钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用

闫晓新

[中路黄河（山西）交通科技集团有限公司,山西 太原 030000]

0 引言

钻孔灌注桩作为公路桥梁建设中常用的桩基形式，主要通过钻头反复冲击土体形成钻孔，利用泥浆循环清除孔内钻渣，并在钻孔内设置钢筋笼、灌注混凝土，从而形成桩基。其施工工序较为复杂，质量控制难度较大，任何环节控制不当，均会影响成桩质量[1]。为此，该文结合实际工程案例，系统分析了公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术应用情况，对提升公路桥梁建设质量具有重要意义。

1 工程概况

某桥梁工程项目，横跨沟谷，沿线地形以冲积平原为主，地势平坦开阔，整体呈西高东低走势，落差较小。河道周边分布大量耕地、农田，局部位置存在房屋。施工现场东侧存在高压线路，为南北走向；结合该工程现场实际情况，确定采用钻孔灌注桩进行施工[2]。

2 施工工艺流程

钻孔灌注桩施工工艺流程如图1 所示。

图1 钻孔灌注桩工艺流程

3 钻孔灌注桩施工技术要点

3.1 施工准备

（1）现场准备：桩机进场前，应对施工现场实施全面处理，清除表面杂物并进行整平；同时按照实际施工需求，合理设置泥浆池、沉淀池等设施，并采取必要的防护措施，保证施工安全。

（2）钻孔定位：根据现场具体情况，选取合适部位设置平面坐标控制网，采用全站仪、GPS 等设备进行测量放样工作。严格按照设计图纸标注位置进行钻孔定位，并作出醒目标记，定位完成后报监理单位验收，验收合格后开始安装钻机[3]。

（3）机械设备：该项目钻机选用ZK8000 型冲孔打桩机，钢筋笼在现场钢筋棚加工完成后，采用吊装设备运至桩孔区域。混凝土选择距离施工现场较近的拌和站生产，并利用水下导管进行灌注。

（4）护筒制作：护筒采用厚度为5～10 mm 的钢板加工而成，直径应大于孔径15 cm，高度不得小于1.3 m。钢护筒埋置深度应控制在1.2～1.5 m 范围内，埋设完成后周边采用黏土填筑密实[4]，安装图示如图2 所示。

图2 钢护筒安装图示

（5）制备泥浆：护壁泥浆采用钻孔内土体进行制备，结合施工区域地质条件、钻孔速率等指标，加入适量的黏土、外加剂等材料，确保泥浆黏度、含砂率满足标准要求，防止出现塌孔现象；施工现场设置的泥浆池容量应大于单桩体积的1.5 倍[5]；泥浆主要性能参数如表1所示。

表1 泥浆性能参数

3.2 护筒安装

钢护筒安装前，应在其外侧加焊钢筋，以有效增强护筒刚度，防止钢护筒出现变形。安装时，应结合现场地质条件，合理确定护筒坑开挖深度，以伸入原土层200～300 mm 为准，埋设总深度控制在1.5 m 左右，坑体直径应超过筒体直径50 cm 以上。安装到位后，护筒外侧采用黏土填筑密实，保证护筒牢固、稳定。

3.3 泥浆护壁

结合施工区域地质状况及钻孔方式，科学选择泥浆类型，充分发挥泥浆护壁效果，确保孔壁稳定性，防止出现塌孔现象[6]。

该项目采用膨润土进行泥浆制备，严格控制膨润土质量，其塑性指数应大于25 mm，泥沙含量至少为50%。钻孔过程中，应根据具体情况，适当调整泥浆用量，最大限度保证孔壁稳定性。

3.4 钻孔

（1）钻机安装前，应按照钻孔位置、地基承载力状况科学设置枕木，确保钻机稳定性，防止钻孔时钻机偏斜导致偏孔、斜孔问题；枕木安放时，应合理躲避护筒位置，以免对护筒造成干扰，防止出现护筒移位现象[7]。

（2）钻机安装完成后，进行适当调整，使桩锤与钻孔中心位于同一直线上，偏差控制在2 cm 范围内，确保钻孔位置准确。

（3）钻孔时，采用长度为40～60 cm 的低扬锤进行冲击；对于细沙地层，应结合施工具体情况，加入适量的黏土，通过桩锤持续冲击，形成泥浆，增强护壁效果，防止塌孔[8]。

（4）钻孔时，应时刻关注泥浆面变化情况并严密监视钻孔位置偏差，当偏差过大时，应及时进行调整，保证位置准确；在进行松软土层冲击时，应及时清理底部残渣，防止出现反复破碎现象，提高施工效率。

（5）根据以往施工案例，结合相关实践经验，不同地层钻孔作业要点如表2 所示。

表2 钻孔施工要点

3.5 清孔

（1）采用换浆法进行清孔作业，钻孔完成后对钻孔实施搅动，进行第一次清孔作业。

（2）因残渣呈悬浮状态，无法一次性彻底清除，为保证桩基施工质量，需实施二次清孔，确保孔内沉渣含量满足标准要求，最大限度确保桩基施工质量。

（3）二次清孔时，应实时监测钻孔口溢浆量，以有效确定孔内钻渣含量，二次清孔完毕应对孔底钻渣厚度进行检测，检测达标后方能进行后续施工作业[9]。

3.6 钢筋笼施工

（1）钢筋笼在钢筋加工区分节段制作，并采用吊装设备吊运至钻孔区域。钢筋笼加工时，应根据图纸及相关标准执行，保证主筋和箍筋布置间距、数量满足要求；主筋连接时，采用双面焊接连接，搭接长度至少为10 d。

（2）钢筋笼安装前，应按照规范要求在其外侧设置混凝土垫块，保证保护层厚度满足要求，垫块应用扎丝绑扎牢固，避免掉落；同时，应在钢筋笼顶部焊接吊环，方便后续吊运；钢筋笼加工成型后，应对其质量实施全面检查，保证直径、长度、垂直度等各项指标满足设计要求。

（3）钢筋笼吊装时，应严格控制吊运过程，防止出现碰撞，避免钢筋笼变形破坏；下放过程中，应采用人工辅助下放，待钢筋笼对准钻孔中心后，缓慢、匀速下放，防止碰撞钻孔内壁，以免造成塌孔；下放至设计位置后，及时实施加固处理，保证钢筋笼牢固、可靠，防止混凝土浇筑时出现上浮、偏位。

3.7 混凝土施工

（1）该项目通过导管法进行水下混凝土灌注，不仅操作简便，且具有较高的适应性，是目前最常用的水下混凝土灌注方式。

（2）水下混凝土灌注时，应严格控制初始浇筑量、浇筑速率等，确保桩体成型质量。实际施工时，应结合钻孔直径、深度等相关指标，科学确定初始浇筑量、浇筑速率，防止浇筑过快，导致钢筋笼移位，降低桩基施工质量。

（3）桩基混凝土灌注前，应做好搅拌站协调工作，确保混凝土供应及时性，防止混凝土浇筑中断造成断桩。浇筑时，应结合灌注深度情况，缓慢均速提升导管，并严格控制提升高度，确保导管始终处于混凝土液面之下，保证成桩质量；该项目采用绳索法对混凝土深度实施检测，实际测量前预先对绳索进行湿润处理，并对其长度实施校核，确保检测准确性。

（4）混凝土灌注应连续进行，确保成孔后8 h 浇筑完成，以免钻孔出现坍塌。

4 实施施工过程精细化管控

（1）强化前期工作，优化设计方案；公路桥梁工程施工内容较多，工序复杂，管理难度较大，应科学做好前期规划工作，合理优化工程设计方案。尤其对于施工图设计环节，建设方应组织相关部门实施联合设计，明确不同专业界面范围，合理划分各部位职责，最大限度保证设计的合理性，提高工程建设质量。

（2）强化施工过程管控：①严格执行工序验收制度；②强化施工机具、材料检测；③关键工序、部位采取现场旁站监督，保证施工质量。

（3）建立质量评审制度，规范工序移交程序。

（4）施工过程精细化管控包含现场巡查、旁站两方面，主要内容如下：①根据施工标准要求对重点工序、隐蔽工序、施工过程实施监督；②定期进行现场巡查，针对违规作业行为采取必要的惩罚措施；③加强施工机具、材料质量控制，确保满足施工要求。

5 质量、安全文明管控策略

（1）建立科学完备的质量监管制度。组建以项目负责人为主导，各部门人员共同参与的质量管控小组，严格执行质量管控体制，定期开展质量检查，针对存在的质量问题限期整改，全面保证工程建设质量。

（2）加强原材料质量控制。原材料采购前，应科学做好市场调研工作，选取信誉好、实力强、质量有保障的生产厂商订立供货合同；材料入场前，应检查产品合格证、质量证明文件，并对质量、规格、型号、数量进行核对，同时应按照标准要求进行抽样检测，各方面检查合格后，方能予以入场。

（3）建立质量责任评审制度，严格落实岗位职责，提高管理人员质量管控责任意识，强化施工过程监管，从而有效提升施工质量。

（4）强化施工安全管控，有效执行安全管理制度，积极组织施工人员开展安全教育培训，全面增强作业人员安全意识，提高规避风险的能力，切实保证施工安全。

（5）强化专业技术人员、特殊工种人员管理，严格审查上岗资格，保证全部持证上岗。

（6）施工人员应做好安全防护措施，严格按照规范要求佩戴安全帽，特种作业人员应穿戴相应的防护器具，禁止任何施工及管理人员赤脚或穿短裤进入工地。

（7）积极开展环保法律、制度、政策学习，建立环保督查小组，严格按照相关法律、规范制定满足工程实际需要的安全文明管理制度，并落实到实际工作中，有效增强施工人员安全文明意识。

（8）科学做好环保宣传工作，并对施工人员进行环保交底；同时，强化施工机具使用管理，避免机械空转引起的能源浪费，并安排专人负责现场清扫工作，确保现场干净、整洁。

6 结论

综合上述，钻孔灌注桩具有优良的工程特性，在公路桥梁桩基施工中得到了大规模应用。为有效提升钻孔灌注桩施工质量，保证桥梁工程使用安全，实际施工时，应根据工程实际地质状况，科学选择成孔方式，并合理选用施工机械、材料，确保满足实际施工需求。同时，应科学做好场地平整、测量定位、泥浆制备、护筒安装等各项准备工作，为钻孔施工提供有利条件。钻孔过程中，根据地层变化，合理调节泥浆用量，防止出现塌孔现象；严格控制清孔、钢筋笼安装、水下混凝土灌注等环节，确保严格按照规范要求作业，保证成桩质量。此外，还应科学强化施工质量、安全、环保控制，从而有效提升项目建设的综合效益。