桥梁工程中钻孔灌注桩基础施工技术的探讨

文/新疆维吾尔自治区路桥桥梁工程建设有限责任公司 谢晨光

桩基础是桥梁工程的重要组成部分，其选用是否合理、施工质量的高低与桥梁工程整体施工效果息息相关。因此，要根据工程实际情况，严格管理其施工过程。钻孔灌注桩属于桩基础种类中一种，其适用范围较广。本文探讨了桥梁工程中钻孔灌注桩基础施工技术，以期对具体施工方案的制定及实际施工过程有所帮助。

工程概况

某公路工程项目总长度为44.65km，路基挖方量为4.21万立方米，填方量为32.87万立方米，共设有2座大桥、1座小桥，长隧道、中隧道以及短隧道各1座，涵洞3道，其中，桥梁上部结构为预应力混凝土小箱梁，下部结构为单柱式墩、双柱式墩以及钻孔灌注桩（134根）等，桥台结构为U形扩大基础和肋式台桩基础。该工程在2012年5月开始施工，在2014年1月正式完工。

施工技术

施工前准备

充分的准备工作可为钻孔灌注桩基础施工过程提供较多便利，施工单位需要做好以下准备工作：勘察施工现场，包括地势、水文气候情况和周围环境等，根据勘察结果判断施工方案和图纸有无缺陷，在方便后期施工的同时，检验施工图纸和方案的合理性；严格按照要求清理施工现场的杂草及垃圾等，如果存在软土路基，需加固处理，可使用强夯技术完成软土路基加固工作；检查施工过程中使用的设备和材料，确保两者均符合施工要求，减少后期施工中因设备或材料出现停工或者质量降低的可能；依据施工图纸和方案明确各桩位的具体位置，做好检查工作，避免放样错误；其五，使用全站仪定位钻机，定位后需要使用水平尺和定位测锤检查其水平度，进而保证后期施工开展顺利（见图1）。

图1钻孔灌注桩基础施工流程图

护筒制作和埋设

护筒具有导向和定位的作用。通常情况下，桩径需小于护筒内径，两者差值在20cm左右，将护筒高度控制在3m左右，如果桩基所在位置的地质相对较差，可酌情增大护筒高度；为了方便泥浆循环，需在护筒顶部位置设置宽18cm、高35cm的出浆口。使用挖孔埋设法埋设护筒，在孔深达到规定要求后置入护筒，讲护筒顶部位置和地下水位的间距控制在1.6m左右，使用黏土填充护筒壁和基坑之间的缝隙，之后检查桩位，将桩位偏差控制在小于4cm范围内，倾斜度小于1.2%；当护筒位于水中时，需用机械设备将其压入河床中，减少后期钻孔过程发生漏浆或者塌陷的可能。

图2 循环排渣示意图（注：a图为正循环排渣，b图为泵举反循环排渣；1—钻杆，2—送水管，3—主机，4—钻头，5—沉淀池，6—潜水泥浆泵，7—泥浆池，8—砂石泵，9—抽渣管，10—排渣胶管）

图3 水下浇筑混凝土（注：1—上料斗，2—贮料斗，3—滑道，4—卷扬机，5—漏斗，6—导管，7—护筒，8—隔水栓）

钻孔施工

施工前，需检查钻机是否平稳、各部位是否完好、运转位置是否灵活以及润滑油是否充足等，确保其不存在沉陷与移动的情况。检查无误后才能钻孔。在实际钻孔过程中，需做好以下几方面工作：将冲击锤钢丝绳和护筒中线位置的偏差控制在小于4.5cm范围内；冲进时，每隔2m检查一次钻机的垂直度，避免出现过大的偏差；连续钻孔，在钻进过程中需做好记录，与此同时，需要定时检测钻孔泥浆的性能，当其与规定要求不符时需立即更换；保证护筒底口位置低于水头，两者之间的距离应在50cm左右；其五，如果发生斜孔或者护筒周围冒浆的情况，需立即停止施工，查明原因后应尽快制定有效处理对策，进而提升钻孔质量。

成孔和清孔

在孔洞深度达到设计标高后便可停止钻孔施工，之后需使用相应工具详细测量和比对钻孔直径、桩位位置和深度等参数，及时调整有问题的位置，在所有孔洞的参数符合规定要求后，才能开展下一步施工。

成孔后，便可开展清孔工作，使用34cm至45cm之间的小冲程搅拌孔洞底部的沉渣。沉渣搅起后进行第一次清孔，完成后需提升钻机锤的高度，将其和孔底的间距控制在8cm至16cm之间。在此过程中，需保证泥浆始终处于正循环的状态，之后压入纯度较高的泥浆，置换孔洞内的泥浆；浇筑混凝土前还需二次清孔，使孔洞内泥浆比重介于1.00至1.18之间，含砂率小于1.72%（见图2）。

钢筋笼放置

放置钢筋笼前，需严格检查钢筋笼质量和性能等，在检查无任何问题后使用吊机吊装至指定位置。定位后立即将钢筋笼置入孔洞中，需检查其置入位置、水平度和垂直度等，保证钢筋骨架底面高程的偏差值小于±50mm。符合规定要求后，加固处理钢筋笼，使用2m左右的一道加强箍加固；除此之外，需合理设置防浮钢管，减少后期灌注施工中钢筋笼出现上浮的几率。

混凝土灌注

灌注混凝土前，需按照要求合理安装导管。导管厚度大于2.8mm，直径在25cm左右，每节长度在2.45m左右，使用法兰盘连接导管接头位置。连接完成后需试压，试压过程中需保证试压压力是孔底静水压力的1.5倍，确保导管安装质量，为后期灌注提供便利条件。拌和混凝土物料，使用高级配的中粗砂、325号水泥以及其他材料完成拌和，混合物水灰比为1∶2，塌落度介于17cm至21cm之间。以上工作完成后，可开展浇筑施工。浇筑要保证连续性，要严格测量孔洞中混凝土的标高，根据测量结果及时调整导管的埋设深度，避免出现浇筑不均匀的情况。浇筑时间超过5小时且未灌满时，需降低灌注速度，避免出现缩孔和塌孔的情况。浇筑过程中，需要保证孔内水头高度满足规定要求；一般情况下，水下混凝土的高度需要大于桩顶设计高度，两者偏差在0.4m至0.9m之间，上部结构和钻孔灌注桩桩基的连接效果较好。灌注完成后要测量混凝土的塌落度（见图3）。浇筑质量和各方面性能均达标后拔出导管，拔出过程中要控制好力度，禁止出现力度过大的情况，之后便可开展下一环节的施工。