钻孔灌注桩在铁路桥梁施工中的技术要点

2021-03-31张宁

居业 2021年6期

张宁

(兰州新区农投建设工程有限公司，甘肃兰州 730300)

钻孔灌注桩是在机械钻孔下实现混凝土灌注的灌注桩类型。它在铁路桥梁工程中有着广泛的应用范围，与常规沉入桩等形式相比，优势显著。据此，为了确保桥梁铁路工程建设质量有所改善，应结合工况制定科学的钻孔灌注桩施工方案，促使桥梁铁路工程竣工后拥有良好的稳定性。

1 钻孔灌注桩的施工特点及其适用条件

1.1 施工特点

钻孔灌注桩在实际施工阶段，主要具有以下三项特点。

其一，低噪声，由于钻孔灌注桩采用的是机械钻孔方法，故而与以往锤击法对比，形成的噪声污染较小，并且不会在施工阶段出现较大的振动响声。然而，根据施工经验可知：钻孔灌注桩的打桩效率并不高，而且还易形成泥渣，在施工时应予以注意。

其二，广泛性，钻孔灌注桩对于桩径的要求并没有固定限制，与预制桩桩径比较，可满足更大桩径的施工要求。所以，有着更加广泛的打桩范围。同时，钻孔灌注桩对于地基条件也没有更高的要求，它可适用于多样性地基施工环境。

其三，难控制，钻孔灌注桩若在打桩施工中有着较高的质量，证明桩体承载能力更强，故而施工质量与桩体承载力关联度显著。另外，在钻孔灌注桩成孔作业期间，应当借助泥浆降低塌孔发生率。故而应控制好泥浆质量。

1.2 适用条件

钻孔灌注桩的适用条件一般指持力层应为碎石层，碎石含量高于50%的地质条件，在施工过程中，钻孔灌注桩需要借助钢筋笼、泥浆完成混凝土灌注任务。泥浆经由钢管进入到碎石层缝隙中，可起到加固作用。同时，为了保证钻孔灌注桩在不同的地质环境下发挥出承载效用，还应当设定好具体的水灰比，根据相关要求，钻孔灌注桩的配制水灰质量比应在1∶2到3∶5范围内，由此保障施工质量[1]。

2 钻孔灌注桩在铁路桥梁施工中的技术要点

2.1 做好施工准备

钻孔灌注桩在铁路桥梁工程项目中的应用，需要先行做好施工准备工作。通常情况下，包含下述两项内容：

第一，设备准备，在钻孔灌注桩施工中，根据不同的成孔形式，所需要准备的施工设备有所差异。具体需参照地质条件标准进行选型。如针对卵石岩层等硬度较大的岩层结构，可准备好冲击钻机。而对于黏土层应首选反循环回转钻机，砂石层应以旋挖钻机为主。在施工前，还需要进行试桩试验，确保准备的钻孔设备符合施工要求[2]。

第二，场地准备，在钻孔灌注桩施工前，设计人员在编制施工方案时应亲自前往施工场地，对地质条件、水文条件、周边环境进行调查，判断是否适合应用钻孔灌注桩施工技术。而且还需要保证施工人员数量与铁路桥梁施工项目的具体工程量相一致，以免因人力不足影响施工进度。此外，施工前还应当进行水位测量，即施工场地是否存在渗水问题，若无地下水，应保证施工面超过地平面50cm，为后续工序的开展奠定基础。

2.2 规范施工流程

钻孔灌注桩在具体施工过程中，还需要按照规范的施工流程逐一落实施工内容。本文主要以宝兰客专兰州枢纽项目为例，该项目共有5座单线特大桥，桥长6145.92m，在该项目中，为了保证钻孔灌注桩施工技术为其提供良好的桩基保障，需从下述流程中予以施工。

(1)钻机定位，钻孔灌注桩施工技术在施工阶段，需要保证钻机处于标准安全的施工位置上，必要时还可借助水平仪对其进行测量，一旦出现偏差应立即对其加以校正，促使护筒埋设设计点、钻孔点、桩位保持垂直，待钻机位置确定好之后方可进入到护筒埋设部分。

(2)护筒埋设，在该项目中主要以钢护筒为主，采用旋挖钻机进行打孔作业，并将钢护筒的长度控制在1m/节。在误差控制上，要求施工期间，桩位与护筒埋设点位偏差不宜高于50mm，垂直度偏差不可高过设计垂直度的1%。

(3)制备泥浆，钻孔灌注桩在铁路桥梁施工中还需要注重泥浆制备质量，可选择膨胀土与拌合水进行混合，确定好水灰比后予以制备。泥浆的含砂率与相对密度等性能越优良，孔壁稳定性更强。同时，在该项目中的泥浆制备施工中还需要选择1m左右的钻孔冲程，运用高粘稠度泥浆，由此改善施工现状[3]。

(4)钻孔清孔，机械钻孔是钻孔灌注桩施工中的重要内容。一般在施工期间，要求桩孔至少存在0.2kg/cm2静水压力，而且还应保证孔内通畅，以免出现杂物影响钻进速度。根据本项目的施工经验，为了增加项目方案的可行性，还应在钻孔作业期间进行留样，对于钻孔形成的泥渣应每钻进1m留取一份样品。在施工人员完成钻孔任务后，还应当注重清孔效果。施工人员应将孔内沉渣清除干净。其中清孔技巧为“空转法”，即施工人员将钻机置于钻孔内，距离底部20cm开启钻机，运用钻机作用将残渣清理干净，由此提高清孔效率。

(5)安装灌注，清孔后需要安装钢筋笼，并进行混凝土灌注操作。其中钢筋笼焊缝长度应大于等于10d，并且稳定实施吊装，在下放时，应保证点位偏差在50mm以内，以免安装不到位，影响施工成效。混凝土灌注，要求混凝土砼浇筑的塌落度在200±20mm左右，配制混凝土时，粗骨料粒径不宜超过40mm，之后按照80cm孔厚的灌注量实现连续灌注。在埋设导管时，更需要将其埋设深度控制在2m～6m范围内，保证钻孔灌注桩的标准化施工流程下顺利竣工。

2.3 优选钻进方法

钻孔灌注桩在施工期间，还需要根据工况选择适合的钻进方法。常见的钻进方法从钻机设备类型可划分为以下三种类型：第一，正循环与反循环钻孔，在正反循环回转钻机设备的辅助下，可朝着钻杆对其注入泥浆。其中正循环是在高压环境下依据泵压快速清理泥渣。此种钻进技术下形成的泥渣具有较高的可利用率。而反循环钻进则是依靠泵吸原理，由此确保泥浆进行上移；第二，冲击钻孔，施工人员需要依据“上提下落”的方式控制钻机的钻头。其中应注意钻头特征。若施工场地属于碎石层，需利用十字形钻头；第三，旋挖钻孔，施工人员应根据调研结果确定钻头形式。它与冲击钻孔方法相反，是先落后提，在往复操作中进行钻进。钻进是钻孔灌注桩成孔部分的关键要素，它的质量直接影响着施工效果。施工人员应严格遵守施工步骤，选择恰当的钻进方法，保证钻机设备为钻孔作业带来助力。

基于此，施工人员在钻进过程中，为了保证钻孔灌注桩钻孔步骤的顺利进行，应优选钻进方法，保证铁路桥梁工程项目的施工质量得到有效提升。

2.4 明晰注意事项

钻孔灌注桩在实践中易发生掉钻、塌孔、偏斜等问题。为了确保钻孔灌注桩顺利建成，在应用钻孔灌注桩施工技术时，应结合以往施工问题，有针对性的进行防治，促使铁路桥梁工程具备较高的建设质量。

具体内容如下。第一，对于钻孔灌注桩施工阶段出现的掉钻或者卡顿现象，相关人员在钻机操作环节，应精准检查好钻头是否牢固，并结合工况选择规格、型号相当的钻孔设备；第二，在成孔作业期间，易因护筒埋设不当或钻孔力度较大、钻进位置偏离造成孔洞发生坍塌事故。此时要求施工人员严格遵照钻孔要求，调整钻进方向，增加钻进准确度；第三，钻孔偏斜也是常见的施工问题，施工人员应清楚的知晓钻孔偏斜原因，包括钻杆失稳、钻孔较深等。对此，施工人员可对偏斜钻孔予以充填，继而控制施工效率、提升项目品质。