桥梁工程干成孔旋挖桩施工技术

刘精龙

（张家口路桥建设集团有限公司，河北 张家口 075000）

0 引言

在桥梁工程建设过程中，桩基础施工是一道重要工序，对桥梁结构施工有直接影响，必须给予重视。干成孔旋挖桩施工是指采用旋挖钻机进行干法成孔，相较于传统桩基施工方法，具有施工简单、工期短等优势，在地质条件简单的情况下得到了广泛应用，必要时可辅以泥浆循环护壁。为保证干成孔旋挖桩施工质量，需要结合工程实际情况，明确不同阶段施工需要注意的要点。

1 工程概况

某桥梁工程桩基础采用干成孔旋挖桩。从现有地质资料与设计图纸可知，场地岩性包括素填土、粉质黏土、强风化泥岩与砂岩，以及中风化泥岩与砂岩，成孔范围内没有地下水，可借助旋挖钻机进行干法成孔。

2 成孔施工

（1）旋挖钻由动力头驱动钻头对土层实施切削破碎，然后进入钻斗，待钻斗装满后提升至孔口，通过开启阀门即可排放土体，采用自卸车运输，如此反复，直到与孔底标高持平。将记录仪的各项初始值均调为零后，开始缓慢钻进；在钻进深度达到护筒下部1m 后，开始全速钻进；在钻进到设计要求的标高后，利用旋挖斗清除钻孔底部的虚土，此后方可成孔[1]。

（2）采用干法成孔，可使孔壁顺直、孔径垂直、整个孔体保持圆顺，且孔壁表面具有良好的粗糙度。

（3）干法成孔的岩芯取样更加方便，在钻进到中风化岩层后，可使用筒钻直接进行岩芯取样。若遇到地下水或由于岩心强度相对较高而不容易折断，则可在与筒钻内壁较近的顶部采用三角取芯板通过偏心加压钻进来取样，促使钻孔中的岩心发生断裂，同时将其紧紧卡住，确保钻孔中的岩心顺利取出。

（4）钻孔开始前，适当调整钻机钻杆，使其保持垂直且位置准确，避免因钻杆晃动导致桩位偏移。在初始钻机过程中，钻杆应始终保持垂直，且进尺缓慢，避免钻杆发生太大晃动。另外，在钻孔时还应采取有效措施避免雨水倒灌，常用方法为在护筒埋设过程中使护筒顶端比地面高出 30～50cm[2]。

（5）钻孔施工必须保持连续，若因故停机应立即提钻，以免长时间停钻导致孔壁坍塌而埋钻，在钻孔完成后尽快进行混凝土浇筑，如果无法及时浇筑，则需在孔口处设置盖板，以免发生安全事故。再次开钻之前，要对孔深进行检查，确认是否发生塌孔等现象。

（6）连续钻进时，要经常性检查现场地质情况，在进入砂层与砾石层时，应对实际钻进速度予以严格控制，采用低速慢进，以免发生塌孔。另外，在成孔后应及时做好清孔工作，为之后的钢筋笼下放等施工做好准备[3]。

3 钢筋笼制作与安装

（1）钢筋到场后，要对其外观、规格、品种与级别进行检查，同时开展必要的力学抽检，以确保钢筋质量满足要求。经抽检合格的钢筋统一在加工棚中进行加工，加工棚的场地应做好硬化处理，并修建完善的排水系统。

（2）利用槽钢与钢板通过焊接制作胎具，其中底梁由两根槽钢制成，其间隔距离按50cm 控制，通过钢筋焊接相连；在底梁的其中一端沿垂直方向焊接钢板，钢板厚度应达到0.5mm 以上；在胎具的大样板上，利用油漆画出加强筋的外部轮廓和每根主筋的具体位置；底梁安装完成后，在每节钢筋骨架上均设置弧形板，即厚度为10mm 的钢板，同时在弧形板上与大样板主筋相对应的位置设立凹槽，经校正确认无误后，与底梁通过焊接相连。在各道胎具的相同一侧设置加强箍筋，然后按照凹槽进行箍筋与主筋的焊接，将胎膜上所有主筋均焊接完成后，将钢筋骨架滚动到下一段1/3 处，如此往复，直到整体焊接完成。将钢筋骨架滚出以后，吊起骨架，放到支架上，将盘筋套入，根据设计要求的位置放置螺旋筋并绑扎牢固，在点焊牢固后，安装声测管。在加工首个钢筋骨架的过程中，每完成1/3 弧到下一段弧的焊接后，都要和大样板上主筋所在位置进行核对，完成焊接且核对确认无误后，方可开始批量加工。

（3）钢筋笼加工应分段分节地进行，以现有吊装能力为依据确定每节钢筋笼的长度，钢筋笼加工必须严格按照配料单实施，不可随意更改具体的制作方式。在下料之前，先将钢筋拉直，再按照编号加工下料，同时做好分类排放。钢筋笼加工要在专门的胎具上进行，钢筋之间的距离需使用两个以上定位夹确定，不可通过手扶的方式来确定钢筋间隔距离，确保主筋与箍筋轴线之间的距离与平顺度达到规范及设计要求。

（4）螺旋筋一般安装于主筋外侧，缠绕紧密，按梅花形点焊或通过绑扎与主筋相连，一般先通过点焊和主筋固定，再利用绑丝进行绑扎。将螺旋筋安装完成后，应使用标准卡具实施检查。

（5）加强筋一般安装于主筋内侧，其中第一道加强筋和承台底部之间的距离按40cm 控制，最后一道加强筋设置在钢筋底面上部10cm，中间部分的加强筋按照从上到下的顺序以2m 的间隔距离设置。加强筋和主筋之间通过电弧焊相连，焊接必须牢固，并严格控制电流大小，防止烧伤主筋。

（6）将钢筋笼运输至现场桩位的过程中应注意避免撞击变形，在安装钢筋笼之前还要借助探测装置进行探孔，避免下放钢筋笼的过程中发生意外。钢筋笼下放可借助汽车吊进行，下放过程中要注意避免和孔壁发生碰撞，若下放困难，应尽快查明原因，切不可强行插入。将钢筋骨架安装到位后，其顶面与底面标高误差均不能超过±5cm。

4 声测管制作与安装

声测管采用内径为50mm、壁厚为1.2mm 的钢管。声测管的数量与布置都要严格按照设计要求确定。在钢筋笼加工制作的过程中，将声测管安装于钢筋笼上，将其下端封闭，并在上端加盖，清除管内杂物。声测管和钢筋笼之间可通过绑扎，防止连接部位发生断裂或堵塞；声测管连接部位应保持光滑，没有漏水情况。声测管的管口应比桩顶略高100mm，同时每个声测管的管口实际高度应保持一致。声测管安装完成后，应做到横平竖直，避免堵塞。

5 混凝土灌注

（1）将钢筋笼安装到位后开始混凝土灌注，尽可能缩短钻孔放置时间。对于采用干法成孔的桩孔，主要利用垂直导管进行混凝土灌注，凭借混凝土的反压作用对混凝土进行振捣，使其达到密实。

（2）混凝土灌注使用钢管，按3m 的长度进行分节，并配备长度为1～2m 的短管，孔底导管长度应达到4m。接头处采用橡胶密封圈进行连接，导管内壁应保持圆顺，同时结合孔深编号按照从下到上的顺序将导管吊放到钻孔中，使用夹具对其进行固定，以免与钢筋骨架之间发生卡挂。

（3）混凝土通过导管到达桩孔底部后，因落差相对较大，会使桩底部产生很大冲击力，进而产生振动，促使桩孔中部分砾石层与砂层发生脱落，导致塌孔。对此，需在第一斗混凝土灌注开始前在导管中设置一个空心橡胶球，并在球内充气，以便在混凝土下落过程中起到一定缓冲作用，减慢其下落速度。

（4）为了使桩头处混凝土达到密实，混凝土灌注结束后采用吊车将导管提起，使其上下活动，将混凝土振捣密实，并将导管缓慢提出，确保桩头处的混凝土达到密实，保证桩头质量。在整个灌注施工中必须严格做好记录。

6 质量检验

干成孔旋挖桩施工完成后，采用仪器测量、检查施工记录、探笼和测绳等方法对全部桩孔参数予以严格检测：对于孔径、孔深，要求不小于设计规定；对于位移，要求群桩不超过100mm，单排桩不超过50mm；对于倾斜度，要求不超过孔深的0.5%；对于桩底沉渣厚度，要求不超过200mm。

7 结语

干成孔旋挖钻工艺在该桥梁工程中得到成功应用，成孔质量良好，为之后的钢筋笼下放及混凝土灌注施工奠定了良好的基础，可为类似桥梁工程的干成孔旋挖钻施工提供技术参考。