桥梁施工中大直径钻孔桩施工技术探讨

文/陶甜、徐声进

1 前言

当前，我国大直径钻孔桩施工技术被广泛应用于桥梁工程中，其有着非常强的技术优势，并发挥着巨大作用。要想确保桥梁具备较长的运行周期，满足交通运行的需要，就要合理应用大直径钻孔施工技术，以此降低成本，延长桥梁使用寿命，从而发挥出该技术的实践应用价值，避免施工中发生严重的安全事故。

2 工程案例

2.1 工程概况

某公路工程项目的总里程为42km，其中所包含的桥梁工程长度达1300m，本次工程项目中的钻孔灌注桩采用的是北锚碇桩基础形式，桩长尺寸为26m，数量16根。

2.2 沿线地形特征

2.2.1 地形、地貌

根式空心管桩基础采用的是北锚碇结构形式，桩体直径5m、长度26m。根据设计方案需要在桩基底部与顶部6m处布置实心结构；而北锚碇应该布置在冲积平原上，锚碇则设置到水塘内。

2.2.2 地质情况

河堤填土、耕植土是整个桥梁的具体覆盖地区。北锚碇根式空心桩体结构在施工环节，要深入分析施工地点的土质条件，依据淤泥粉土、种植土等进行施工。本次工程所处地区为亚热带季风气候，整个地区年平均气温仅为17℃，一年内环境最高温度处于7月份，温度最高可达29℃。夏季为多雨季节，从水文资料中可以发现，该地区的地下水位处于0.4～3.9m 之间。

3 大直径钻孔桩施工技术应用

3.1 施工准备

3.1.1 前期准备工作非常关键，在大直径钻孔桩施工前，要以项目的实际情况为出发点，全面勘察地质，并结合实际情况，确定科学合理的设计方案，确保其各项技术指标都能够达到工程要求；此外，施工人员还要按照工程的施工要求，选择科学合理的应急预案，即使发生突发事件，也不会给工程造成严重不利的影响；最后，还需要对施工人员进行必要的培训和教育，使其具备较高的安全防范意识，确保工程方案能有效地运行下去，全面提升工程质量、效率[1]。

3.1.2 严控材料质量与桩基质量。施工材料是工程的基础，因此在材料采购环节，施工单位需要加强材料的质量管理和控制，确保工程的各项性能达标；此外，在确定桩位时，应加大管理和控制力度，将偏差控制在合理范围内，保证桩体结构的稳定性达标，并严格按照施工工艺和技术标准进行施工，组织人员做好施工过程的记录，以此保证数据达到完整性、准确性、真实性的要求。

3.2 泥浆

3.2.1 泥浆拌制和循环

大直径钻孔桩在施工时，由于场地空间有限，所以泥浆制备时要按照工程的具体要求做出必要地调整。该桥梁工程项目应用集中搅拌泥浆的制作方式，可以满足施工材料的使用需要；此外，工程中电能沉渣池、泥浆管道等都是重要的基础设备，对于工程质量产生直接影响，因此需要严格控制。

3.2.2 泥浆性能指标

冲击钻孔在施工过程中，泥浆的主要作用是护壁，所以在泥浆制作时要选择符合要求的土质，以此保证泥浆的各项性能达到规定要求，提升护壁效果，避免在施工中造成孔壁出现塌陷等质量问题。具体的泥浆性能指标详见下表1所示[2]。

表1 泥浆性能指标

3.3 钻孔施工

3.3.1 根据工程的技术标准要求，施工中应用KTY400型液压钻机进行钻进，具体就是使用2.5m的刮刀来进行初步成孔施工，然后应用直径5m 滚刀完成扩孔操作。通常来说，钻孔应该通过如下方式完成：单环四翼刮刀的形式，对于砂石、黏土等地质条件效果比较好；滚刀钻头形式，在泥质砂岩钻进方面效果好。钻进时，如果该地区属于膨润土的地质条件，则根据需要增大泥浆比重，以提升钻进效果。本次工程中泥浆密度为1.8t/m3，含砂率要≥4%，胶体率在95%以上。本次项目使用大直径钻头施工，钻机中都安装有ZX-250型号的泥浆分离器，以此保证泥浆达到平衡性的要求；同时还需要使用器具反循环，钻具位置上应该布置两个空气混合室，并合理增大钻进油压力，以确保钻孔工程的效率与质量达标[3]。

3.3.2 清孔和成孔检测。大直径钻孔桩钻孔结束后，要立即组织人员开始清孔施工，并检查钻孔质量。在完成第一次清孔后，该项目应用的是泥浆循环系统实现孔内置换，并把孔底位置上的泥浆全部抽离，连续清孔超过1h 后，要针对孔洞上、中、下3个部分测试泥浆质量，保证其质量符合工程的需要。在大直径成孔检测过程中，相关人员要应用DM-84型号超声波探测仪测定孔深、孔径、孔倾斜度等参数，并检查其是否存在指标不合理的情况；在第二次清孔环节，需要应用气举反循环的方式进行有效处理，同时还需要将风压调整为≤8bar。

3.4 钢筋笼施工

该桥梁项目中的钢筋笼长度尺寸为30m，重量约36t。从工程实际操作的情况来分析，我们需要将钢筋笼分成3 节，单节重量最高达12t。钢筋笼加工过程中，要采用长线法来加工制作，另外还需要制作台座。在具体操作环节，应该保证接头搭接位置达到要求，能够为后续施工提供基础条件；在大直径钢筋笼施工环节，可以选择使用槽钢圆环施工方式，将钢筋笼长度为2～3m处布置一道坎，以此确保吊装时不出现偏移严重的问题；吊装阶段，要使用2台设备同时完成，然后使用槽钢圆环制作成钢筋加强箍装置，每个装置之间间隔2～3m，通过履带吊车逐渐将钢筋笼吊起，并且合理布置桩位，然后按照要求进行安装[4]。

3.5 混凝土灌注

3.5.1 导管安装

钢筋笼下放到规定位置后，要直接放入导管中。安装完成后，需测试其抗拉性能与水密性，同时还需要检查导管是否达到了通畅性的要求。导管的下放施工应逐段进行，以确保其与孔底位置相隔40cm，避免导管尺寸过长的情况。

3.5.2 二次清孔

导管安装结束且质量检查全部合格后，施工人员需要使用测绳检查孔底沉渣厚度；灌注施工开始前，需要将孔底沉渣彻底清除，保证其厚度不能超过5cm。如果不能达到技术要求，则需要实施二次清孔处理，直至达到工程技术标准要求为止。清孔施工结束后，需安排监理工程师对其进行全面检查，全部达到规定要求后才能将清孔设备移走，并在准备充足后开始灌注施工。

3.5.3 浇筑水下混凝土

桩基混凝土浇筑阶段，应用C30 水泥制作混凝土，并在浇筑施工前检测塌落度，保证其不超过20cm，且缓凝时间不能超过600min。与此同时，导管安装前应该检查其密封性，确保导管和孔底保持至少80cm的间距，然后在导管上部安装8m3的漏斗，再应用吊车将8m3的混凝土封灌固定处理[5]。上述工序结束后，就能够保证浇筑连续进行，实施水下浇筑施工。另外，还要严格控制浇筑施工的压力，确保其在技术要求范围内，浇筑结束后，应用振捣棒进行搅拌处理，以达到桩基结构的稳定性与完整性。除此之外，在浇筑施工环节还需要保证混凝土浇筑与桩身的间隔距离为5m，控制漏斗口与混凝土面距离≥5m，以更好地保证桩头混凝土质量达到要求，满足大直径钻孔桩施工的要求。

4 结语

大直径钻孔桩施工技术是当前公路桥梁中的关键性技术，其对于提高工程经济效益、满足交通运输需要起到了积极的促进作用，并且被大量应用到实践中。在具体操作的过程中，施工人员需要全面深入现场进行地质勘察，严格控制材料、设备，提升人们的安全防范意识，切实提高桥梁工程的基础稳定性，充分发挥出大直径钻孔桩施工技术的效果，最终提升桥梁工程的质量和效率，促进我国公路桥梁事业的发展。