造成了设计难度与施工难度相比小了很多，因此，要想做好桥梁住的施工，必须在施工过程中使用现代技术。本文从该点出发，分析钻孔灌注桩施工在桥梁桩施工中的应用。

桥梁；桩基础；钻孔灌注

1 引言

钻孔灌注桩是桥梁施工中非常重要的一步，也是桥梁施工的第一步。从20世纪90年代至今，随着钻孔灌注桩的不断持续应用和发展，技术已经日趋的完善和成熟。可以概括来说，现在所应用的桥梁钻孔灌注技术.是出于对建筑行业的灵感而进行的重大改进。根据原有的钻孔灌注桩的技术，能够极大地降低桩基础施工中产生的巨大的难以避免的噪音，也能够比传统的技术施工出出直径更大的桥梁桩，是全球当下最具竞争力的桩基础施工技术。这一钻孔灌注桩的巨大优点不但在独立功能桥梁中起到了中流砥柱的作用，在实现桥路连接的过程中，也表现非常的优异，尤其是在复杂地质地区（河流、山川之间、松软地质）都有着其独特的优势。

2 基桩的分类

按照不同的要求，应该按照不同的施工方法做好行分类：①按照材料进行的分类。按照桩的材料可将其分为木桩，混凝土桩，钢桩以及复合桩。②按照桩起到的作用进行分类，我们可将其分为三类，轴向压缩，侧向压桩以及抗拔桩。③按照桩打入的方式进行分类。可以分为五大类。打入桩，原位桩，静压桩，螺旋桩与粉喷桩。按照施工桩成孔过程我们可以对其分3类，沉管灌注桩，人工挖孔桩和夯扩桩。

3 主要设备和机具

3.1 钻机和砂石泵组

泵吸反循环钻进成孔施工一般需要2个国际通用的重要设备，它们分别为钻机和砂石泵组。我国目前的泵吸反循环钻机和配套的砂石泵一般含有转盘、减速传功系统、操作系统、正副卷扬机、钻机底座、钻塔、行走机构等组成部分。

3.2 钻渣分离设备

钻渣分离的工作方式一定程度上已经确定了设备的结构和工作原理。钻渣分离一般分为重力式以及机械式，重力式设备可以单独工作，不配备任何的机械设备；机械分离设备一般包含机械振动筛，水旋流除砂器。

3.3 钻具

一般来说，综合国内外的所有钻具设备，钻具的结构基本上都是类似的。总的来说，钻具一般都由水龙头、主动钻杆、孔内钻杆和钻头组成，除此之外还会加装加重钻杆和导正器等。其组成和连接顺序如图1所示。

4 钻孔灌注桩成孔施工技术

4.1 反循环钻进成孔施工技术

图1 钻具结构组成和连接示意图

反循环钻进在工作的时候，冷却剂流到孔底起到对钻头冷却的效果，并能同时将大量钻孔留下的渣滓带到孔外，冷却液是由钻杆和孔壁之间的空间流入，从钻杆之间流向外面。因为横截面积较钻杆与孔壁间的面积低一个数量级，所以从钻杆部位冷却液的速度，能够到2～3m/s，相较于正循环的速度提高了一个数量级的级别，甚至多于40倍，这种方式大大提升了排渣的能力，该方法钻孔的能力要优于其他的方法，可以将钻孔留下的渣滓排除的更彻底，干净，因此钻孔效率得到了飞速的提升。

4.2 正循环钻进成孔技术

正循环的特点是，将泥浆加压之非常高，随后在高压状态下通过空心钻杆，由钻杆的底部喷出出，在底部的钻头高速旋转会把底部冲击成渣，被泥浆捕获之后跟随泥浆的运动而运动，最终被排至井外。正循环相比于反循环的优势在于：①设备不复杂，大多数的情况之下，能够直接使用现成的钻探设备，及时不能直接使用，对其经过很小的改动即可满足需求。②设备操作简单，容易上手，且故障率很低，设备稳定。③噪音比反循环降低很多，震动也大幅降低。④设备成本更容易控制。⑤能够很容易满足支撑项目。缺点在于，岩石破碎重复严重。

如果光从结果上来看，正循环相比于反循环而言没有优势。相比于正循环，如果采取反循环钻探的方式施工能够更加高效率地打入到岩屑而进行能量巨大的破碎，渣滓与洗涤液一起被输运会地面，降低了二次伤害，增加了了钻井的效率，最重要的是降低了钻头了日常损耗。在底部的孔可以消除长时间积累的沉积物。不过，虽然反循环比正循环有着更多的优势，采取一般的泥洞墙钻孔，在维持稳定的目的来进行考虑，正循环较反循环反而具备一定的优势。相比于正循环以及反循环成孔做详细的对比，其结果由表1给出。

表1 不同成孔工艺分析对比

5 施工过程的细节

5.1 施工过程中的钻孔和成孔

在该阶段专业的工作者可以按照具体情形选择正、反循环回旋钻机，在进行钻孔时一定要注意必须做到减压钻进，换句话说即使主吊钩从开始到结束一直保持着对钻具一定的拉力，确保孔底钻压地域钻具的重力 （浮力不在计算之内）的80%，这种情况下可以保证在钻孔的过程中，钻的方向为竖直，钻进的过程保持回旋平稳，可以很好的抑制斜孔、弯孔和扩孔。如果选择旋挖钻机钻孔，一定要按照相应地质去选择合适的钻头，首次注入泥浆时务必保证垂直，且要保证泥浆面高于护筒底部50cm以下，钻孔速度严禁过快，因为钻进过快会导致严重的事故发生，钻头的升降速度一般都在0.75～0.8m/s；如果对于松软质的土则钻进速度还要更低才能保证不出事故。值得注意的是，一切的开孔都必须做到准确，低速开始，待钻头全部进入地层后方可按照正常速度进行。再钻进的过程中施工人员务必定要时刻关注钻进的各种指标，若发现问题一定要及时的做好相应的调整，保证钻进的质量，同时避免安全事故。

5.2 施工过程中的清孔以及钢筋笼吊装

钻孔、成孔施工结束以后，一定要对钻孔做好清理工作，循环掏渣清孔、抽浆清洗和换浆清洗等办法，最终使成孔内的渣滓消失。在这个过程当中，孔内水头高度一定不能过高或者过低。此外，钢筋笼的吊装作业一定要在事先焊接好的钢筋骨架支撑下进行。值得注意的是，吊车的承载量一定要大于钢筋笼，如果吊车的承载量无法满足钢筋笼，可以考虑分段进行安装。

5.3 施工过程中的二次清孔、混凝土灌注

吊装完钢筋笼之后，专业的施工人员第一步就是务必确认孔内的泥浆指标是否必须做二次清孔，待检查合乎标准之后以钻孔的实际数据为基础，将之前确认过密封性的导管安装就位，随后做好浇筑混凝土的步骤。除此之外，在该过程当中还必须控制好导管的安装位置，最为科学的深度为距离孔底0.3～0.4m之内；第一批混凝土的数量要保证导管埋的深度不小于1m，要选用流动性和和易性强的混凝土并进行现场检测、检查。为导管安装隔水栓、漏斗。放水之前一定要确保备好足够量首批混凝土，放水时，务必确定混凝土流经导管快速的进入孔内。在灌注混凝土的过程当中，专业的施工团队务必时刻打起精神关注混凝土的灌注情况以及供应的情况，保持全部的灌注时间不大于第一次的混凝土的初凝时间。

6 结语

本文从钻孔灌注桩施工出发，讨论了基桩的分类，主要的设备和工具和钻孔灌注桩成孔施工技术，讨论了反循环钻进成孔施工技术，正循环钻进成孔施工技术和它们的优缺点，讨论了施工的细节过程，包括了施工过程中的钻孔和成孔、施工过程中的清孔以及钢筋笼吊装以及施工过程中的二次清孔、混凝土灌注需要根据不同的情况选定不同的钻孔灌注技术，充分保障桥梁施工的质量。

［1］周 峰.关于桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术的探讨［J］.中国城市经济，2015（23）：211.

［2］陈祝文.桥梁工程深水桩基础钻孔灌注桩施工技术研究［J］.科技展望，2015（2）：36.

［3］徐 涛.关于桥梁工程中钻孔灌注桩基础施工技术的探讨［J］.江西建材，2015（10）：132～133.

U445.55+1

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2095-2066（2016）29-0181-02

2016-9-27

王新利（1982-），男，工程师，2005年毕业于信息工程大学测绘学院，主要从事道路施工工作。