灌注桩与预制桩在道路桥梁施工中的应用

张域龙

摘要：路桥工程施工质量对路桥的服务质量及使用寿命有很大影响，对促进区域经济发展具有明显的意义。因此，加强路桥工程施工质量控制具有重要意义。为了提高路桥工程的施工质量，必须保证路桥工程的基础强度及承载力达到设计要求，保证高质量的基础施工。基于此，本文探讨了灌注桩与预制桩在道路桥梁施工中的应用。

关键词：预制桩;灌注桩;道路桥梁施工;应用

灌注桩和预制桩是路桥工程中常用的两种桩基，它们在定义、适用条件和特点等有明显的不同。在实际应用中，应根据路桥工程的实际情况合理选择，准确把握灌注桩和预制桩的施工工艺和质量控制要点，以保证桩基施工质量，保障道路桥梁工程的整体施工质量，从而为我国交通基础设施的完善奠定良好的基础。

一、预制桩和灌注桩的性质特点

1、预制桩特性。预制桩是一种挤土桩，在人工挖完孔并准备好相应导管后，在桩端土层中钻孔，将其打入土中会有分离土壤的感觉，它能深层次打入土壤中，周围土壤由于巨大的压力而变得紧密厚实，因此会大幅加强地基的承受能力。但在一定程度上也会带来一些负面影响，例如，在预制桩打入土层时，若使用方法不适当或考虑不全面，则会使周围地表突起，严重时甚至导致相邻桩基上浮。虽然在实际情况下使用预制桩的成本较高，但由于其所用钢筋是根据实际情况经缜密计算而针对性打造的，因而比普通钢筋承受的压力更大，对钢材的需求也更多，但桩身质量较易检查，而且运输效率也很高。预制桩在打桩过程中会产生很大的噪声，必须在不影响周围居民生活的情况下施工，或采用静压机打桩。预制桩很难穿透坚硬的地面，并且桩的设计和钢的使用成本很高。预制桩需合理掌握单节桩的长度，单节桩的长度不宜过短或过长，并且若两桩连接在一起，接头部分会变薄，从而降低桩的承载力。

2、灌注桩特性。灌注桩是打好孔后，将水泥直接灌入腔体内部，然后随着灌浆压力的增大，腔体也随之膨胀，从而在桩底土层中形成一个高强度的结合腔体。与预制桩相比，灌注桩造价相对较低，钢材消耗也较少，当然也可根据工作需求来制作合适的钢筋。灌注桩只需使用大直径挖孔机打孔，其单桩承受力就会很大，而且往往由于桩孔底部的杂物未被彻底清理干净，导致单桩承载力发生明显变化。通常，单桩的桩身不太好控制，经常因操作不当而断桩。虽然灌注桩的桩身质量不易控制，但可在任何土层中使用，灌注桩桩身长度根据土壤的实际特性确定，桩身无具体需要，可随意调控，无限制。与预制桩相比，灌注桩不能用于水下施工，然而，现代水下工程建设采用钢围堰形式，可满足工程标准，保证施工质量。

对灌注桩而言，也有不同的施工工艺，开式灌浆是用钻机打孔，预先埋设相关导管，浇灌桩柱本身混凝土后，将泥浆直接投入桩底，保证泥浆与桩底附近的土壤渣滓结合到一块，形成高强度混合物;在进行同样的闭式、开式灌浆操作后，将泥浆注入已安置好的弹性腔体中，随着泥浆料用量的增加，对腔体的压力逐渐增大，在挤压过程中得以扩增，并产生高强度结合体;人工挖孔灌注桩沿导管方向将桩基打入土层进行灌浆工程，发挥空间大。

二、灌注桩在道路桥梁中的应用

1、施工前准备。施工前的准备非常重要，包括施工资料及施工场地的准备。其中，施工资料准备包括拟建区域的施工图纸、拟建区域的水文地质条件、工程地质条件、周边地下管线分布资料、周边既有建筑物的构筑现状，从而为施工方案的优化提供支持。施工场地准备是指可能影响桩基工程施工的各种设施的迁移，一般包括高架线路、地下管线等，做好建设区域排水系统、沉淀池、循环池等，并对各种基准点和控制点进行测量布设，为进一步开展桩基施工打下基础。另外，还应加强对施工材料的检查，如钢筋种类、规格等参数是否符合设计要求等，加强对水泥型号的检查，确保混凝土型号符合设计强度要求;同时做好材料进场记录，防止伪劣产品进入施工现场，影响灌注桩施工质量，为路桥工程质量安全埋下隐患。

2、灌注桩施工流程。①根据拟建区域的岩土工程地质条件和建筑物质量要求等，选择合理的桩型;②按桩型钻孔，完成后清孔，清除孔内碎石和油污等;③根据选用的桩型制作钢筋笼，钢筋的规格型号等必须符合设计要求。当钢筋笼直径较大时，为有效防止钢筋笼在运输、吊装中的变形等问题，可在钢筋笼内安装支撑装置解决，并在下部安装垫块;同时，钢筋笼的安装必须保证吊装的垂直度，尽量避免与孔壁碰撞。若钢筋笼长度较大时，可分节吊装，并在主筋接头处留有一定长度;④混凝土灌注，钢筋笼吊装完后进行混凝土灌注，混凝土配比必须严格按试验得到的参数进行，混凝土灌注严格按操作流程进行，并及时做好养护工作，确保混凝土强度达到设计要求。因此，应注意以下方面：首先，混凝土若在水下环境中灌注，则应采用导管法;其次，当钻孔中渗水量较小时，常采用串筒灌注混凝土，采用分层振捣法捣实;再次，若钻孔无水或水体可疏干时，可采用短护筒直接投料;最后，采用泵送法进行大直径灌注桩施工;⑤注重灌注桩的施工质量，主要从以下方面入手：首先，验证钻孔质量，直至钻孔规格达到设计要求后开始灌注;其次，严格控制灌注混凝土配比，确保混凝土强度达到设计要求;再次，混凝土的振捣密实度必须达到设计要求，否则混凝土可能发生分层等现象，从而影响灌注桩的质量;最后，单桩灌注必须保持灌注的连续性，否則易断桩。

三、预制桩在道路桥梁中的应用

预制桩在路桥工程中的应用主要包括以下方面：①沉桩参数的确定，主要是指沉桩阻力，根据拟建区域岩土工程地质条件，结合预制桩的桩型、深度、接头等规格参数，进行压桩试验，确定土质、目标持力层深度、桩间距等参数，为提高桩基施工打下基础;②桩顶垫材选择，桩顶垫材的选择会影响沉桩精度，对桩帽保护具有重要意义，在桩基施工中起着缓冲作用。同时，垫材的缓冲作用能使沉桩过程中施加的压力更加均匀，可有效避免预制桩局部受力过大造成的桩身损坏，垫材一般选用橡木、桦木;③预制桩的运输、堆放和起吊，预制桩强度必须在出厂前达到设计强度的100%及以上，预制桩起吊过程中，必须严格遵循“轻吊轻放”原则，防止预制桩碰撞，起吊时，绳索与管桩的夹角应大于45°，同时，预制桩堆放区必须保证场地平整牢固，并做好排水系统;预制桩的堆放高度（即层数）应结合预制桩的强度和场地承载力等综合因素确定，通常，预制桩的堆积高度一般不超过5层;预制桩堆放过程中，必须做好垫木设置，每层预制桩必须用垫木隔开，预制桩两侧应设置木楔，防止发生预制桩滚落等现象;④预制桩压桩与接桩，若采用静压法沉桩时，一般分段进行及逐段接长（焊接法或浆锚法）方式进行，若发现预制桩损伤需及时修复;预制桩接桩时，应先检查下节管桩的顶部，顶部如有损伤，应及时修复，同时清理下节管桩顶部的杂物，当上节管桩到位前，应将接头处的污物、碎石等清理干净;沉桩过程必须连续，中断时间应尽可能短，压桩顺序应严格按施工设计进行，确保沉桩质量达标;另外，压桩过程中如发现预制桩变形，必须及时更换预制桩，以确保预制桩质量达标。

总之，在路桥工程施工中，最重要的步骤是夯实桩基，合理的桩基建设能保证施工项目的质量。在实际工程中，最常用的类型是预制桩与灌注桩，它们是路桥工程施工中最常用的桩型，但它们的使用有一定区别，需结合工程实际情况，根据不同工程施工要求及土性特性选择合适的桩基，只有这样才能保证桥梁工程施工的高质量，并要考虑以最小成本代价换取最大价值体现。

参考文献：

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[2]李宁.灌注桩与预制桩在道路桥梁施工中的应用[J].百科论坛电子杂志，2020（12）.

[3]孟强.灌注桩与预制桩在道路桥梁施工中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018（08）.