桥梁工程钻孔灌注桩施工的技术要点

文 / 李胜

一、工程概述

沭河大桥位处地质情况复杂，主要为粗砂层，水中桩施工难度大，徐州市公路处、205指挥部、监理组及徐州市公路工程总公司工程管理部对沭河大桥水中桩施工高度重视并予以大力支持。

项目部选择具有代表性的3-3桩作为水中桩首项工程，于7月24日进行了技术交底，交底后当日开钻，8月8日成孔，8月11日下钢筋笼，8月12日凌晨0：05-5：20完成灌注。

3-3 桩设计桩径φ1.5m，设计桩顶高程（系梁顶）26.3m、设计桩底高程-25.7m，基准面（转盘）高程29.71m，护筒径φ1.9m，变截面（φ1.5m桩与φ1.9m护筒）高程13.15m，泥浆面（护筒出浆孔）高程28.3m，灌注时水位26.37m（汛期水位变化较大）。

二、钻孔灌注桩施工技术的应用要点

（一）做好施工前的准备工作

案例工程规模比较大，钻孔灌注桩数量多，为保证钻孔灌注桩施工的连续性，提升施工质量，就需要做好施工前的准备工作，主要包括以下内容：

第一，对施工区域进行全方位的测量放线，要确定每根钻孔灌注桩的布设位置，同时还要结合地质勘察结果，编制施工方案，确定工艺流程、安全措施、技术指标，并制定应急预案，以降低突发事件造成的损失和影响。

第二，需要严格控制好施工原材料的采购、进场检验、入场管理、使用管理等，决不允许质量不达标的材料进入到施工现场。尤其是水泥、骨料、添加剂的质量必须满足施工方案的需求。导管也要拥有出厂合格证书，并在使用前进行闭水试验，达标后才能使用。

（二）做好护筒埋设

本桥设计常水位标高为26.3m，下护筒时水位标高为27.096m，河床地质情况，13.09~10.99m为亚粘土层。保证钻孔质量，避免发生孔壁坍塌问题，护筒的内径要略大于钻孔灌注桩桩径，本工程钻孔选择了冲抓钻进行钻孔，护筒内径要比桩径大30~40cm，且护筒高出水面的高度要控制在1~2m之间，高出地面的高度0.3m，护筒中心线需要和钻孔灌注桩测量放线的中线相互重合，最大误差不能超过50mm，倾斜度不应超过1%。

（三）控制好造浆和钻进质量

在钻孔灌注桩施工中，浆液质量非常重要，其主要作用形成泥皮，保护钻孔壁。因此，本工程在造浆中选择了优质粘土，通过手推车将粘土送往造浆池。在一些桩孔位置，采取护筒内造浆的方法，保证在临近护筒内备满泥浆，为二次清孔提供足够的优质泥浆。

在开始钻孔前控制泥浆比重在1.34左右，泥浆的含沙率控制在7%左右，稠度控制在28s左右，循环进尺深度控制在70cm/h左右。

案例工程在钻孔中，采取了冲抓钻机，以便及时清理钻孔时遇到的石块。但在钻孔操作中，发现实际地质情况和地质图不相符。比如：在护筒上下约1.0m的范围中遇到了粗砂，护筒底部并不存在亚粘土层。

所以在进行钻进中，在护筒底部上下各2m的范围内，循环进尺的速度要适当减少，控制在50cm/h左右，以免对粗砂层造成不必要的扰动。在钻孔施工中，泥浆采取双泵循环的方法，具体的循环路径为泥浆船、护筒、相邻护筒、泥浆船。钻进中通过振动筛去除粒径超标的砂，每隔一个小时，检测一次泥浆指标。如果泥浆含砂率超过50%，要及时停止钻孔，将含砂率降低到30%后再继续钻孔。

（四）一次清孔

钻孔完成之后要及时跟进清孔作业，案例工程在8月8日完成钻孔，钻孔灌注桩成孔时，泥浆的比重为1.52，含砂率为35%，如果长时间不清孔，会导致泥浆比重逐步降低，从而增大粗砂清除的难度，泥浆的粘度也会随之降低。

可向钻孔中加入8袋水泥，以及提升泥浆的比重和粘度。到8月11日泥浆含砂率降低到3.5%，比重为1.20g/cm，粘度为20s。

（五）安装钢筋笼

本工程3-3桩深度大，钢筋笼规模大，全长达到43m，采用了钻机和浮吊船相互配合的方法来安装钢筋笼，分为五节安装，安装前先用探孔器对钻孔质量进行检验，确认钻孔的深度、垂直度、孔径等达到设计要求后，再进行钢筋笼安装。

每节钢筋笼接头之间通过单面焊进行搭焊，保证焊缝的长度不小于25cm，钢筋笼拼接时，需要注重声测管的安装质量和位置符合设计要求。前一节声测管中先灌水，以降低内外压差，以免声测管发生局部渗水问题。钢筋笼要用预制混凝土垫块作为保护层。

3-3桩保护层厚度为6cm，预制混凝土垫块的为扁圆柱形垫块，直径为12cm，垫块垂直2m分布一处，一处水平分布4个。钢筋笼安装全过程中，需要将穿好钢筋的垫块牢牢焊接到主筋之上，焊接完成之后要用超声波探伤仪对焊接质量进行检验，发现未焊透、夹杂、焊瘤等及时处理。

安装完成最后一节钢筋笼之后，需要在钢筋笼顶部焊接四个吊点，在吊点中穿入2根规格为10mm×16mm的槽钢，担放在钻机平台方，2根槽钢之间通过钢筋连接，并固定牢固。

（六）二次清孔

钢筋笼安装完成后，要及时开展二次清孔操作。本工程3-3桩于8月11日19点进行二次清孔，在二次清孔中，泥浆中的含沙量会逐步降低，比重和粘度也会随之降低。

当泥浆的比重降低到1.15以下时，要及时加入水泥，调节泥浆比重和粘度。在进行混凝土灌注之前，需要保证泥浆含砂率能够降低到1%以下，比重不超过1.17，稠度控制在22s左右。

（七）水下混凝土灌注

水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中应用的关键环节，需要特别重视质量。

本工程在8月12日0:05分到5:20分，对3-3桩进行水下混凝土灌注。为保证水下混凝土灌注的连续性，选择用两辆罐车同时运输混凝土，第一车为3m的砂浆润滑泵管，每车运输为8m，提升了钻孔灌注桩混凝土面4.5m。

再灌注之前，需要检查导管是否下落到孔底，然后提升约30cm的高度，再灌注首批混凝土，保证首批混凝土封孔导管埋深不小于3.9m。在整个灌注过程中，每灌注一车混凝土，对混凝土的上升面测量一次，以掌握导管的实际埋深，并和混凝土的实际灌入量进行对比，然后及时拆除导管，控制导管在混凝土中的埋深始终保持在2~6m之间，逐步灌注到钻孔灌注桩顶部。

（八）质量检测

8月18日，江苏省建祥工程检测有限公司对3-3桩进行超声波检测，经检测为Ⅰ类桩；8月20日，江苏智博工程咨询有限公司对3-3桩进行超声波检测，亦为Ⅰ类桩。

表面此种施工方法，可有效保证钻孔灌注桩施工质量，值得类似工程参考借鉴。

三、提升钻孔灌注桩施工技术应用效果的措施

钻孔灌注桩施工技术的应用效果，直接关系到钻孔灌注桩的质量和稳定性，为提升桥梁工程桩基的承载力，发挥出钻孔灌注桩施工技术的优势，可从以下几个方面同时入手：

第一，严格控制好护筒中水头的高度，最低不能低于1.5m。护筒埋设时，入土深度不能低于2m，以提升护筒护壁效果。

第二，钻孔施工中所用的泥浆比重不应低于1.3，砂率控制在8%以下，按照地质条件，合理调整循环进尺的深度。泥浆要尽量采取双泵循环的运行方式。如果在钻孔施工中遇到复杂的地质条件，对孔壁造成较大的扰动，要及时回填上粘土，再进行钻孔操作。

第三，首次清孔时泥浆比重要控制在1.2~1.3之间，且含砂率不能超过4%，钻孔完成后要及时开展首次清孔。首次清孔完成之后，及时开展钢筋笼安装工作，并在保证施工质量的基础上，尽量缩短钢筋笼下放时间。钢筋笼下放时要保证稳定性，避免来回摆动，碰撞孔壁，破坏孔壁。

第四，二次清孔时，泥浆比重比较小，粘度下降明显，为保证泥浆护壁效果，要加入适量的水泥，控制泥浆比重在1.15~1.20之间， 含砂率不超过2%，稠度在20s~22s之间。

四、结语

综上，钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中应用具有很多优势，既能保证桥梁工程对基础稳定性、强度、承载力的需求，而且施工速度快，泥浆可回收再利用，污染小，符合绿色文明施工的要求。但在具体应用中，发挥出钻孔灌注桩施工技术的这些优势，需要结合工程特点，制定施工方案，并对施工过程的每道工序严格控制，发现问题及时处理，才能最大限度保证钻孔灌注桩的质量。