钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用

蒋光远

摘要 钻孔灌注的方法是桩工程当中较为常用的技术类型，该种技术在公路以及桥梁工程项目当中的适用性以及使用表现，为文章主要探讨的内容。该文以天星庵路工程当中桥梁相关的工程内容为例，通过实例研究的方法，尝试证明采用钻孔灌注的方法能够满足市政道路桥梁工程的建设需要，并以天星庵路项目的成功建设，证实钻孔灌注的方法确实能够达成工程的桩基础建设需求。

关键词 钻孔灌注桩;路桥;工程施工

中图分类号 U445.551 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）05-0135-03

0 引言

实施道路桥梁等类别的工程时，在选择具体工程施工技术手段的时候，作为工程的实际实施责任人首先必须考虑的是技术能够匹配此项工程的需求，在可供选择的技术中能够有效节省施工时间、降低整体的施工难度，同时保障施工的最终质量，相比较而言更能够有效地控制成本，才能够成为首选的技术手段[1]。在路桥的建设工程当中，作为基础性的定位和定基工程，建造路桥的“桩”在建设过程当中最经常使用的技术为钻孔灌注的工程方式。

1 钻孔灌注技术的基础性优势条件以及与项目的适配度分析

路桥工程项目在进行基础桩的建设过程中适用范围最为广泛的技术手段即为钻孔并灌注的方式，这种方式作为一种使用时间已经较长、技术的完善性已经达到了较高层次的技术手段，在不存在极为复杂施工要求的工程中，都能达到很好的适配。[2]文中提及的项目为位于吉首市的天星庵路的改造项目（见图 1），这一项目属于一般性的道路工程，其中涉及路桥的部分能够采用钻孔灌注的方法完成这一部分工程。

在该项目中，涉及的桥梁建设工程总计五处，其中跨度最大需要灌注方法进行施工的基础桩数量最多的是标号“2”的桥梁（见表 1），其跨度240 m，这一区域内计划施工的基础桩直径1.5 m的桩数14根，另外四处计划采用钻孔灌注方法完成桩基础施工的区域为：标号“3”（见表 2）分为两个部分，合计跨度150 m，桩径确定为1.8 m的3根、桩径确定为1.5 m的8根;标号“4”（见表 3）跨度177 m，桩径确定为1.8 m的12根，桩径确定为1.5 m的2根;标号“5”（见表 4）跨度128.989 m，桩径确定为1.8 m的1根、桩径确定为1.5 m的4根、桩径确定为1.2 m的9根;标号“6”（见表 5）跨度30 m，桩径确定为1.2 m的桩数2根。所有工程项目使用灌注方法进行桩基础施工的区域总长度287.5 m。以上数据详情如下：

2 钻孔灌注的方法实施过程中的技术重点及技术要求

2.1 施工现场平整的技术要求以及施工的规范

钻孔灌注施工的现场需要保持较为平整的状态，并且具备完善的供水、供电以及道路交通系统。在进行这项工作的过程中，场地的力学承载能力必须保证达到施工的要求，完成场地平整施工后才能根据需要标注需要建设的基础桩位置。

在项目当中，需要通过在水域进行筑岛作业的方法为灌注施工提供场地。因此，在正式施工作业前，需要对水域中需要建设基础桩的部分明确标注，在勘察现场并且完成筑岛施工后才能够进行钻孔灌注操作。根据工程对此内容的要求，岛的宽度应当以桥的宽度为基础并在两侧外延共计5 m的距离;岛的外缘的坡度控制方面设计计划保持1∶1.75，岛的整体高度应为水平线以上1 m，岛与水面接触的位置采取彩色布条包裹并使用沙袋码筑减小水面冲击的影响。

筑岛施工必需的设备和材料准备：考虑使用240挖机以赶填的方法进行施工，使用的主体材料主要为黄黏土或风化料。岛基础建筑上应使用0.5 m的片石进行硬化处理，确保施工过程中车辆的正常通行。

2.2 设计钻孔点实行护筒的埋设工作以及该项目的相关设计内容

护筒实施的目的是建设便于后续施工进行的环境，避免后续施工中孔以及注浆受到周围土壤或者水的影响。因此在此项内容的实施过程当中一方面必须保障完全按照施工方案进行，另一方面护筒的材料的需要具备较高的耐受力以及防渗透能力。

工程中使用6～8 mm厚的钢板作为主材料，为提升主材料的强度，在工程中必须在护筒的上中下三部分各焊筑一道钢筋進行加固;在护筒的尺寸设计上，其标准尺寸应当较这一位置使用的桩的桩径外延0.2 m，长度最终使用的尺寸为1.8～2.3 m，距离护筒顶部0.2 m的位置留有0.2 m×0.4 m大的溢浆孔（见图 2）。

护筒埋设完成后，需要对实际的埋设位置与计划埋设的位置进行对比，两者中心位置的偏位不超过50 mm，并且护筒的埋设过程中必须使用水泥砂浆对其底部进行保护性填埋，护筒所在区域0.6 m的范围内应当使用黏土实行分层填充直至顶部，这一工程内容要求护筒在黏土中的填埋高度不低于1 m，砂石中的高度不低于1.5 m。

2.3 泥浆的制备场地准备以及可供使用的泥浆的制备环节计划

项目使用的泥浆按照设计在施工现场直接制备使用，制备场地的泥浆制备池同样在现场直接挖掘，挖掘时由项目负责人员根据桩的位置选择，每个成套的泥浆池必须包含循环和沉淀两个池子，每个池子均为面积4 m×4 m，深度2 m的容积，池子应当由钢管+铁网实现防护，其清理残渣的方法为泥浆循环的手段。

项目的泥浆主要由塑性指数较高的黏土或膨润土构成，在搅拌形成泥浆的过程中以黏土为主材料时必须使用水力搅拌器搅拌成型，使用膨润土作为主材料时应当使用泥浆搅拌机进行搅拌。此外，在泥浆的使用过程中一旦数据显示泥浆的指数不达标，必须及时加入黏土并就地重新造浆。

工程实施的过程中应当确保泥浆在护筒内部的高度较地下水位高出至少1 m，该次施工由于受到底部淤积物的影响，因此水头的实际部位高出1.5 m，在进行孔的清理的过程当中必须保持泥浆的循环，进入钻孔工作时需要保证每间隔1 m就要记录一次孔内的状态。

2.4 实施设置位置的钻孔工作的具体步骤以及注意要求

开始正式实施钻孔工作前必须保证所有使用工具在达到相关规定的基础条件下能够满足工程的要求。该项工程为例，要求使用的钻孔锤的齿部长度控制在5～6 cm，外倾斜角度保持在1∶5，且悬挂位置保持在冲击点的1 m位置。

在冲击作业过程当中，对各类不同质地冲击物冲程的规定必须保持在：钻孔前需要进行拋石处理的情况下，实施抛石作业的深度应控制在1.5～2 m、淤泥层控制在1～1.2 m、亚粘土层控制在2 m以内、砂层控制在2～2.5 m、弱风化岩控制在2.5 m以上。在进行冲击时，强风化岩作业时泥浆比重应当控制在1.3～1.35 m、砂粘土层则应控制在1.25 m左右。冲击作业时，每2～3次冲击后必须对锤头进行检查，一旦锤头状态无法达到规定要求，必须及时进行更换。

冲击结束后进行排渣时，一般情况下采取正循环或反循环的方法即可，如果冲击部分为厚度较高的松散性填充石板层，则需要采取捞渣桶掏渣法进行打捞，当孔内的残留过度稀薄时，需要投入黏土。清孔完成后，孔底的沉渣厚度应当控制在50 mm左右。

2.5 笼体结构的制造以及放置过程中重点环节的操作说明

钢筋制成的笼体是进行桩的灌注的基础结构，其形态、主材料的材质硬度对桩的质量能够造成决定性影响，在制作的过程中充分参考该段路桥设计需求的规定。该项目中，制造笼体的主材料等均按照相关的法规等选择，技术层面焊接采用5 d的双面焊，最终保护层的厚度保持在不少于75 mm;构成钢筋笼的主筋间距应为±10 mm;箍筋的间距控制在±20 mm以内即可。另外，成型的笼体每隔4 m必须设置平行的横向C20骨架以及纵向的C18骨架，并确保笼体的中心点与孔的中心点保持一致（见图 3）。正式下放的过程中应当缓慢地下放，同时逐节确认笼体的焊接状况是否达到质量要求并注意下放时不能碰撞到孔的内壁，如果笼体下放过程中受阻，应当以缓慢旋转的方式尝试解决。笼体完全下放后，应当对其适当位置进行准确定位。

2.6 桩的主体的灌注过程以及实现水下灌注的特殊性要求说明

材料的选用同样对工程质量存在较大的影响。该项目由于属于水下施工的项目，受项目施工环境影响，在选择混凝土等主要材料过程中需要充分考虑防水的需要。

首先在选用混凝土时应当选择含砂量达到40%～45%的类别，并提升所使用的隔水栓的等级。灌注过程中导管的底部与孔的底部的距离应控制在0.3～0.4 m，单次混凝土的填充量应当保持在1 m以上，最终填埋的深度必须达到2～6 m。

3 钻孔灌注桩的质量和安全要求

3.1 施工周期以及施工流程的要求

（1）对参与人员进行分工。

（2）选择合适的原材料以及施工方案。

（3）明确施工计划。

（4）施工设备进场验收。

（5）工程所在的吉首市全年无霜，但存在受雨季影响的问题，因此施工时需要考虑到受雨季影响的工程内容在此时期内的排水以及正常施工的相关规定。

3.2 施工材料的进场和检验

从该工程来看，需要准备的内容包括施工的主材料以及施工场地的准确，主材料主要包括混凝土、碎石、砂、用于制造泥浆的高塑性能力的黏土或膨润土。在混凝土的选择上需要选择可供水下使用的商品用混凝土，其等级必须达到C30以上，碎石尺寸应控制在5～25 mm范围内。

临时设施的需求上，根据工程的位置和施工环境，需要具备以下设施：占地面积400 m2的标号“1”/“3”钢筋加工场地、占地面积200 m2的标号“2”钢筋加工场地、工人临时宿舍、施工道路，以及电缆等材料、河道工程项目。

3.3 施工过程的安全保障规划以及安全防护措施

在施工过程中，应当通过以下几种方法确保施工的安全性：

（1）建立完善的安全管理团队，由各级施工组织的负责人进行安全管理和组织工作，并建立和完善各项基础性的安全规范和措施，在实际操作过程中做好安全检查工作并明确安全要求的责任人制度[3]。

（2）切实进行安全的“三级”教育工作，即承担工程的承包公司、执行项目的项目组以及实际施工人员所属的班组都应当对施工人员进行完善的安全教育工作，确保施工人员明确安全相关的规定和要求。

（3）在现场施工的安全和技术规定方面，一方面严格按照施工现场的各项安全规定进行施工，另一方面施工技术必须符合该项目的相关要求。

（4）作为大型工程项目，工程在施工过程中需要大量的设备配合进行，部分机械的使用存在相当程度的危险性，因此在机械使用过程中除严格按照机械使用规范操作外，非操作人员要减少对机械操作空间的影响[4]。

4 结语

灌注施工的技术，对现场控制的要求较高，该文通过对施工实例的研究，明确使用灌注技术进行施工时，如何更为有效实现现场的控制。此外通过对施工实例结果的分析，能够明确采用合理的现场管理能够有效避免安全问题并提高施工的效率。该文探讨的施工管理方法不仅适用于灌注法的施工，同样适用于对机械设备依赖较高的其他施工建设项目，以灌注施工方法为切入点对桩基础的施工技术改进进行了初步的探讨，并为其他技术方法改进确定了一个可行的方向。

参考文献

[1]田文才，裘继荣.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].江西建材，2014（20）： 135-135.

[2]李志华. 钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用分析[J]. 科技致富向导， 2013（10）： 197.

[3]李生辉， 张美珍. 钻孔灌注桩在桥梁工程中的施工技术探讨[J]. 科技传播， 2011（13）： 186+185.

[4]曹振兴. 钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的应用[J]. 中国新技术新产品， 2010（10）： 66.