钻孔灌注桩海堤路段施工工艺及质量控制研究

吴佳捷

（上海中咨安通工程管理股份有限公司，上海 200086）

0 引言

随着我国经济快速发展，国家加大了交通基础设施建设。桥梁桩基础是桥梁工程核心部分，由于桥梁上部结构荷载不断增大，钻孔灌注桩等基础形式构成了公路桥梁工程中的基础工程。钻孔灌注桩具有承载能力大等优点，在公路桥梁建设中得到了广泛应用。良好的基础是桥梁建设成功的保障，目前我国钻孔灌注桩施工桩长可达100m以上，如何根据不同水文地质条件选择合理的施工方案需要研究探讨。钻孔灌注桩施工需要把桩孔土排出地面，施工过程复杂，施工中操作不当会导致坍孔等质量问题，需要通过实际工程总结钻孔灌注桩施工工艺技术。

1 钻孔灌注桩施工技术研究

随着我国城市经济快速发展，桥梁上部结构荷载加大给基础工程施工带来很大挑战。桩基础是土木建筑深基础工程中应用最多的形式，单一工艺灌注桩无法满足发展需求，要综合考虑多种因素选择适合的施工技术。钻孔灌注桩施工技术广泛应用，由于施工技术具有隐蔽性，研究施工技术工艺有利于提高路桥工程质量。灌注桩技术是钢筋笼预埋桩侧，钻孔灌注桩将结构物的荷载传递到地基土持力层。

桩基础设计要保证结构稳定性，重点包括桩型选择等，桩身设计要注意桩基沉降验算等问题。桩型选择要根据施工现场实际情况进行合理性等方面综合性研究。持力层选择要考虑施工可行性要求，要选择高强度的土层减少桩基沉降。桩长确定应从荷载等因素综合考虑。由于群桩效应对桩基承载力造成不利的影响，桩间距要根据桩的排列等因素判定。确定合适桩型后用特定单桩承载力计算公式。计算沉降时采用准永久值，灌注桩结构设计要注意配筋率与箍筋等问题，纵向主筋沿桩身周围布置。

钻孔灌注桩施工使用护筒结构要控制其合理性，必须科学设置泥浆的配比。钻孔灌注桩施工测量放样首先测定桥梁工程墩台中线。施工中选择合适的成孔形式决定后期成桩质量，应根据设计图纸等资料编制可行的施工方案，灌注桩机械成孔方法包括泥浆护壁桩等。现代建筑中通常采用各种施工机具，钻孔前埋设护筒固定桩位，施工部署主要根据工程的性质特点进行合理组织。护筒埋设首先固定桩位，设计钢筋笼须满足施工规范要求，选择合适的吊放方式，根据孔深确定导管长度。我国自1983年北京建筑研究所首先研发了桩端压力注浆桩，国外开展了向下部结构轻型化方面的研究，钻孔机械向新兴智能化开发研究。目前灌注桩向长尺寸方向发展，许多国家研发成孔机械。加强施工技术研究，对实际工程具有重要指导意义。

2 钻孔灌注桩施工工艺关键技术

钻孔灌注桩技术在公路桥梁工程中广泛应用，施工中需要把握关键技术工艺。钻孔灌注桩施工关键技术主要包括护筒埋设等。技术人员要做好动态管理，钻孔后选择合适的清孔方式对孔洞实施清理。施工前要根据现场情况进行全面实地勘察，对施工方案编制依据等内容进行严格监管，保证施工进度不受意外情况影响。钻机到位前检查埋设高度是否符合设计预设标准，施工单位要设专人观察记录各项指标。

目前钻孔灌注桩常用施工机械包括回旋钻机等，要根据现场条件确定合适的施工机械。必须全面检查钢材性能，结合施工现场情况选择合适的吊放方式。混凝土灌注须严格控制好孔底与导管下口距离，严禁在钢筋骨架放置后进行，确保含砂率在要求标准内。导管埋设深度处于2～6m之间，在卵石土等夹层中钻孔需采用泥浆护壁，随时进行泥浆指标检测。护筒下陷原因是未考察处理地质条件，要与技术人员组织施工图交底，测试成孔施工现场是否平整稳定。必须全面检查钻杆等相关状况，可通过调整钻孔架保证结构的平衡度。根据工程桩设计要求，混凝土灌注后拔出护筒，地面上的护筒在混凝土抗压强度达5MPa后拆除。

钻孔灌注桩施工中要加强对成孔质量的控制，要检查钻机定位是否稳固，必须控制成孔深度。常用桩基检测法分为桩身完整性与桩基承载力检测，要选择适合的检测方法。桩基承载力检测是桩基检测的重要部分，选择检测方法要根据施工现场情况确定。工程项目人员按职分工，重要内容包括终孔验收，清孔除渣等关键施工工艺，要求严格把控每个环节。

3 钻孔灌注桩海堤段工程施工工艺质量控制

港区跨线桥上跨出港辅道G匝道，桥梁结构为5m×35m等高连续箱梁，标准段总宽度13.5m，道路等级参照城市次干道设计。跨线桥桩基采用D1200mm的灌注桩，5桥台下设4根桩，0桥台采用28根699m扩大承台基础。该区域属于海岸地貌类型，抛石大小不一，填充较多粗砾砂、淤泥质黏土等。VII3中风化花岗岩层地质性质良好，作为该工程桩基持力层。

试桩为2-2桩基，桩身直径1.2m，设计桩顶标高4.5m，要求桩端达到设计高程。施工准备工作包括混凝土供应，技术及安全交底等。混凝土质量已经过审核，混凝土配合比等性能经第三方检测符合设计要求。桩基施工用水采用自来水，根据现场需求补充。施工用电采用箱变（500kVA）将业主指定电源引至施工现场，采用5芯电缆接至桩机控制电箱。项目经理部对桩基施工人员进行三级安全教育，对现场进行安全隐患排查。对桩基施工队伍就冲击成孔进行技术交底，主要包括施工工艺、质量验收标准等。钻孔中随时对孔内泥浆的性能进行检测，冲孔灌注桩在终孔后，对桩孔的孔位、孔深和垂直度进行检验，对孔底的沉淀厚度进行检验。质量预控点包括桩基施工组织设计，原材料质量等。

图1 冲击钻示意图

试桩施工重点环节包括准备工作，护筒埋设，泥浆配置等。施工准备包括场地准备，桩位测量，机械设备检查等工作。冲击钻机底座位于挖机回填场地上，钻机机位前后用碎石填平并垫枕木。泥浆的性能指标对钻机中的护壁效果有很大的影响，根据该工程的冲孔工艺，泥浆比重为1.2～1.4，冲孔初期在孔内加入水进行冲击造浆。对泥浆的性能指标进行检测。在冲孔前对电机旋向、摩擦离合器工作性能进行调试，将锤头按照十字拉线法对准，开始钻进时适当控制进尺，提锤高度控制在小于1.5m。2-2桩基处工程地质层主要为抛石层，标高-8.8～-9.3处有淤泥质粉质黏土，-9.8以下为中风化花岗岩，试桩中钻进2m取样渣留样。入岩后每隔0.5m取一次样渣。冲孔中随时注意孔内水头以及泥浆稠度，施工出现漏浆现象，采取及时回填黏土措施处理。成孔后请第三方专业机构对成孔质量进行检测，检测结果表明成孔质量符合设计要求。

表1 钻孔灌注桩成孔质量标准

表2 灌注桩钢筋骨架制作和安装质量标准

成孔质量达到要求后进行清孔，前阶段先用比重大的泥浆进行孔内沉渣清理，使砂石粒能顺利的浮出孔口，孔底沉渣厚度符合设计要求后下放钢筋笼。钢筋笼采用24根HRB400Ф25作为主筋，螺旋筋采用HRB400Ф12，钢筋笼制作完成后经监理验收合格。2-2桩基实际桩长19.55m，两节钢筋笼连接采用单面焊，使用25t汽车吊安装钢筋笼。2-2桩基共安装8节导管，导管距孔底约40cm，灌注前将漏斗口密封。采用比重为1.05～1.10的泥浆，捞取孔口出来沉渣。2-2桩基预估混凝土方量为30m，混凝土罐车到达现场后首先进行坍落度检测，灌注前将混凝土运输车由专人指挥倒至待灌注桩旁，斗内混凝土数量达致最大储量时，首批混凝土灌注，混凝土灌注开始后保持连续进行，正确控制导管的提升和拆除，灌注完成时混凝土顶面标高为6.5m。

4 钻孔灌注桩工程施工质量控制要点

试桩中出现冲孔漏浆等问题，针对实际情况采取相应的处理措施。泥浆导流槽不规范，施工场地文明施工较差，在护筒顶面周围浇筑10cm厚的C20混凝土，引流至沉淀池和泥浆池，确保泥浆能顺利流入池内，同时做好泥浆池的围护工作，做好施工现场的安全文明施工工作。开挖埋设钢护筒后回填土，由于回填土质松动，钢护筒出现倾斜下沉。先在基底浇筑10cmC20混凝土，标出护筒中心位置及圆周，护筒周边用钢筋进行定位固定。

表3 程控质量检测

通过2-2试桩的施工，对桩基施工方案验证，及时发现了存在的问题，形成桩基施工总结结论。确定桩基施工工艺是可行的，明确各项施工工艺参数，泥浆比重维持在1.30～1.40之间；明确混凝土灌注数量和导管拆除时间的协调问题。冲孔过程中要做好现场记录以及泥浆比重的监控。入岩时需联系设计勘测单位进行确认后方可继续冲孔；了解了不同地质状况下沉渣的形态。2-2试桩施工的各项检测指标满足规范要求，试桩采用施工工艺合理，针对试桩过程中出现的问题找到原因，经总结，试桩完成各项内容达到目的。

5 结语

随着科技的发展，建筑向高层延伸，建设场地浅层地基不能满足建筑物对地基承载力的要求，需要利用地基深层坚实土层为基础持力层。深基础包括桩基础、地下连续墙等类型，深基础桩基应用日益广泛，钻孔灌注桩是适应性强的深基础施工工艺。钻孔灌注桩技术在路桥工程施工中得到了广泛应用，技术人员要总结施工技术经验，采用有效措施保障钻孔质量。施工方要加强对施工人员的培训考核。目前钻孔灌注桩技术在桥梁领域应用处于起步阶段，技术人员要加强灌注桩施工工艺研究。