公路桥梁桩基嵌岩桩施工技术的应用研究

郭昆朋

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050001）

0 引言

嵌岩桩属钻孔灌注桩的范畴，即桩的下部有一段长度浇筑在质地较为坚硬的岩层当中。桩的下端嵌入风化基岩内，可使竖向位移大幅度减小，保证桩身的稳定性。为使嵌岩桩的作用在公路桥梁工程项目中的作用得以充分发挥，作业人员应掌握相关的施工技术要点，并加以合理运用。本文对公路桥梁桩基嵌岩桩施工技术的应用展开分析。

1 工程概况

某公路工程中有一座T梁桥，全长212.5m，共计80片T梁。桥梁所在地为丘陵地貌，沟谷发育、山坡陡峻，山体走向以北东为主，其上的植被较为发育，基本上都是乔灌木。根据水文地质条件，该桥的基础设计为嵌岩桩，桩基底部为中风化砂质页岩，共38根桩基，桩径从1200～1 800mm不等。为确保成桩质量，经研究后决定采用冲击钻孔工艺。

2 公路桥梁桩基嵌岩桩施工技术的应用

2.1 护筒埋设

（1）本工程中使用的护筒是在现场用薄钢板制作加工而成，护筒的高度在2.0m以上，为使护筒具备足够的刚度，避免在埋设及后续施工的过程中发生变形，制作护筒时，分别在其上、中、下三个部位焊接加劲肋。

（2）护筒制作好以后，便可挖坑埋设，护筒底部与周围利用黏土填塞，并分层夯实，护筒顶部要比地面略高，防止地表水流入。按照设计要求对护筒的埋设深度合理确定，当遇到特殊的地层时，可适当加深，确保钻孔顺利完成。

（3）埋设护筒前，按照确定的桩位，桩孔的纵横方向上引测出护桩，护筒的中心与桩中心重合，平面误差控制在2.0cm以内[1]。

2.2 桩孔钻设

2.2.1 钻机就位

按照选用的钻机底盘尺寸，并结合护桩，在现场的钻孔位置处，定出钻机的准确位置。随后借助起重设备完成钻机轨道的安装，复测钻机底盘位置，确认无误后，便可使钻机就位，经过微调处理后锁定即可。

2.2.2 孔位钻进

钻孔是桥梁桩基嵌岩桩施工中重要的工序之一，与成桩质量密切相关，必须予以重视，具体的操作要点如下：

（1）桥梁桩基所在位置处的地质勘察成果表明，在桩长范围内的土层以砂类土为主，有少部分黏性土，鉴于此，钻进时，可以采用低挡位慢速正循环的方法，当钻进到泥浆面以下15cm左右位置处时，可将钻进方式改成泵吸反循环。桩孔钻进施工中，应采取减压的方式，使重锤发挥出导向作用，为桩孔垂直度提供保障。

（2）在土层中钻进时，可选用刮刀钻头的钻机，并根据地层调整泥浆的比重和钻进速度，避免塌孔。钻孔开始后，每进尺1.0m左右或地层发生变化时，捞取钻渣样品并做好编号[2]。

（3）对钻杆接长时，必须停钻，并将钻头向上提升，使其与孔底保持2.0m左右的距离，让泥浆循环10min，清除孔底沉渣，避免堵塞出渣口，随后将钻杆接长[3]。接好后，将螺栓拧紧，并检查密封圈，看密封是否良好。

（4）桩孔钻设完毕后，对孔位全面复核，可以使用成桩检测仪检查，确保偏差与规范标准的规定要求相符。单个桩孔的中心位置偏差和不得超过50mm，孔径要小于设计孔径。

2.3 孔底沉渣清理

当桩孔达到设计深度后，需要及时清理孔底沉渣，可以采用换浆法清孔，具体操作要点如下：

（1）钻至设计深度的孔位，停钻后将钻杆拆除，并向孔内下入检孔器，确认孔深与设计要求相符后，便可开始清除孔内沉渣。以换浆法清孔时，泥浆浓度达到1.1g/m3时，可停止换浆。

（2）本工程的桩基为嵌岩桩，为确保桩身混凝土与孔底岩层之间可靠黏结，需要二次清孔，可在钢筋笼吊放就位后进行。

（3）灌注混凝土前，向孔内下入高压风管，对孔底吹扫，使残留在孔内的沉渣随风悬浮，此时可立即灌注混凝土。

（4）清孔完毕后，孔内抽出的泥浆中无粒径在2.0～3.0mm左右的颗粒，泥浆的比重在1.1以内，含砂率不超过2%[4]。

2.4 钢筋笼制安

（1）用于钢筋笼制作的钢筋要分批质检验收，并设置标识，运输时防止锈蚀，如需在露天场地内存放，必须在下部设置垫块，用苫布覆盖，以防止钢筋受潮和日晒雨淋。

（2）钢筋表面上的污物要全部清除后方可使用，包括油渍、漆皮、锈迹等；弯曲的钢筋可以使用调直机调直。下料前，准确计算出钢筋长度，统一配料，减少断头和焊接量。对加工好的钢筋的尺寸、形状等进行全面检查，看有无明显的质量问题，如裂纹等，确认无问题后，按类型编号堆放在指定位置。

（3）在主筋的内侧设置加强箍筋，并在主筋外侧设置环形筋，其中箍筋与主筋通过焊接的方式可靠连接，环形筋则是以绑扎的方式与主筋相连接。为避免钢筋笼在运输及存放时变形，可采用十字支撑[5]。

（4）钢筋笼分节段加工，每个节段的长度可按照钢筋标准长度加以确定，利用吊车对钢筋笼起吊入孔，在吊运的过程中，应防止钢筋笼出现扭转或弯曲等现象。在主筋上将加强筋的位置准确标出，并在钢筋笼四周焊接保护层钢筋。

2.5 混凝土灌注

2.5.1 拌制

（1）混凝土拌制的过程中，必须确保均衡器的准确性，拌制前检测骨料，看含水率是否合格，雨天要适当增加检测次数，根据检测结果，调整骨料及拌和水的用量。搅拌站拌制时，除骨料之外，其余原材料的投入量允许偏差为±1%，粗骨料和细骨料为±2%。

（2）当混凝土拌制掺外加剂时，可在原本的基础上，适当延长搅拌时间，确保拌制的混凝土均匀，颜色一致，无离析及泌水等情况。拌制好的混凝土需测定坍落度，运至现场后需要对坍落度复测，并观测混凝土的保水性及黏聚性，不合格的混凝土不得在嵌岩桩施工中使用，以免影响桩基的整体质量。

2.5.2 灌注

（1）本工程中，嵌岩桩混凝土灌注时，用吊车将导管放入，确保首批混凝土装满储料斗，导管埋入混凝土的深度在1.0m以上；灌注开始前，对混凝土的和易性等指标全面检查，确认符合规范规定要求后方可灌注；混凝土必须连续灌注，并保持孔内的水头高度，导管在灌注时的埋深控制在2.0～6.0m之间[6]；灌注时，要对混凝土面的位置经常测定，调整导管的埋深；为避免灌注混凝土时，钢筋笼出现上浮的情况，要做好固定。

（2）当混凝土灌注至设计标高后，应多灌注50～100cm，以确保混凝土强度，高出的部分割可在接桩前全部凿除；孔内溢出的泥浆要引流到适宜的地点，不可随意排放，以免对周围环境造成污染；灌注时，避免混凝土从漏斗顶部溢出，随时观察导管内的混凝土下降情况，测量混凝土面的高度，据此指挥导管提升和拆除；提拔导管时，要准确计量其长度，不得在未经测量和计算的情况下，提拔导管，以免影响混凝土的灌注质量[7]。

（3）拆除导管的时间不宜过长，控制在5min以内，操作时避免工具落入孔内，拆下的导管要及时清洗。为避免嵌岩桩出现断桩的情况，施工中必须选择与要求相符的导管，确保导管的内壁光滑，内径一致，并在使用前做好检验，混凝土的坍落度控制在180～220mm，灌注施工中随时抽检[8]。混凝土灌注施工，应由专人负责统一指挥，所有参与作业的人员分工明确，保证灌注连续不间断，确保嵌岩桩的整体质量。

3 结语

综上所述，桥梁桩基嵌岩桩施工是一项较为复杂且系统的工作，嵌岩桩施工开始前，应埋设好护筒，防止钻孔时出现塌孔的现象，孔位钻设完毕后，应做好清孔工作，为后续的混凝土灌注创造有利条件。灌注混凝土时，应保证连续不间断，以确保嵌岩桩的成桩质量。为保证桩基的整体质量，作业人员除了要掌握相应的技术要点之外，还需严格按照规范要求操作，消除质量缺陷，使嵌岩桩按质按量按时完成。