桥梁施工中基础钻孔灌注桩施工应用

2020-06-30白松林

四川建材 2020年6期

白松林

(四川路桥建设集团交通工程有限公司，四川成都 610045)

0 前言

随着城市化进程的加快，交通运输行业快速发展。桥梁工程是交通运输中的重要组成部分，近些年桥梁施工技术也有了较大发展。桥梁施工中，基础钻孔灌注桩是最为重要的形式之一，其操作相对简单、成本相对较低且具有较强的承载力，所以得到了广泛应用。但是此种灌注桩施工时具有较强的隐蔽性，所以为了确保钻孔灌注桩的质量和施工安全性，需要对其施工技术进行分析，提升其应用性，进一步推动交通行业的发展。

1 桥梁钻孔灌注桩施工技术

1)埋设护筒。正常情况下护筒的内径要大于桩径20～40 cm左右，并且可以在护筒外部上、中、下位置均匀焊接加强筋来提升护筒强度。护筒埋设时需要对其垂直度进行有效控制，严格控制护筒中心线偏差≤50 mm，倾斜度偏差<1%。护筒的埋设深度也要有效控制，一般情况下护筒埋设深度要超过1.5 m，其顶部要超出施工地面0.3 m，要超出地下水位1～2 m。

护筒埋设完成且调整好中心位置后，需要在其周边填筑好黏土并且分层夯实。要确保夯实的密实性，能够确保钻孔过程中护筒的稳定性，避免护筒周边发生跑浆的问题。在钻进过程中也要定期检查护筒，确定其是否出现偏斜以及下沉的问题，对其进行有效处理。

2)钻孔。钻孔要尽量连续进行，并且要对整个过程实施详细记录。钻孔过程中要关注地层的变化情况，防止地层变化较大而造成钻孔发生偏斜。一般情况下每进尺3 m要对钻杆倾斜度进行检测，从而进行及时调整。一旦在钻孔过程中出现较为坚硬的土层，要加大冲程量方法避免发生空锤或者大松绳的问题。如果钻孔岩层的平整性较差，需要先通过黏土夹小片石将表面垫平之后再进行钻进。需要有效控制钻机的稳定性，避免钻进过程中出现偏移或者沉陷问题。为了确保钻机能够稳定运行、保证钻孔的垂直性，钻孔初期可以采取小冲程的模式，能够有效保证初开孔的坚实性。

3)清孔。清孔的目的在于清除孔内沉渣以及部分水分，提升混凝土以及基岩的结合性，进而提升桩基的承载能力。清孔过程中一定要保证稳定性，防止发生坍孔和孔上涌等问题，一定要确保孔内部水位在地下水位之上1～1.5 m。清孔可以采取如下方式。

(1)抽浆法清孔。主要是利用空气吸泥机将压缩空气输入到排泥管，从而形成密度相对较小的泥浆空气混合物。在水柱的压力下泥浆和孔底沉渣会顺着排泥管向外排出，与此同时须向孔内部注水来维持水位稳定，直到喷出清水或者沉渣厚度满足设计要求。

(2)换浆法清孔。主要是利用正反循环旋转钻机完成钻孔后继续转动，通过持续地转动实现换浆清渣的目的。操作过程中可以利用比重仪实施相应控制。

(3)掏渣法清孔。可以通过掏渣筒或者锅锥掏清孔内部的粗粒钻渣。

4)钢筋笼的制作以及安放。

(1)一般情况下钢筋笼的制作都是采取分节的方式来进行的，需要充分参照设计尺寸和钻架允许起吊高度来制作。钢筋笼制作过程中最主要的就是要确保分段骨架稳定性，保证接头错开设置。为了确保钢筋笼制作的准确性，防止受到外部因素影响而变形，可以在其外部设置垫块进行保护，一般保证横向周边在4处以上，竖向间距控制在2 m。如果钢筋笼出现局部变形就会造成其和孔壁紧密接触，容易造成钢筋笼的上浮，因此，要有效控制钢筋笼加工以及组装精度，防止钢筋笼吊运过程中碰撞所引发的变形。

(2)钢筋笼吊装时一定要保证其中心和桩中心的统一性，避免晃动和孔壁发生碰撞。另外需要注意的是，安装过程中一定要做好防护，避免其自由坠落到桩孔当中，钢筋笼达到设计标高之后要将其固定到孔口位置。

5)混凝土的灌注。

(1)要根据桩孔深度确定相应长度的混凝土灌注导管(管径Φ25～Φ35 cm)，正式使用前需要对其进行试拼，同时要进行密封检查试验，确保导管和接口的牢固性。

(2)混凝土的配制。为了避免发生堵管的问题需要有效提升混凝土的流动性，所以要确保所用石子以及卵石的含泥量<2%。一般情况下，混凝土的初凝时间控制在3～5 h，此种情况下只可以满足浅孔小桩径灌注要求，大、深桩灌注时间要相对较长，所以要添加缓凝剂。为了提升混凝土的流动性，需要按照合适的配合比将水泥、砂子倒入到料斗当中，按照30%→60%→10%的水量进行添加，确保搅拌均匀，从加水到出料时间控制在60 s之内。

(3)水下混凝土的灌注。将导管居中插入到距离孔底30～40 cm的距离，在导管上部接入漏斗，在接口位置设置好隔水球。在混凝土装满漏斗之后放开隔水球，混凝土就会下沉到孔底部。

2 钻孔灌注桩施工案例

1)工程概况。某桥梁工程位于我国南方重点城市，属于该区域交通枢纽工程的重要组成部分。此工程的桩基主要包括抗浮桩和抗压桩。该工程桩基采用的都是超深钻孔灌注桩，相应参数如表1所示。

表1 钻孔灌注桩参数表

2)此桥梁工程钻孔灌注桩施工技术难点分析。

(1)由于此工程抗压桩标高较高，成孔深度较深(达到90 m)，容易对所在位置的土质(特别是中砂层、灰色粗砂层等)造成非常大影响，所以一定要加强钻孔的控制。

(2)此工程施工过程中需要确保成孔垂直度≤1/300，但是在实际施工中需要较深的成孔，成孔过程中会受到地层土质变化的影响，所以成孔垂直度控制较困难。另外，抗压桩的钢管立柱垂直度要求达到1/600，这也提升了对成孔垂直度的要求，对于施工具有一定影响。

(3)此工程在成孔之后要经过一系列工序(包括提钻、钢筋笼下放、导管下放以及清孔等)后才可以实施混凝土灌注，这期间对于孔壁稳定性的控制是工程难点之一。

(4)此工程采用的钢筋笼主要通过机械接头方式实施连接，若是控制不好就会发生较大变形，会对钢筋笼的精度有较大影响。同时，采取直螺纹连接方式需要保证主筋间距以及位置的准确性(特别是主筋间距较小的情况下)，对于工程施工造成较大困难。

3)工程施工所采取的施工控制技术措施。

(1)确保成孔的施工技术措施。为了确保正式施工时成孔的有效性，在施工前一定要进行试成孔施工。试成孔要在轴线外部来进行，主要测试孔深、孔斜、孔壁稳定性、孔底沉渣、缩孔、地质水文资料、设备使用情况以及施工工艺等情况。通过试成孔能够获取该区域成孔技术参数，从而为正式成孔施工提供参考。试成孔之后要绘制出48 h内桩孔孔径检测曲线，从而确定出不同地层相应技术参数(例如泥浆比重以及黏度、钻孔速度和压力等)。

(2)成孔垂直度技术控制措施。该工程成孔相对较深，会受到地质变化的较大影响，所以采用底盘相对稳定的钻孔设备(可以选择GPS-20A型回旋钻机，该钻机运行稳定、扭矩大，所用的防斜梳齿钻头具有较好的刚度以及耐磨性，能够钻进N值在50以上的土层，可以有效确保钻孔垂直精度)进行成孔，从而保证成孔垂直度符合设计标准。

(3)确保成孔壁稳定的相应措施。为了确保成孔壁稳定性，需要有效控制钻孔参数以及成孔泥浆参数，具体如表2～3所示。

表2 钻压以及钻速参数表

表3 成孔泥浆参数

(4)钢筋笼制作精度控制。对于采用机械接头方式的钢筋笼来说，为了保证良好的制作质量，可以在加工场地的胎架上进行加工。另外，在进行相邻节段钢筋骨架拼装时要将前面骨架作为后骨架加工模具，同时要在相应主筋上做好标记，从而确保钢筋对接准确性。同时，钢筋端部平整性较差就会在预拼装时发生间隙偏差，从而影响到连接时套筒尺寸。为了避免出现此种情况，在进行直螺纹套筒制作时可以将外部长度增加8mm，从而保证钢筋连接质量。