H市某公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的践行探析

2023-01-11万昶核工业长沙中南建设集团有限公司湖南长沙410000

中国房地产业 2022年8期

文／万昶核工业长沙中南建设集团有限公司湖南长沙 410000

引言：

钻孔灌注桩是桩基础施工技术中的重要组成部分，在公路桥梁施工中具有较为广泛的应用，能够有效解决桩基础承载能力不足的问题，是一项现代化科学施工技术。为了保证钻孔灌注桩施工技术的优势能够全面发挥，需要准确掌握技术应用关键要点，结合桥梁工程的具体情况，对其具体应用进行全面优化，结合科学的施工管理，采用标准化施工流程进行施工，从而能够全面提高公路桥梁工程质量，解决传统施工模式中存在的多项难题。

1、钻孔灌注桩施工技术概述

钻孔灌注桩施工技术根据其应用流程可以分为钻孔施工和灌注施工两个不同阶段，在钻孔施工过程中，可以采用机械钻孔或人工钻孔的方式，在桩基础中钻出相应的桩孔；灌注施工需要在对钻孔清理后，在内部安装钢筋笼后灌注混凝土成桩。依据钻孔灌注桩施工技术的护壁形式不同，可以分为泥浆护壁和全套管施工技术两种不同模式，泥浆护壁施工技术的应用较为广泛，其基础施工流程为：场地平整处理→护壁泥浆制备→护筒埋设→钻机钻孔→清孔→钢筋笼安装→混凝土灌注→拔出护筒；全套管施工技术不需要进行泥浆制备和清孔，其他施工流程基本相似。

综合来看，钻孔灌注桩施工技术具有较强的适用能力，基本可以在各种复杂现场环境下应用，受到外界因素影响较小，桩基础具有较强的强度和稳定性，其基本技术特点包括：（1）在施工现场进行成桩和灌注施工过程中，施工人员能够按照实际情况对其进行调节，相比于预制桩而言，能够得到质量更好的桩基。（2）施工过程中所产生的噪音强度较低，且振动影响范围相对较小，基本不会对施工区域以外的范围产生影响。

2、钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用分析

钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工应用过程中，需要确保各项施工准备工作质量，按照前期的地质勘察资料，制定完善的施工方案，避免出现影响施工质量以及效率的问题。

本文以H 市某地区公路桥梁工程为例，该工程公路桥梁总长度为4.5km，包括一座桥梁工程，桥梁长度为2.1km，本次施工包括520 根桩基础，大部分桩基础深度在30m 左右，因为该工程所处区域的地质情况较差，具有软土层和砂土层，所以为了保证施工技术，经过对现场施工情况科学的把控，决定采用钻孔灌注桩施工技术，符合公路桥梁工程实际情况的要求，能够充分保障本次工程质量。其具体施工技术应用要点主要包括：

2.1 场地准备施工技术

场地准备是公路桥梁施工中的关键环节，确保做好场地准备各项控制工作。首先需要将施工现场进行平整处理，将杂物全部清除，同时将软土部分替换，并将回填土夯实。其次，平整处理完成后，测量放样工作人员需要将桩位位置放出，并做好保护桩处理和测量复查工作，将测量数据完整记录。最后，根据施工方案规划做好行车路线处理，并保证便道与钻孔保持一定的距离，防止出现孔壁不稳定的问题，钻机底盘不能直接放置于不够密实的填土上，防止出现塌陷问题，在软土区域需要铺设钢板，从而为钻机作业提供基础，钻机安装位置不能对出土清运造成影响[1]。

2.2 桩位放样技术

按照施工规划方案，采用先整体后局部的放样顺序开展桩位放样工作，并采用同排桩位跳仓施工，以便于整体开展桩体施工，避免后续桩基施工对已成孔桩基造成影响。在钻孔标高放样工作中，需要对标高数据进行多次复查，确保桩中位置标高无误，并采用全站仪对所有桩点位置进行校对，确保放样水平误差在规定范围之内。在施工前，对钻机的机械状况进行检查，确保钻机满足施工需要，防止后续施工出现经常性检修问题。因为桩基施工区域大部分土质较软，需要提前铺设钢板，确保钻机机脚平稳，防止钻机产生沉降或倾覆现象[2]。

2.3 护筒埋设施工技术

钻进作业时护筒具有定向作用，在开孔施工时作为钻孔护壁使用，降低钻孔钻进和后期混凝土施工的垮塌率，同时能够避免旋挖钻在混凝土施工时出现漏浆等多种问题。在钻进施工作业过程中，钻孔上部分出现了土质松软、垮塌等问题，所以采用增加护筒长度的方式，并在混凝土浇筑中提高灌注混凝土标号，提高成孔施工质量。在钻进成孔施工作业时，施工人员采用、12mm 的钢板作为护筒主要材料，护筒内直径大于钻头直径200mm，护筒顶部高出地面的部分高度控制在30cm 之内，护筒的埋深深度依据施工现场的地质情况确定。在开展护筒埋设施工前，施工人员仔细校准护筒中心位置，护筒中心位置与桩体中心位置的偏差控制在50mm 之内，同时需要严格控制护筒倾斜度，在护筒准备完成后，在护筒四周回填黏土并夯实，夯实过程中注意不能影响护筒倾斜度，通过科学的护筒埋设施工技术，为后续施工打下良好的基础[3]。

2.4 钻孔作业施工

首先，在进行钻孔作业时，需要严格控制钻进速度，在从硬质地层钻进到软质地层时，可以加快钻进速度，但是当从软质地层钻进到硬质地层时，需要降低钻进速度，因为本次桩基所处地层为易缩颈地层结构，所以适当增加扫孔次数，能够有效避免缩颈问题出现；在对硬质地层进行钻进时，采用快速钻进的方法提高施工效率；在对砂土层进行钻进过程中，施工人员适当降低钻孔速度，钻孔速度控制在3.5m/h左右，能够提高护壁施工质量，还能够提升泥浆粘度。其次，在钻进过程中，需要安排工作人员对钻进参数进行记录，主要包括钻进深度参数、地质情况参数、设备情况参数以及障碍物参数等，设计资料核对需要在每完成2m 后至少开展一次，将钻进记录准确、完整地记录；在钻孔过程中，本次工程每钻进6m 对钻孔直径和竖直度进行检测，并实时关注地层的变化情况；当采用小径钻达到设定深度时，需要采用大径钻进行扩孔，钻管内部的泥浆和泥渣等需要全部清理，防止影响钻孔质量[4]。

2.5 成孔检测以及清孔技术

首先，在成孔检测方面，本次工程中成孔检测包括钻孔的中心位置、倾斜度、钻孔底部标高、钻孔深度、钻孔直径以及护筒顶部标高等，钻孔中心位置控制在施工方案要求的±1cm 之内，倾斜度小于要求规定1%，钻孔深度超过设计要求，整体钻孔质量合格。其次，在清孔技术方面，在确保成孔质量合格后开展清孔施工，本工程采用反循环以及换浆技术对成孔进行清孔，清孔指标包括钻孔内的泥浆性能以及沉淀厚度等，必须在经过清理后的各项指标符合设计要求下，才能够保证钻孔施工质量。

2.6 钢筋笼施工技术

在钢筋笼焊焊接施工过程中，必须保证纵横钢筋交叉点焊接，确保钢筋笼焊接质量，并按照施工设计要求，预留足够的保护层厚度避免钢筋笼安装时出现碰撞问题；在检测孔底沉渣厚度满足规范及设计要求后，在专人指挥吊装施工情况下，进行下放钢筋笼施工，安装速度需要保持匀速缓慢，防止钢筋笼因碰撞出现变形，在安装时测量员通过护筒四向基准点经常性校核钻孔中心位置，对成孔的竖向性进一步进行检测，同时避免在吊装过程中发生挂壁现象，防止出现孔壁部分剐蹭垮塌、已清空孔底再次沉渣等问题[5]。

2.7 导管安装施工技术

本项目混凝土浇筑采用300mm 钢导管，在安装前对钢导管的水密性、承压性以及接头抗拉进行检测，在上述参数符合检测规程后开展导管水密性试压试验，导管水密试验时的水压力不小于井孔内水深压力的1.3 倍，并不大于导管壁最大可承受内压力。在钢导管吊装作业时，导管应处于钻孔中心位置，导管安装需要保持匀速缓慢，避免出现导管卡在钢筋笼架立筋或与孔壁发生碰撞现象，导管在下放到距离钻孔底部300mm 的位置时停止，通过限位卡箍固定在钢筋笼后，准备进行混凝土灌注。

2.8 水下混凝土灌注施工技术分析

水下混凝土灌注是本次桥梁桩基工程中的重要内容，需要在保证成孔质量和清孔处理合格后开展。在水下钻孔灌注桩施工技术应用过程中，所采的施工技术主要包括：（1）水下砼首灌量需要确保导管埋深1m 以上。（2）混凝土搅拌运输到灌注区域时需要对其均匀性和塌落度进行检测，防止出现混凝土质量不合格的问题，如果发现混凝土质量不能满足实际要求，则需要对其添加外加剂后二次搅拌，二次搅拌如果还不能达到要求则不能使用，需要更换新的混凝土。（3）在每车混凝土灌注到后，需要对钻孔内的混凝土结构面高度进行检测，其高度不能超过导管埋深2～6m 要求，灌注水下混凝土开始后需要保证施工连续性，不能中途停止，否则会对已经灌注的混凝土质量造成影响（4）导管在提升的过程中，必须保证其轴线竖直且位置居中，缓慢提升导管，如果导管法兰盘与钢筋骨架相撞，则需要上下移动或旋转导管使其脱离钢筋骨架后移动至钻孔中心位置（5）当导管提升到露出钻孔以上一定高度，混凝土罐车卸料口低于漏斗口高程时，用限位卡箍固定住漏斗与第一截导管接口下口位置，首先将漏斗去除，继续提升导管至第二截导管螺丝口下口部分置于限位卡箍后，将第一截导管吊离，并将第一截2m 长导管更换为1m 长短导管，重新连接第二截导管后缓慢下放，之后继续开展灌注施工。

2.9 成桩质量检测

在混凝土的强度达到80%左右时，需要对桩基采用无损检测技术，本次工程检测采用桩基动测仪和手提电脑，将传感器固定在桩基顶部，采用重锤对其进行检测，根据电脑中显示的声波图像即可判断是否存在问题，如果声波图像的振幅显示存在问题，则需要对桩基进行强化甚至废桩处理。本次工程的成桩质量检测，全部桩体质量合格，桩基不存在质量缺陷问题，具有良好的应用效果，说明上述施工技术在施工质量方面具有重要作用。

3、公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术质量控制措施

钻孔灌注桩施工技术应用便利，不仅能够提高桩基施工效率，同时能够有效提高桩基施工质量。为了进一步强化钻孔灌注桩施工技术施工质量，本项目采取如下几项措施对钻孔灌注桩施工过程质量控制进行优化。

3.1 漏浆和缩颈问题控制措施

漏浆和缩颈是钻孔灌注桩施工技术应用过程中常见的质量问题，为了解决该潜在质量隐患，需要针对松软、砂质地质情况下采取科学合理的施工工法。首先，在该地质条件下，配置粘度和比重较高的水泥浆代替泥浆进行循环，利用水泥的黏聚性对孔壁起到稳定作用，同时维持足够的泥浆液面高度，使其产生的水泥浆压力能够抗衡水平土压力，能够有效防止z 钻尺重复缩颈问题产生，同时观察循环过程中的泥浆池液面变化情况，对泥浆在孔壁空隙中的流动性、外溢量进行分析，动态调整水泥浆稠度及泥浆池液面高度。在泥浆上下循环及高液面压力综合作用下对松软、砂质地层孔隙进行密闭作用，从而能够避免后续混凝土灌注时出现混凝土超灌现象。其次，在采用泥浆护壁施工技术时，土层较差条件下需要采用预拌水泥浆循环施工方式，在桩基础钻进施工过程中，当水泥浆达到一定强度后，桩基础周围地质存在质量问题的部分能够得以强化，不会因地质问题在灌注过程中压力变化出现垮孔、桩基夹层情况出现，从而能够提高灌注桩施工整体质量[6]。

3.2 沉渣质量控制措施

在应用钻孔灌注浆施工技术时，需要保证桩孔底部的沉渣施工需求，一次提高桩端承载力，但是在部分工程中难以对其进行有效处理，施工难度较大，可能会因钢筋吊装剐蹭孔壁导致土体坍塌陷，已清孔孔底再次出现沉渣沉积问题，对于桩基质量会产生很大负面影响。因此，为了提高沉渣施工质量，在钻孔钻探到达指定位置后，通过大功率空压机连接双底清渣探头将清渣导管定位到孔底以上20cm 左右的位置，通过泥浆反循环清渣，对孔底进行二次清孔。此外，可以通过提高泥浆黏度、加快泥浆循环的方式，能够进一步将成孔过程中悬浮钻渣带出孔体，降低沉渣沉底速度，能够有效避免多项因沉渣而引起的施工质量问题，从而全面提高灌注桩的整体施工质量[7]。

4、钻孔灌注桩施工技术应用效果评价

通过上述工程中所采用的钻孔灌注桩施工技术实践，可以看出钻孔灌注桩施工技术取得了良好的应用效果，有效解决本次公路桥梁工程中的多项难点问题，经过质量检测后，所有桩基础质量都能够达到标准，说明钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中具有关键作用，是保障桩基础施工质量的关键措施，不仅使得桩基础整体施工质量提高，同时有效提高施工效率，进而促进本次工程项目的整体成本降低，相比于传统的施工技术而言，本次工程造价整体节约支出约为11%，使得本次工程经济效益明显提升。虽然本次工程中钻孔灌注桩施工技术取得良好的应用效果，但是钻孔灌注桩施工技术，在应用过程中具有许多技术难点，需要做好各项准备工作，并对其中的关键要点进行控制，才能够保证施工质量，所以必须结合公路桥梁工程的实际情况，在后续其他工程施工中，对钻孔灌注桩施工技术进行持续优化，是提高我国公路桥梁建设工程整体质量的有效技术措施，能够推动相关施工技术不断创新。