桥梁深孔桩基础施工技术要点分析

2023-01-08徐海明

交通世界 2022年9期

徐海明

（唐山公路建设总公司，河北唐山 063000）

0 引言

桥梁工程建设中会遇到软弱土层，因此类土层的承载力不足，所以要采用超长的桩基础。随着孔深的增大，不但对钻孔设备提出更高的要求，而且还要保证泥浆护壁的性能，这样才能确保成孔质量。与常规的桩基础相比，深孔桩基础的施工难度更大，为保证质量达标，应掌握相关的施工技术要点。借此就桥梁深孔桩基础施工技术要点展开分析探讨。

1 工程概况

某桥梁工程为西部快速路上第二标段中的一部分，桥址处于软弱土体之上，地层以粉质砂土为主。为确保桥梁结构的整体稳定性，经过研究后，决定采用深长桩设计，最深位置处的桩基础为81m，桩径有两种，分别为1 200mm和1 500mm。下面重点对该桥深孔桩基础施工技术及实施要点展开分析。

2 桥梁深孔桩基础施工技术要点

2.1 施工前期准备

2.1.1 选择钻孔设备

在深孔桩基础施工中，为满足最大孔深81m的钻设要求，必须合理选择钻机。结合工程所在地的地形情况及施工条件，可供选择的钻机有以下三种类型：旋挖、正循环和反循环回旋，在对上述钻机的成孔速度、泥浆排放情况、用电情况及费用综合比较后，最终决定选用车载反循环回旋钻机。同时配备与钻机相适应的其他机械设备，包括汽车吊、装载机、洒水车等[1]。

2.1.2 制备泥浆

本工程中的桩基处于软土地层中，成孔需要较长的时间，使得泥浆护壁的作用随之凸显。制备的泥浆性能优劣，与成孔质量密切相关。本次制备泥浆选用的主要材料有纤维素、PHP（聚丙烯酰胺）、工业碱以及膨润土等。该泥浆具有良好的触变性能，可以发挥出护壁效果，不但能够大幅度提升反循环钻机的钻进速度，而且还能使桩基础的承载力得到进一步增强。地质条件不同，需要制备不同配比的泥浆，从而确保泥浆效果最大化。制备泥浆时，要按照顺序投放材料，确保泥浆的性能和质量。一定要先加入适量的清水，然后边搅拌边加入膨润土，待膨润土溶解后，均匀加入纤维素，最后放入PHP，继续搅拌至均匀即可。需要注意的是，泥浆比重应每隔3h左右测量一次，当地层发生变化后要及时测量，并根据实际情况调整砂率[2]。

2.2 桩孔钻设

2.2.1 钻机钻进

（1）开始钻进施工前，要核对钻头直径，看是否与设计要求相符，确认无误后，检查钻头，使钻头的尖端与桩位中心、卡盘中心以及钻杆顶部吊钩处于同一垂直线上；使用水平尺检测钻盘是否水平；检查钻机是否平稳，避免钻进过程中钻机移位，影响成孔质量。

（2）钻进过程中，要对泥浆的各项指标经常检查，依据地层情况，对泥浆的比重等合理调整，使泥浆能够涂满桩孔内壁，达到保护孔壁的效果。必须确保钻孔时水头压力足够，以免出现塌孔的现象，孔内的水位必须始终在地下水位以上1.5～2.0m[3]。

2.2.2 清孔

（1）当桩孔钻至设计深度后，要对成孔质量全面检查，确保桩径、孔深、垂直度等满足设计及规范要求。随后对泥浆比重及沉渣厚度进行检测，看孔底沉渣的厚度是否超过20cm，当沉渣过厚时，要及时清孔。与其他钻进方式相比，反循环回旋钻机最为突出的优势在于能直接抽浆清孔，使工序得以简化，施工效率显著提升[4]。

（2）清孔完毕后，要对桩孔的质量全面检查，看是否与设计要求相符，确认无任何问题后，可通知现场监理人员验孔，填写验收记录后便可进入下道工序。

2.3 钢筋笼制安

2.3.1 材料检验

在钢筋笼制作的过程中，可按照设计要求检验钢筋，确保型号和规格符合要求，用于钢筋笼制作的钢筋必须具有出厂合格证及性能检测报告，进场后要随机取样，做抗拉、抗弯及机械连接试验，确认达标后，才能在施工中使用。

2.3.2 钢筋笼成型

为进一步加快钢筋笼的成型速度，并确保质量合格，通过滚焊机加工钢筋笼，操作要点如下：

（1）将主筋从固定旋转盘上的孔中穿过，以此来达到固定一端的目的，随后将钢筋从移动旋转盘上的孔内穿出，将另一端固定，将箍筋缠绕于主筋上，通过焊接形成钢筋笼[5]。

（2）当钢筋笼的基础部分下架后，可由焊工完成加强箍筋的焊接工作，确保焊缝长度达标，待整套钢筋笼制作完毕后，便可焊接定位钢筋。为避免钢筋笼移动时出现断裂的情况，可在加工现场铺设方木，要求与滚焊机底座齐平，以便钢筋笼滚动。

（3）制作成型的钢筋笼，可暂时堆放于平整的场地上，通过运输车将钢筋笼运至施工现场。在运输过程中，为有效防止钢筋笼滚动，可在其下垫设旧轮胎，并在钢筋笼内部加支撑，避免运输途中变形。

（4）当钢筋笼运至现场后，在正式安装前要先对成孔质量进行检查，看有无塌孔的情况，确认无任何问题后，便可对钢筋吊放入孔。在吊装钢筋的过程中，为防止变形，可采用两点起吊入孔的方式，通过扁担梁将钢筋笼的顶端吊住，利用小吊钩挂住钢筋笼2/3处，随后逐步收钩，使钢筋笼达到垂直状态，对准桩孔中心缓慢下放，避免刮碰孔壁。

2.4 安装导管

2.4.1 选择导管

本工程中，最深的桩孔为81m，要求导管能够承受足够的压力，现有的导管壁厚为8.0mm，略显不足，故此决定将管壁厚度增加至10mm，在导管下配置长度为4.0m的底管，1.0m长的顶管，其余各个节段的长度均为2.7m[6]。

2.4.2 导管试验

为检验导管的性能，要在使用前做水密承压及抗拉试验，前者的水压力为孔内水压的1.3倍，测试结果以导管不漏水为合格。经过试验检测，本次选用的导管性能可以满足施工需要。

2.4.3 导管安放

在对导管的节段连接时，需要在中间加密封圈，避免连接部位漏气，影响导管的使用。下放过程中，要使导管处于桩孔中心，缓慢下沉至孔底，其间要避免碰触钢筋笼及孔壁。当导管下放就位后，在灌注混凝土前，要对孔底沉渣二次清除，确保成桩质量。

2.5 灌注混凝土

（1）该桩基混凝土施工中选用的是商品混凝土，根据设计要求，坍落度应控制在180～220mm。为进一步延长首盘混凝土的初凝时间，在制备的过程中，掺入一定量的缓凝剂[7]。

（2）拌制好的混凝土经检测后与施工要求相符，可将之输送至漏斗内，并在装满后，由汽车吊提升漏斗，使其中的混凝土自由下落至孔内，封住导管底部。混凝土的初灌量可以通过现行规范中给出的公式加以计算，要保证首批灌注的混凝土不得在灌注完成前初凝，以免影响桩基质量。对于桩身体积较大的情况，可向混凝土中掺入适量的缓凝剂，延长初凝时间。

（3）灌注过程中，导管的埋深要控制在2.0～6.0m之间，采用锥形探测锤子，随时对导管的埋深位置进行测量，以便能够及时拆除。当灌入桩孔内的混凝土超过导管底部埋深6.0m时，可缓慢向上提升导管，提升过程中避免碰触钢筋笼。

（4）单个桩孔的混凝土灌注要连续不间断，保证一次性灌注完毕，以确保成桩质量。拆除的导管要及时用清水冲洗，避免残留的混凝土凝固导致堵塞。当混凝土灌注完毕后，便可对桩基注浆，本工程通过声测管代替注浆管[8]。