桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术应用

2022-06-23李玉龙

散装水泥 2022年3期

李玉龙

（兰州建设投资（控股）集团有限公司，甘肃兰州 730070）

1 引言

钻孔灌注桩施工技术本质上是利用钻孔技术在土壤中产生一定直径的井孔，然后将钢筋笼或钢筋骨架吊装入井孔中，最后用混凝土进行浇筑产生一种桩基础。和其他基础结构相比，钻孔灌注桩具有承载力高、适用范围广、直径大小灵活等优势，可以很好地用于各类工程项目基础施工中。随着我国经济水平的提高，目前，钻孔灌注桩施工技术已趋于成熟化。但是，在实际施工过程中，该技术容易受各方面因素的影响。结合众多施工案例分析可知，在公路桥梁工程项目施工过程中，至少有10%左右的钻孔灌注桩存在质量问题。基于此，建设单位一定要做好钻孔灌注桩施工质量控制工作，降低施工过程中出现问题的概率。本文将结合具体工程案例对桥梁工程项目中钻孔灌注桩施工技术进行分析和研究。

2 工程项目基本概况分析

本工程项目属于某地桥梁工程项目建设的重点阶段，其第二标段属本次工程项目的施工范围，原来桥梁结构主要采用混凝土现浇箱梁结构，桥梁上部分采用现浇连续箱梁结构，下部分主要为灌注桩结构。考虑到施工周期等因素的限制，要在短期内获取较好的施工效果，主要采用钻孔灌注桩基础施工。

3 市政桥梁工程基础钻孔灌注桩的特点

桥梁工程涉及的内容较多、复杂性较高、面对的环境较为多样复杂，特别是其施工区域往往会受到水体的影响，很难完全控制其稳定性，存在大量突发性状况，这些都对桥梁工程施工造成很多影响。在此背景下，桥梁工程采用钻孔灌注桩施工较为适宜，其具有适应性强、承载力高、性价比高、抗震性能强等特点。

（1）具有较强的适应性。在桥梁工程中应用钻孔灌注桩进行施工时不会受到地质条件、地理环境等方面的限制，在任何天气条件下都能够进行施工。

（2）具有较强的承载力。桥梁工程建设过程中需要通过桩基础对上部相应结构提供较大的承载力，应用钻孔灌注桩就可以为上层桥梁提供非常大（约5 000～7 000kN）的承载力。

（3）具有非常高的性价比。在桥梁工程施工时应用钻孔灌注桩能够降低资源消耗，更有利于桥梁施工，缩短桥梁工程的施工时间，提升施工效率，降低桥梁工程费用投入。

（4）具有较强的抗震性能。钻孔灌注桩具有非常好的整体结构，可以利用灌注桩将上层桥梁结构和基础进行充分连接，使桥梁和地基融合成为整体，通过地基为桥梁提供较强的承载力，进一步增强桥梁工程的抗震性能。

4 桥梁钻孔灌注桩施工前的准备工作

4.1 原材料的准备工作

在开展桥梁钻孔灌注桩施工前，要做好原材料准备工作。例如，在选择原材料的过程中，要选择资质合格的材料，在材料进入施工现场之前，要对材料进行抽样调查，并通过抽样调查分析材料的质量，严禁质量不合格的材料进入施工现场。一般情况下，在桥梁修建过程中，会应用到混凝土、水泥砂浆等，考虑到混凝土材料需要在施工现场进行配置，在应用注浆导管的过程中，要开展水密性和抗压试验等。灌注桩桩基的参数见表1。

表1 灌注桩桩基质量的各个参数

4.2 施工人员的培训工作

在开展钻孔灌注桩施工工艺之前，要做好施工人员的培训工作，以确保工程项目的施工质量和施工水平。鉴于此，施工单位需要结合实际情况挑选一批技术和素质过硬的施工人员进行定向培训，帮助其掌握钻孔灌注桩施工技术的要点。就目前很多施工单位对施工人员的选择情况进行分析可知，在用工荒时节，很多施工单位不得已会挑选素质不高的人员参与到施工中，由此为钻孔灌注桩施工埋下了隐患。因此，在正式进入施工之前，一定要做好施工人员的培训工作，降低施工隐患。

4.3 做好施工设备的现场管理工作

考虑到在桥梁施工过程中容易受各类综合因素的干扰，需要做好施工现场设备的管理工作。举例来说，可以划定特定的设备存放区域，并对施工设备的存取做好相关记录，避免出现设备丢失等现象。同时，要做好施工设备的维修养护工作，以延长设备使用寿命。

5 钻孔灌注桩施工技术的施工流程和施工方法

5.1 基本施工流程

与其他施工技术相比，钻孔灌注桩施工技术的施工要求更加严苛。由于钻孔灌注桩施工技术具有良好的应用性，其施工工序和预制桩施工技术相比较为简单。具体施工工序如下：

（1）在施工过程中，要严格按照设置的深度进行钻孔。

（2）采用含水量低及比重较小的泥浆替换钻孔泥浆，技术人员要检验替换泥浆的含沙量和比重，分析是否符合清孔的预期效果。

（3）要做好钢筋笼的吊放和混凝土浇筑工作。

5.2 钻孔灌注桩具体施工工艺

5.2.1 钻孔灌注桩桩基控制工作

在开展钻孔灌注桩施工工艺之前，要根据施工标准和施工规定明确灌注桩的桩基质量和要求，做好初凝混凝土的凝结时间控制工作，以确保水下施工质量。

5.2.2 施工泥浆的制备工艺

桩基的质量和施工泥浆的制备水平有着非常密切的关系。因为，在实际钻孔灌注桩施工过程中施工泥浆起着基础材料的作用。鉴于此，一定要严格根据施工规定制备泥浆。举例来说，在实际施工过程中可以使用膨润土作为润滑剂，并根据规定制备泥浆护壁。但是，需要考虑水位等施工因素，如果施工水位对钻孔灌注桩施工产生影响，要将地下水位控制在1.5m以下，尽量远离泥浆面，地下水位泥浆面要高于地下水至少1m的距离。同时，在后期浇筑过程中要定期对泥浆进行更换，以保证清孔效果。

5.2.3 钻孔

在进行钻孔施工时，要根据所在区域的地质条件、施工要求等选定最为适宜的钻孔方式，要将钻孔机固定到灌注桩的一侧实施钻孔。钻孔时若受到较大阻力，可以利用黏土将表层垫平之后再实施钻孔。在此过程中施工人员要准确记录土层变化情况。

5.2.4 清孔

在具体施工过程中，灌注桩会受到承载力、孔底地基和沉渣的影响。一般情况下，当钻孔工作结束后，一定要彻底清理孔底，此过程被称为清孔。在实际清孔过程中，受泥浆流动等因素影响，会产生一定的冲击，施工人员可以利用该冲击力使孔底的沉渣保持悬浮状态，向孔底灌注泥浆，依靠泥浆自身的吸附力带出沉渣。清孔工作的质量直接影响钻孔灌注桩基础的质量，因此，一定要做好清孔和泥浆制备工作。根据施工要求和大量施工案例可知，一般情况下，泥浆的性质如下：①泥浆黏度测定数值：17～20min之间。②泥浆含沙量≤6%。③泥浆胶体率≥90%。在制备泥浆的过程中要挑选一定数量的膨润土，并选择合适的机械设备。

5.2.5 钢筋笼的制备及吊放工艺分析

除了清孔工艺之外，还要做好钢筋笼的制备和吊放工艺。在不违反施工规定的条件下，做好钢筋材料的验收工作，在验收过程中，要重点检查钢筋笼的吊环长度和高度，确保二者在既定的范围内。同时，考虑到钢筋吊环只需要短时间固定在钻架上，需要根据实际情况确定吊环的长度。在钢筋笼制备过程中，为了满足施工要求，一定要检查钢筋笼的焊接缝隙，避免因焊接工艺不过关导致返工。在钢筋笼吊放过程中，要力求缓慢、准确，避免对钢筋笼或孔壁造成损害。

5.2.6 护筒的安装工艺

在安装施工护筒的过程中，要严格根据施工规范和标准检查护筒的尺寸，并根据施工现场的地质情况确定护筒的埋深，以此提升施工质量。一般情况下，会根据桩径－30的标准确定护筒的内直径。

5.2.7 钻孔施工工艺

就整体钻孔灌注桩施工技术来说，其最为关键的施工工序就是钻孔施工技术，钻孔质量会直接影响整体的施工质量。鉴于此，可以采取以下施工措施：①在钻孔过程中，要确保钻机的稳定性，在垂直90°的方向进行作业，在作业过程中用测量钢丝来分析钻孔深度和角度是否符合施工要求。②在钻孔过程中，需要确定泥浆的水位，并及时灌浆，以保证表层的稳定性。

5.2.8 混凝土的浇筑工艺分析

前期钢筋笼吊放等工艺结束经过初次验收后，要根据施工工艺规定开展混凝土浇筑工作。处于水下的桩基础要进行连续浇筑，不能存在间隔。在进行混凝土灌注的过程中，导管埋深不能超过标准值，避免导管过深对施工产生影响。一般情况下，在浇筑前，需要借助专业设备对混凝土导管位置和深度进行勘测，如果导管埋深超过既定范围，非常容易出现质量问题。基于此，需要将导管埋在地下3～5m的范围之间。如果施工区域处于雨季，则要采取相应的隔离措施，避免钻孔内进入雨水。

5.2.9 钻孔灌注桩桩基的养护策略

在实际钻孔灌注桩施工过程中，即便桩基础和内部结构已经完备，但是桩基础的质量依然是无法确定的。基于此，需要采取以下养护措施来确保桩基的质量：①在制备及运输钢筋笼的过程中，为了避免钢筋笼出现变形，需要采取固定措施。在吊放钢筋笼的过程中，为了避免钢筋笼受到泥浆浮力上浮，需要对其进行固定。②在灌注桩基础施工前，要根据施工要求对基础进行开挖，避免桩基因挖掘出现偏移。如果桩基已经出现偏移，要先对偏移数值进行检查，然后采用必要措施进行干预。需要注意的是，在施工过程中，要避免对施工现场的高程桩基础产生破坏。③在安装桩基的过程中，尽量避免碾压混凝土强度低于5MPa，对桩头产生破坏。