桥梁桩基施工中的挖孔灌注桩技术应用

◎窦昌斌

引言

灌注桩施工中采用人工挖孔的方式进行灌注桩是其中的一种技术，主要是利用人工的方式开挖成孔，该方式主要适用于拥有较好地质情况且桩基较短的情况，广泛的应用在桥梁施工中，主要的优势在于施工便利、能够很好的成型等。为了能够使灌注桩施工能够顺利进行，并达到桩基质量的标准要求，就必须根据工程实际情况科学的制定施工方案，并在此过程中进行严格控制。

一、挖孔灌注桩技术的概述

该技术主要是通过挖土方式形成相应的孔，然后将钢筋笼进行相应的安放，利用混凝土进行灌注成桩的技术。该技术具有安全、造价低等优势，能够将桥梁桩基施工过程中出现的问题进行很好地处理，从而使得桥梁桩基施工质量得到极大地提升。

二、桥梁桩基施工注意事项

1.安全问题。

在对桥梁桩基进行施工的过程中，由于施工环境会对其造成一定的影响，就可能存在一定的安全隐患，因此，在施工中，安全管理工作必须要坚决落实好，使整个施工过程达到一定的安全标准。施工前相关的企业一定要将技术安全交底工作落实好，重点强调施工注意事项，如施工现场中所使用的电器、电路等，要设置专人进行看管，特别是要将线路进行科学的埋设，使标识更加的醒目；此外，还要将护栏加设在空口位置，针对孔口护壁进行有效的安全防护。

2.质量问题。

桩基工程质量主要是由施工工艺决定的，在实际施工中，施工工艺的选择要足够的科学，同时，对于施工过程也要加强管理，这样才能保证各个施工环节的质量达到标准要求。施工前要彻底的清理施工现场，将相关的障碍物进行清除，在对桩位进行测量时，必须严格按照操作规程来完成。完成测量后要将钢护筒进行埋设，这主要是为了确保其达到足够的稳定，在护筒之上可以设置1～2 台灌浆机，利用粘土填实所形成的空隙。在将钢筋笼进行安放时要进行系统的检查，使其性能参数达到工程设计的标准要求，避免钢筋笼出现上浮。

三、桥梁桩基施工中的挖孔灌注桩技术

1.施工前的准备工作。

（1）组织审计。施工前负责施工的企业要将施工组织文件报送至相关单位，对其进行详细的审核，重点分析工程存在的问题，从而使施工方案制定的更加科学。（2）测量定位。该环节的目的就是确保打孔的位置足够准确。在测量定位的过程中，相关单位要进一步加强监督检查力度，确保其参数达到工程设计的标准要求，在对放线进行测量时要利用具有较高的精度的经纬仪、激光测距仪。（3）制作钢护筒。桥梁工程最基础的当属基桩施工，在施工中，利用钢护筒能够使桩位得到有效的固定，防止桩基出现坍塌、倾斜等问题。在钢护筒制作时，其顶端高度要超过最高水位的1～1.5m，同时要采用相应措施对护筒内水头进行稳定，在钢护筒埋设的过程中，其埋设深度要将流塑状地层进行相应的隔开，将内支撑设置在每节钢护筒内，要对桥梁工程负荷的极限进行综合考虑，从而能够有效的防止其出现一定程度的变形。另外，采用破口焊进行连接每节钢护筒，从而能够有效的降低振埋钢护筒时所受到的阻力，在焊接钢护筒时两节钢护筒的直线度和接口偏差要控制在3mm 范围内，焊接质量达到了相关标准要求。当钢护筒运送到施工现场后，起吊要采用单点起吊的方式，将导向架插入下口内，同时，在此过程中要对其进行相应的检测，观察其是否出现了变形、垂直度达不到标准要求等问题，如果发现问题要立即进行调整。

2.桩基开挖。

在开挖时，必须要将实际工程情况进行结合起来，要充分的考虑到桩基在桥梁墩中所埋数量，使用多台设备进行同时挖孔。开挖不仅可以利用人工进行开挖，还可以使用机械进行开挖。如果碰到淤泥、亚粘土等情况时，可采取人工开挖的方式进行处理；当遇到风化岩石层时就需要利用机械进行风钻打眼爆破开挖；现场要及时的将挖出的沙土、碎石进行清理，并利用运货车将其转送到弃碴点。在开挖过程中，要进一步加大桩基25mm，要采取混凝土护臂，保证灌注的高度，并做到随时开挖随时维护。

3.钢筋笼的制作。

在灌注桩施工过程中，钢筋笼也是其中一个重要的环节，想要保证桥梁桩基的施工质量，钢筋笼就需要根据工程需求来进行制作。钢筋笼要与实际工程需求进行结合，单节长度要达到12m，将主筋位置等间距标注在箍筋上，然后逐根将主筋与其进行加强箍焊接，将钢筋骨架制作完成，然后根据设计图纸中对间距点要求，焊接在钢筋骨架上。由于钢筋笼具有较大的尺寸和重量，在制作时要将起吊和移位所形成的变形问题进行充分考虑，并采用两点吊的方式进行起吊。

4.混凝土浇筑。

混凝土作为桥梁桩基的主要结构，其质量对于整个工程来说非常重要，因此选用的混凝土浇筑工艺必须要足够的科学。对于混凝土所使用的材料，施工企业必须重视选用材料的质量，要求供应商将混凝土质量检查报告进行出示，并随机抽取样品展开性能、质量方面的检测；其次，要根据施工设计要求进行科学的浇筑，当首批混凝土灌入完成后，对孔内返浆情况进行仔细的观察，将埋管深度进行精确的测定并进行相应的标记，当灌注首批混凝土正常后，应尽快连接混凝土输送管与导管，在浇筑混凝土时要保证连续浇筑，严禁中途突然停车，在进行灌注时要利用测锤对混凝土面的上升高度进行相应的探测，根据实际情况将导管拆卸下来，要保证导管能够进行合理埋设，导管的埋深要保证超过2m，但要控制在6m 范围内。在浇筑过程中要采用插入式进行振捣，确保孔内的混凝土达到足够的均匀，这样就能够更好的提高混凝土性能。

5.桩基检测技术。

桩基混凝土灌注完成后，需要对混凝土质量进行相应的检测。通常情况会采用动测法来进行相应的检测。对于桩基混凝土来说，要选择局部混凝土，通过动测法掌握其强度、综合性能，从而能够将各个各桥墩桩的桩位和根数进行确定，根据对得到的相关数据进行分析，能够科学的评价出桥梁桩基质量情况。

四、实例分析

1.工程概况。

这篇文章选取了某桥梁工程桩基础作为研究实例，该工程主要采用的是人工挖孔灌注桩，桩长达到了1.8m（18 根）和2.2m（22 根），总共需要40 根。该工程最为重要的环节就是桩基施工，其施工质量对于整个施工能否顺利完成来说都是非常重要的，这也在一定程度上决定了整个施工的安全。根据该工程的实际情况，对施工技术展开了如下分析。

2.施工准备。

施工前，需要开展以下几方面准备工作：（1）对施工场地进行相应的平整，完全铲除井口区域较为松软的土层并将其进行夯实。（2）根据设计图纸进行准确测放，将墩台桩孔的具体位置进行精准放出，同时科学的设置相应的护桩，并经常性的给予科学的校核。（3）在孔口的四周将排水沟进行开挖，将地表中的积水及时清理干净，并将雨棚搭设在孔口区域。（4）对弃渣场进行合理布置，并将施工所使用的机械设备与材料堆放好，防止孔壁受到过大压力，影响正常施工。（5）在井口四周进行围护施工要使用C25 强度的混凝土，确保其高度高出地表30cm，防止钻孔中进入土石等杂物造成人员的伤亡。要将支挡予设置在井口区域用以进行防护。（6）桩位不仅需要提供足够的场地面积，而且还需要设置有效的防排水设施。在施工前，清理干净孔口四周的松石和软土，同时将其进行相应的回填并密实碾压；如果桩位所在的位置在边坡表面，此时就需要将防护网设置在坡口处。（7）在进行弃料时要防止发生意外事故；将安全支护设施设置在弃渣场周围，必要时要进行挡墙砌筑，这样能够更好的保证全体作业人员安全，同时严格控制污染面。

3.人工挖孔施工。

由人工使用风镐进行开挖施工，在此过程中会出现弃土，使用卷扬机将其从钻孔中提出，详细环节如图1 所示。

图1 人工挖孔桩出渣

（1）衬砌需要伴随着1m 开挖完进行，将其厚度控制在15～25cm 范围之间，如果孔壁自身的土质比较差，可以使用混凝土加筋的方式来对孔壁进行保护，保持孔口足够的稳定。（2）在进行挖孔时，要组织技术人员仔细的检查桩孔的位置，当作为群桩时，所形成的误差要控制在100mm 范围内；当为排桩时，误差要控制在50mm 范围。桩孔所产生的倾斜度要控制1%范围内。在进行挖掘桩孔与护壁支撑施工时，要保持操作的连续性，中途不能够停顿，这样能够有效的避免出现塌孔情况。在开挖过程中如果发现岩石，可以使用凿岩机进行凿孔，再进行浅眼爆破。在放炮前要加强支护炮眼，防止震塌孔壁，爆破完成后，由人工将开挖的孔洞进行清理。（3）施工现场所有人员都应按要求将安全帽、安全绳等护具配戴好。如果暂停开挖，应对孔口进行加盖处理。（4）在孔内进行通风：向钻孔中使用鼓风机将新鲜空气进行不断地输送，如果中途需要停工，那么就需要在复工前将井底空气进行抽换。完成爆破后，要马上进行通风排烟，等到负责人检查完成，且孔中保持无毒状态以后，就可以组织施工人员进入钻孔中进行施工。（5）排水：当孔内渗入水源时，如果量较小可以利用人工排水的方式直接清除，当挖至孔底后，可以挖制一个集水坑，并利用潜水泵进行抽水操作。如果渗入水量较大时，应边施工边利用抽水泵进行抽水。（6）钻孔开挖的高度达到设计标高后，要科学的处理孔底情况，确保孔底的平整。嵌岩深度要达到工程设计的要求，并由监理师进行验收。如果现场的地质条件比较复杂，应立即将此情况汇报给监理工程师，由其进入现场进行准确的核查，根据核查的结果调整施工方案。

4.钢筋骨架制安。

（1）钢筋下料。

在下料时，要注意以下几方面工作：①要使用专门的锯片铣割机进行钢筋下料操作；②要确保钢筋的端部不弯曲，如果发生了弯曲情况，要对其进行调直后才能继续施工；③要保持钢筋端面的平整，使其轴线呈90°角。

（2）钢筋连接。

①在钢筋连接前，要将密封盖取下，检查钢筋具体的规格，如果周围存在杂物或者腐蚀问题，要使用钢刷将其进行清理。②连接标准接头的方法为：将套筒一端拧至钢筋端头，丝扣露出的部分要控制两扣以内。连接完成钢筋后，利用油漆进行标记。③接头连接完成后，要安排质检人员对其进行检验，并将检验结果进行详细的记录。支模前，质检人员通过目测判断丝扣外露的长度是否达到标准要求。

（3）骨架运输。

运输骨架主要分成两种情况：①当有平台时，可以进行直接接入；②先从平台上车，然后将其运输至现场。如果骨架长度在6m 以内，此时运输就需要使用两部平车，如果其长度超过了6m，则需要将托架增设在平车的表面。在骨架装车过程中，应对支承点作进一步的稳固，保持每个支承点高度的一致，确保其结构形状达到相关标准要求。在进行运输时，要防止碰掉标志牌，这样更便于校对。通常要尽可能使用平板车进行运输，这样能够有效避免骨架出现一定程度的变形。

（4）检测管安装。

①对于桩径在1.5m 范围内的情况，需要设置相应的检测管3 根；对于1.5m 桩径以上的，就需要设置检测管4 根。②检测管的上部要高出桩基20cm，并使用钢管焊接其接头位置，在下端封底主要采用的是钢板，要确保进行牢固焊接，防止出现漏水问题。在浇筑前，应将水灌满，在用塞子将上口区域封堵严密。

5.混凝土灌注。

要集中拌和混凝土，用罐车将拌和好的混凝土运送至现场。混凝土浇筑过程中在孔内会出现不同程度的渗水情况，所以要科学的选择浇筑方式。（1）如果桩孔中几乎没有渗水，此时可以采用导管来进行灌注，在此过程中要保证导管实际埋深超过6m，这样才能更好的保证混凝土达到一定的密实度。（2）当孔内渗水速度较慢时，可以采取水下灌注的方式进行施工，此时必须要按照相关操作规定进行施工，还要注意混凝土的坍落度，如果孔中没有设置相应的钢筋骨架，则坍落度不能超过6.5cm；而如果设置了钢筋骨架，就需要将其控制在7～9cm 范围内。如果采用的是导管进行灌注，当混凝土在导管内自由下落时，要确保导管与孔位中心完全重合。整个灌注过程，要控制孔底水深在5cm 范围以内，并进一步提高灌注速度，确保孔壁所承受的压力小于渗水压力，否则就会出现渗水情况。其次，利用混凝土的自由下落来实现捣实操作。再次，应分层进行混凝土的灌注操作，要保证每层的厚度控制1m 范围内，每完成一层灌注就要用振捣棒将其进行振实。另外，在混凝土初凝前，还需要进行二次振捣。最后，在桩顶将混凝土灌注完成，清理干净表面多余水泥浆。（3）如果渗水较快，但通过抽水方式仍然能够抽干渗水，则仍然可以使用导管法来进行施工，具体操作如下：利用钢管搭设工作架，然后进行混凝土的灌注操作，并将导管与漏斗进行科学的设置。在桩孔的底部插入导管，在工作架表面悬挂倒链，完成准备工作后，使用潜水泵清理孔中的渗水，当水清理至10cm 后，提出潜水泵向导管与漏斗中输送混凝土，利用倒链将其提升至20cm，这样能够更好的保证导管中的混凝土能迅速填满孔底，然后继续进行浇筑操作，等到混凝土流动停止，并上升至漏斗表面后，再提升导管，再继续进行灌注，如此往复操作。（4）在水中进行灌注时，应先灌水，保持与地下水位持平。当混凝土液面升高，可以逐层拆除支护结构，确保孔壁达到足够的稳定。（5）为了保证施工质量，整个浇筑过程必须保持连续，在桩基成型后，将其进行凿除，在此期间需要对混凝土的实际强度进行控制，确保其超过设计要求的80%。

五、结语

综上，桥梁工程的基础就是桥梁桩基，只有其质量得到保证，才能使后续的施工顺利开展，进而保证整个工程质量。在桥梁桩基施工中存在一定的不确定性，加之施工条件所限，对施工工艺提出了更高的要求。因此必须科学的选择先进的施工技术。挖孔灌注桩技术广泛的应用于桥梁桩基施工中，极大地提升了施工质量，具有较高的安全性，使桩基结构更加稳定可靠。