浅析张石高速三期某标段钻孔灌注桩施工技术要点

摘要：伴随经济社会的飞速发展，我国公路（铁路）建设事业不断发展和进步，随着公路里程的延伸，各种形式种类的桥梁争相出现，重型化、大型化的公路运输车辆，交通量随之增加，给公路和桥梁带来了巨大的压力，尤以桥梁基础为关键。文章以工程实例对桥梁钻孔灌注桩基础的施工要点进行了探讨。

关键词：公路桥梁；钻孔灌注桩；钢筋笼制作；钢筋笼吊装；水下混凝土；施工要点 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2016）33-0088-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.044

1 本合同段桩基工程简况

张家口至石家庄公路三期三号地（冀蒙界）至张北段高速公路全长57.813km，路线按双向四车道高速公路标准建设，设计时速100km/h，路基宽26m，桥涵设计汽车荷载采用公路一级，设计洪水频率大、中、小桥和涵洞均采用1/100。其中L6标段位于河北省张北县北部和沽源县西部，里程桩号：K33+000～K43+000。

本标段共含有3×13m空心板中桥两座：4×20m预制组合箱梁中桥一座：4×20m预制组合箱梁分离式立交桥一座：18+2*24+18m预应力砼连续现浇箱梁互通式立交桥一座。其桩基工程：共设计钻孔灌注桩基础

140根。

2 钻孔灌注桩施工准备

2.1 施工场地、设备及平台等准备工作

用推土机或装载机将场地清理、平整、夯实；采用QZ-200型反循环钻机钻孔/三翼空心单尖钻锥。在工地需要打井，以保证水源的就近取水，同时前期的施工电源主要依靠发电机，并且发电机安装在施工平台上，还需要保证混凝土的供应。除此之外，桩基施工采用泥浆池，这样有利于避免污染，还要做好护壁泥浆的相关工作。

2.2 按照设计图进行放线、定桩

进行引测需要根据设计图纸上的测量控制网和水准点，并且安放钻机前，要保证桩位线的准确。测量放线需要依据桩位坐标，同时和全站仪共同判断出桩的具体位置。

3 钻孔灌注桩施工技术要点

3.1 护筒制作及埋设

需要对钢护筒进行焊接作业，同时为整体焊接，然后对护筒进行埋设工作，该工作需要挖设一个坑，坑的直径要比护筒多20～40cm，并且其中心轴线要对准桩位中心，从而确保导向的准确、孔口土壤的稳定、实现孔内外表层水的有效隔离及保护孔口、孔壁不塌。设定护筒的内径为200cm（比桩径大30cm），护筒顶标高超过施工面，大概超过20～30cm。

3.2 制备泥浆

该工程使用的黏土（或膨润土）及水满足的条件为：塑性指数大于25、粒径小于0.005mm的粘颗粒含量大于50，然后用搅拌机将其调制成泥浆，泥浆调制好后放置在钢制泥浆池内以满足后期的需要。

3.3 钻机安装就位及钻孔方法

3.3.1 下钻前，要判断好钻头的准确位置，位置的确定需要以中心定位桩拉线为依据，并且经过多次的重复，才能找到恰当的钻头位置。钻机就位后要保证顶端和底座的平稳，并且用经纬仪对钻臂的垂直度进行仔细全面的测量，准确无误后方可用缆绳将其顶端固定好。钻机刚开始工作需要缓慢钻进，等到钻头或是导向部位完全进入地层后，使初成孔壁坚实、竖直、圆顺，起到导向作用，方可加速钻进。要小心钻进过程中沉陷或是位移的产生，如果出现要马上采取相应的措施。

3.3.2 如果钻机是反循环的，那么开始作业前需要开启转盘和泥浆泵，直到有足够数量的泥浆泵进入钻孔后才能开始钻进作业，在黏性土中宜中等速度、大泵量、稀泥浆钻进；在通过砂层时，应轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆中钻进。

3.3.3 采用泥浆固孔措施，泥浆比重在1.25～1.40之间，孔内泥浆高出水位1.5～2.0m，以防塌孔。反循环钻机钻进时，应连续的补充泥浆，防止钻机只排渣，水头降低而造成塌孔。

3.4 清孔和二次清孔

钻孔至设计标高后应清孔，在浇筑水下混凝土前如果沉渣超过施工技术规范要求时应进行二次清孔。

清孔：当采用循环钻机钻孔时，采用换浆清孔法和抽浆清孔法，将钻头提起10～20cm，并不断旋转，置换泥浆和将其渣物排掉；进行清孔排渣作业时，为避免塌孔，需要保留孔内水头。

二次清孔：除采用开口泥浆盒检查沉淀厚度外，在浇筑水下混凝土前，将孔底沉积过厚的沉渣搅动，使小量沉降的泥浆漂浮后，立即浇筑水下混凝土。

3.5 钻机作业

钻机工作的完成需要不同班组共同努力，同时班组人员要对钻孔施工情况进行记录，在交班的时候需要对下一班人员对钻机作业的相关情况进行说明。钻进施工人员还要了解地层状况，对位于地层变化处的渣样进行研究，并记录其研究结果，其后以地质剖面图为依据，进行对比。

3.6 应对钻孔故障的方法

3.6.1 在钻孔过程中如果出现坍孔、弯孔、缩孔、偏斜、扩孔、埋钻、糊钻等故障的话，需要先确定故障位置，然后对其发生原因进行判定，最后确定处理方法。

3.6.2 处理钻孔偏斜的方法。钻孔会出现不同的偏斜情况，那么其处理方法必然不同。其中如若钻孔不深且偏斜接近于1%的，其处理步骤为校正钻机—反复对钻锤扫孔，使孔垂直；如果偏斜度大于1%，则需要重新钻。另外，如果岩层是倾斜的也会导致钻孔偏斜，这时需要缓慢进行钻进作业，低压下进行钻进，并且通过倾斜岩后方可进行正常钻进作业。

3.6.3 扩孔缩孔的处理方法。如果是因为钻锥、钻杆的摆动太大造成的扩孔缩孔的话，则需要调整钻压，从而有利于避免钻杆弯曲，进而形成扩孔；对于钻头磨损严重造成的缩孔，则需要对其实施补焊作业。

3.7 钢筋笼的制作和吊放安装

3.7.1 可以分段制作桥梁长桩钢筋笼骨架，依据吊装条件确定分段长度（大约为11m），同时保证其形状不变，并且接头不能在一起；钢筋笼的安装需要使用吊车，还要一段一段地进行下沉作业。具体步骤为：第一段进孔后，需要在孔口安置钢管，然后吊起下一段钢筋笼，并且将其底端对准上一段钢筋笼，对正之后进行焊接作业，然后拆掉钢管，将钢筋笼用吊车放入到位。

3.7.2 钢筋笼每隔2～2.5m就架设Φ16～Φ18的钢筋箍，将其加固。同时将环形砂浆垫块安置在骨架的箍筋上，直径满足保护层的厚度需要。

3.7.3 用吊车将钢筋笼安装好，在钢筋笼箍筋和主筋连接处设置起吊点，并且吊点要呈对称性，而且要一次完成吊起作业。只有技术人员在场，才能进行钢筋笼下放作业，并且对护筒顶标高进行现场测量工作，从而控制钢筋笼上浮和桩顶标高等问题，钢筋笼与设计高程符合后固定好孔口，最后进行混凝土浇筑作业。

3.8 技术准备工作

3.8.1 准备好所需要的材料，如内径为250～350mm的圆锥形漏斗和钢制导管，导管中间每节为2m，底部每节长为4～6m，与漏斗相连的辅助管节为0.5m和1m各一节。导管螺纹连接，使用前进行水密承压和接头抗拉性能试验（试验水压为孔内水压的1.3倍），试拼完成后需要对导管的尺度进行标注，连接后的管道轴线的偏斜度与其长度的差值不能超过0.1%（前者大于后者），漏斗的上口直径为80cm、高为90cm，并且上口连接于储料口，下口连接导管。混凝土灌注作业的后期，需要注意的是漏斗底部和桩顶或孔口水面的差距至少为4m（前者高于后者）。

3.8.2 储料斗：漏斗和储料斗的容积与第一批混凝土数量的关系为，前者大于等于后者，第一批混凝土体积计算方法：

第一批混凝土体积：

V≥πD2（H1+H2）/4+πd2h1

式中：

D——桩孔直径（m）

H1——桩孔底与导管底端间距（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H2时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度（m），即h1=Hw*γw/γc

3.8.3 在漏斗底部设置可靠的隔水栓或板式闸门。

3.8.4 水下混凝土的配制：水下混凝土C20：砂率：40%～50%；水灰比：0.5～0.6；混凝土坍落度：18～22cm。

3.9 水下混凝土的灌注

3.9.1 实施水下混凝土灌注作业需要满足：钻孔验收合格、孔底的沉淀厚度二次检查后仍合格、钢筋笼下沉到要求的位置和相应的其他准备都合格。

3.9.2 第一批混凝土灌注后，混凝土内导管的埋入深度应大于等于1m。

3.9.3 在灌注作业中需要每经过15分钟，就进行一次孔内缓凝土面位置的探测工作，如若导管的埋入深度不合适，能够及时纠正。总的来说，导管的埋入深度2～6m，并且值得注意的是导管不能放置于混凝土面。

3.9.4 只要水下混凝土灌注开始了，就需要一直持续直到完成，同时做好相应的施工记录。后期的混凝土要缓慢灌入，千万不能着急和量过大，避免管内形成高压气囊，最终出现漏水。

3.9.5 如果孔内混凝土面与钢筋孔底端持平，那么需要将导管的埋入深度加大，同时放慢灌注速度，从而混凝土的上升冲力得到下降。如若混凝土进入骨架的深度超过2m，那么导管的埋置深度能够适当降低，但不能低于2m。

3.9.6 灌注工作完成后，缓凝土的顶面高度应超出设计高度0.5～1m，还要将灌注量和桩长进行对比。

4 钻孔灌注桩的检验

要按照规范和设计要求检查桩身混凝土，看其质量是否达标。经检测L6标段所有桥梁桩基础全部为一类桩，工程质量符合设计和规范要求。

5 结语

随着我国交通运输事业的日益壮大，对地基基础工程的要求更为严格，加上公路桥梁施工中的地质条件和施工技术现工程质量密切相关，特别是其中的地基施工更是决定着工程质量，桥梁钻孔灌注桩施工要严格按施工方案、质量标准、操作规程和流程施工，必须保证钻孔灌注桩施工技术质量，为整体工程的稳定和牢固提供质量保证。

参考文献

[1] 陈娇.关于桥梁钻孔灌注桩施工技术的分析[J].科技 致富向导，2012，（7）.

[2] 史佩栋.桩基工程手册[M].北京：人民交通出版 社，2008.

作者简介：赵立峰（1975-），男，河北鹿泉人，供职于河北省地矿局第三地质大队，研究方向：水文地质、工程地质和环境地质，公路工程，地质灾害治理。

（责任编辑：王 波）