公路桥梁钻孔灌注桩施工技术应用

董蕾

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳550000）

1 钻孔灌注桩施工技术特点

公路桥梁进行施工过程中，钻孔灌注桩技术会与工程质量和施工安全产生直接联系[1]。钻孔灌注桩施工技术在工程中是一项隐蔽性工程，要想保障工程施工质量稳定，必须全流程控制施工质量。公路桥梁施工阶段，工程技术人员需要到施工现场仔细调查工程环境、地质、水文等因素，合理编制出针对性施工方案，保障工程项目能够正常进行。以往的人工挖孔桩，对工程施工安全与进度带来了很大的管理问题，为了有效预防这些问题，可以应用钻孔灌注桩施工技术，全面优化工程项目施工技术，确保工程施工的流畅性，保障质量安全可控，提高施工效率。

2 公路桥梁钻孔灌注桩施工的原则

公路桥梁工程在施工过程中，科学借助钻孔灌注桩施工技术，同时要遵守以下几方面原则。首先，规范施工原则。根据公路桥梁工程项目和施工现场实际情况，重点掌握气候、地质、地貌等各方面因素，合理制订健全施工方案，推动施工环节能够顺利完成。其次，遵守安全原则。为保障桥梁运营安全，桥梁工程进行施工过程中，比对设计方案，结合地质实际情况准确计算承载力，确定桩孔深度，为相关人员检查提供帮助；桥梁桩基施工安全，需要考虑施工现场地质、气候、设备等多方面因素，提升施工安全。

3 公路桥梁钻孔灌注桩施工技术和质量问题

3.1 公路桥梁钻孔灌注桩施工技术问题

3.1.1 地基承载能力缺失

公路桥梁工程应用钻孔灌注桩施工技术过程中，由于公路桥梁工程施工现场地质复杂，部分地层出现明显变化，极易引起不可预见的软弱夹层问题。因为地质特殊，持力层经常会出现不同岩性物质，导致其结构不规律，再加上岩石矿物成分不同，化学性质发生很大变化，使抗风程度不均衡，从而形成夹层较弱现象。

3.1.2 缩孔、偏孔与塌孔问题

公路桥梁工程出现孔径偏差的主要原因是人为操作引起的，应用不相符的钻头，或者钻头设备老化、磨损严重导致直径较小等方面产生钻孔问题。例如，对于桩径800～1200mm 的桩，钻头直径选择应较设计大30～50mm，从而符合孔径标准；如果地面平整度与压实度偏差过大，钻机安装出现不规整问题，导致钻孔出现偏斜，同时钻杆弯曲、钻杆接头缝隙过大，也会出现同样问题。为了解决这些问题，进行钻孔前必须压实地面，并且在安装钻机过程中认真检查钻机平整度和钻杆垂直情况，如果出现偏差应立即改正，防止对钻孔正常进行造成影响[2]。又如地质条件差、地下水丰富、泥浆质量差、钢护筒不连续、外部振动、集中堆载等因素造成塌孔问题，这就需要进行必要的地质调查，合理规划布置场地，提升泥浆、护筒施工质量。

3.1.3 钢筋笼上浮问题

公路桥梁工程进行钻孔灌注桩施工技术时，出现钢筋笼上浮问题，原因主要在于两方面：一是由于混凝土灌注到钢筋笼底部时，过快的混凝土浇筑速率，出现由下而上的压力，拖动钢筋笼出现上浮；二是因为混凝土浇筑出现中断时，表层出现初凝现象，结构强硬，使混凝土与钢筋笼出现一定握裹力，再次浇筑时混凝土翻滚，向上挪移带动钢筋笼出现上浮现象。为了有效解决这个问题，合理组织混凝土的拌和、运输和灌注时间，尽可能在短时间内完成灌注混凝土施工，避免混凝土表层形成硬壳带动钢筋笼上浮。

3.2 公路桥梁钻孔灌注桩施工

3.2.1 施工单位质量管理意识薄弱

公路桥梁工程在施工过程中，需要重点关注施工质量，但是大多数施工单位侧重于施工进度和施工成本，未能对施工质量进行关注，导致工程内隐藏很多质量隐患，很容易对桩体质量造成影响[3]。同时，有些施工人员没有严格按照施工方案进行施工，导致施工技术不达标，与预期施工效果不符。可见，施工单位质量管控意识的重要性，也是保障公路桥梁工程施工的关键。

3.2.2 质量控制体系不完整

公路桥梁工程施工质量控制体系的不完整，成为公路桥梁工程质量的影响因素，尤其是对于规模小的公路桥梁工程而言，施工单位为了减少复杂流程，不注重质量管控体系，仅凭工程技术人员的经验管控施工现场质量，不仅不能有效保障施工质量，还会因质量问题阻碍施工进度，影响整个工程施工进度。再加上施工人员能力参差不齐，虽然制定了完整施工质量控制体系却无法实现[4]。

与此同时，施工管理行为存在缺失、责任落实不到位，一些施工企业内部质量监管人员配备不足或业务能力差异性大，以至于全面落实施工现场监管工作成为重要难题[5]。

4 公路桥梁钻孔灌注桩施工技术的应用

4.1 施工准备工作

4.1.1 施工方案编制和审核

公路桥梁钻孔灌注桩施工准备过程中，重点是要合理编制施工方案。施工方案需要结合钻孔灌注桩施工环境、设备状况、组织管理，深入分析桩体附近地质、水文条件和施工组织能力，找出最合适的公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺和管理办法，奠定施工基础。

履行审核报批程序，组织专家论证，集思广益，从各方面、各角度充分考虑施工工序和各施工组织环节。一份具有实际意义的指导方案，离不开理论扎实和丰富经验专业技术人员的指导、评价。

4.1.2 施工机械设备的检查

公路桥梁钻孔灌注桩因为体积大，施工标准高。施工机械设备施工是公路桥梁施工的重要设备，所以在施工前，施工单位应安排人员仔细检查保养机械设备，定期校准检测仪器，一旦发现问题必须立即修复或替换，保证施工能够正常进行。要想保障混凝土施工质量稳定，需要配备高效的专业搅拌设备，提高施工效率和施工质量。除此之外，为了保障工程质量可靠，在浇灌混凝土时必须保持连贯性，避免混凝土凝固时间不同影响工程质量。

4.1.3 施工材料检验

要想保障钻孔灌注桩质量稳定，在施工前必须通过试验检验施工材料，规范应用检验方法和操作流程。在具体检验过程中，需要通过两个环节，一是砂石加工与胶凝材料采购前环节，工地试验室通过试验确定材质的强度、级配和胶凝材料用量，经过混凝土适配，调整材料级配，确定工作性能；二是采购和抽检环节，采购人员必须认真负责工作，遵守规定进行合理采购，材料进入施工现场后，可与监理人员一起对材料进行严格抽检验收，对质量不达标的材料原路退回，直到质量合格才能进入现场[6]。

4.1.4 定位测量

在进行定位前测量，施工人员必须对现场进行全面清洁，特别是对钻孔位置。标定测量仪器，制订测量方案，审批后开始测量，使用木桩或钢筋头标记桩孔中心位置，同时进行换手复测，一旦出现误差，必须立即改正。通过测量定位找出孔桩具体位置，并且利用混凝土加强稳固，仔细记录相关数据，防止出现偏差。

4.2 埋设护筒

公路桥梁钻孔灌注桩施工过程中，埋设护筒是基础环节，也是工程施工的重要内容，只有要求施工人员遵守规定完成埋设处理工作，才能为后续施工正常进行奠定良好基础。山区护筒埋设，护筒壁厚具有抵抗变形的能力，可采用挖坑埋设，坑底和四周使用黏土对称分层回填夯实，筒内径应大于桩径20cm，同时要求护筒中心与桩中心平面位置应不大于50mm，护筒倾斜度不大于1%，以保障桩位平面位置准确。护筒埋设深度视土层厚度来看，常规在薄层土层应为2m，在厚土层应为4m，筒底应高于桩顶1.0m，筒顶应至少高于地面30cm，便于隔离地表水、地下水进入孔内以及提高孔内承压水头，保证开孔段孔桩在施工时，不至于塌孔。

4.3 泥浆制备与使用

山区黏质土较多，可就近取材，试验室配比验证合格后，拌制倒入泥浆池内，通过循环泵循环使用，在钻进过程中安排试验管理人员对浆液相对密度、黏度、含砂率等方面进行检测，快速调整泥浆各项指标，保障钻孔效率。泥浆可以在孔壁内形成薄又韧性强的泥皮，有效保护孔壁，避免出现坍塌现象；同时泥浆具有一定黏度，能在裂缝地层钻出，起到堵漏作用；由于泥浆具有保护孔洞作用，可以在复杂地层应用泥浆，减少下套管工序，充分简化钻孔结构，降低钻探成本[7]。良好的泥浆可以与循环泵共同作用，悬浮钻渣提高排渣能力，保障施工进度。

在泥浆使用过程中，要保护周边环境，降低污染程度，可以在钻孔施工时，提前做好废弃泥浆处理工作，利用专业车辆输送到指定废弃区域内。

4.4 钻孔施工

钻孔施工工作是钻孔灌注桩的核心部分，作为工程技术人员，必须强化自身专业技能。在日常钻孔施工过程中，应当提前查看施工方案，对细节工序格外重视，遵守规定规范进行有效处理，有效减少塌孔问题。在具体公路桥梁钻孔施工过程中，工程技术人员需要做好以下工作：一是施工人员必须具体观察和掌握施工环境，重点抓住施工每个细节，做好设备准确工作，通过现代化钻孔技术，快速展开钻孔施工；二是施工单位应当积极组织专业管理人员，实时观察孔位、孔形、泥浆等环节，一旦出现问题，分析原因立即处理；三是在进行钻孔施工时，操作人员保持匀速施工，尽管施工人员在初期已经确定现场场地和钻头类型，但随着钻孔施工进度，过程中应对钻头尺寸、竖直度进行复核，必要时还需对机架水平位置和钻头进行调整，以保证孔径及竖直度满足要求；四是实时关注钻孔地质情况，在岩层与土层交界处，要降低钻孔速度，观测钻杆竖直度情况，适当降低机械钻进压力或钻头势能，一旦出现偏斜情况，应停钻回填重钻，直至竖直度满足要求；五是科学运用泥浆冲刷孔底沉渣，让沉渣内细砂保持悬浮状态，使细砂受到泥浆黏合度影响下被循环泥浆冲出孔桩，有效完成第一次清孔工作，同时检查渣样，确定终孔高程，由于泥浆在钻孔灌注桩施工中起到清孔作用，成为保障钻孔工程质量的又一关键控制点，一般对端承桩清孔要求特别严格，按照规范要求，孔底沉渣厚度不大于50mm，但在实际施工中，往往比规范要求严格得多。

4.5 钢筋笼制作与吊放

钢筋笼制作，按照设计文件精确安装主筋，错开钢筋接头位置，同一断面钢筋接头数量不得超过50%，一般使用直螺纹套筒连接钢筋主筋，对断面尺寸较大的钢筋笼，应在箍筋内增设钢筋补强，增大钢筋笼环向刚度，防止钢筋笼在制作、运输、吊装过程中变形，同时避免钢筋笼长时间存放。

钢筋笼吊放前，必须对其每个焊接缝隙质量进行依次检查，一旦发现问题必须立即补焊，同时钢筋笼吊放过程中应仔细观察其能否正常下放，避免与孔壁发生碰撞；钢筋笼临就位时，应调整钢筋笼保护层厚度，采取固定措施，固定在孔口。起重设备起重能力应适当增大，吊装过程中明确安全警戒区域，安排专人指挥、警戒，保证施工安全。

4.6 灌注水下混凝土

混凝土灌注桩施工前，试验人员会提前开展孔内泥浆指标和孔底沉渣后端监测活动，确保各项指标符合规范要求，必要时应进行二次清孔，防止沉渣混入混凝土内，影响桩身质量。混凝土运抵现场时，应检查混凝土坍落度、均匀性，避免出现泌水、水泥浆流失、坍落度变化等现象。

水下混凝土灌注技术应用过程中，可以借助导管灌注技术。工程技术人员，通过测绳复测孔桩深度，计算导管需求量，居中下放导管，避免与孔壁发生摩擦、碰撞，同时满足导管底部与孔底距离在30～50cm之间。计算受料斗首盘混凝土量，用量包括导管埋深1.0m 混凝土量及导管内混凝土柱平衡管外压力所需混凝土量。灌注过程中，导管埋深应控制在2～9m 之间，否则会扰动混凝土初凝和导致导管难以拔出问题，现场技术人员准确计算混凝土灌注量与导管拆除的关系。灌注时注重钢筋笼上浮问题，采取降低灌注速率，孔口钢筋笼抗浮加固措施，防止出现反插钢筋笼和钢筋笼保护层厚度不足现象。混凝土浇筑临近结束时，都应进行超灌处理，杜绝因桩顶混凝土压力过小造成桩顶不密实现象。按规范要求超灌应高于桩顶标高0.5m 以上，实践中通常超管距离都在1.0m左右。

5 结语

现如今，很多公路桥梁工程都开始使用钻孔灌注桩施工技术，诸多建筑行业企业以及相关研究人士对该技术进行深入研究。在钻孔灌注桩施工技术实际应用中，要严格按照施工工序进行，时刻关注施工注意事项。除此之外，施工人员还要严格按照材料采购标准进行选购，定期检查施工设备，组织工程相关人员主动参与培训教育工作，在施工中发挥钻孔灌注桩施工技术应用价值，确保公路桥梁工程质量可靠。