市政桥梁工程桩基施工技术应用

李文辉

（兰州市政建设集团有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

桩基作为市政桥梁的支撑部分是被隐蔽在地下土层中的柱形结构，它可以通过水或其他较弱的基层结构将来自上层结构的负载传递到岩层或土层，在一定程度上决定了桥梁工程的品质和性能。但由于桩基工程具有一定的隐蔽性，导致其在施工过程中存在很多不确定因素，不仅容易影响施工进度，甚至会造成安全隐患。因此，我国必须不断提高桩基施工技术水平，即在学习先进桩基施工技术和理念的同时，也要结合工程实际情况对桩基施工技术进行改进和优化，以满足市政桥梁建设要求，推动市政桥梁工程建设的发展。

1 市政桥梁工程桩基施工特点

相对于其他工程而言，桩基工程施工具有隐蔽性、复杂性和事故多发性。

1.1 施工隐蔽性

市政桥梁工程本身就属于隐蔽性工程，所以，在施工过程中会存在很多不确定风险，加大了施工难度。为了保证市政桥梁工程桩基施工质量，施工单位必须严格控制施工流程，规范每一环节的施工工艺和实际操作，从而规避细节问题导致的施工事故。

1.2 施工复杂性

由于市政桥梁桩基施工环境比较复杂，涉及的桩型较多，每个桩型施工工艺以及相应的技术要求也有所不同，使得桩基施工难度和复杂性增加。此外，桩基施工过程中会运用多种机械设备，也增加了市政桥梁工程桩基施工的复杂性。

1.3 事故多发性

相对于其他工程而言，市政桥梁桩基施工要求更高，再加上施工的复杂性，导致市政桥梁工程在实际施工过程中受到多方因素的影响，不仅增加了施工难度，同时，因施工条件限制导致施工中的一些问题往往无法被及时发现，在影响市政桥梁工程施工质量的同时，也增加了安全事故发生的概率。

2 市政桥梁工程中桩基的作用

桩基是市政桥梁工程的重要组成部分，承托着整个桥梁的重量，其施工质量的好坏直接关系着整个桥梁的质量。因此，在市政桥梁工程施工中必须控制每一个施工环节，保证施工质量，只有这样才能保证桥梁建设质量。

2.1 缓解上部结构沉降

桩基承载、分摊着整个桥梁上部结构的荷载，而其较强的刚度可有效缓解因上部结构重量引发的结构沉降。可见，桩基可以在一定程度上预防、控制桥梁结构变形问题，进而延长市政桥梁工程施工寿命。

2.2 降低施工成本

市政桥梁工程施工现场地形地质往往比较复杂，如地下水水位偏高、水下作业，这就增加了市政桥梁工程的施工难度。而桩基类型众多，施工单位根据实际情况选择合适的桩型不仅保证了市政桥梁工程的质量，同时，可以合理配置工程资源，有效降低施工成本。

2.3 可抵御自然灾害的破坏

众所周知，桩基自身具有较强的抗拉拔能力，可抵抗自然灾害的破坏，在一定程度上保护了市政道路桥梁的整体性。

3 市政桥梁工程中常见桩基施工技术

目前，市政桥梁工程中常见的桩基技术有人工挖孔桩施工技术、植筋加固技术、钻孔灌注桩技术等。

3.1 人工挖孔桩施工技术

人工挖孔桩是一种人工挖土现场浇筑的钢筋混凝土桩，其直径一般在800mm 以上，是可以承载较大压力的结构。由于人工挖孔桩施工技术不仅操作简单，不需要使用大型机械设备，而且经济性高，可有效降低施工成本。但人工挖孔桩施工过程中需要人工在孔下作业，施工环境较差，具有一定的施工安全风险，尤其是在含砂土层作业时，流砂涌入就会带来很大的安全风险。因此，在市政桥梁桩基施工中运用该技术时必须做好现场安全防护，降低安全事故发生概率。人工挖孔桩施工技术的工艺流程为：人工松动开挖→护壁→钢筋笼制作与安装→混凝土灌注。第一，人工松动开挖。人工挖孔桩施工作业之前，施工人员需要检查井口左侧的围护装置，确保其稳固性，并清扫井口周边松动的物品，如石渣、土块等，以免施工人员在井中作业时受到井口掉落物体的伤害。当桩井深度超过15m 时，施工人员要乘坐升降箱，并对井下的气体进行检测，以保证施工安全。另外，在桩孔超过10m 后，需要安装井下送风装置，以保证孔内空气的流通性。第二，护壁。当桩井挖到1m 时，施工人员要检查地质情况，并根据地质情况确定护壁形式。在浇筑护壁混凝土前，施工人员先安装钢模板，验收达标后用卷扬机将混凝土调运到浇筑部分，采用人工入仓的方式进行振捣，根据模板形式形成不同的护壁，如直筒护壁、喇叭护壁等，护壁上下节搭接要在50mm 以上。若在施工中出现流砂或涌水情况，施工人员必须先处理地质问题，再进行护壁作业，以免导致桩井坍塌。第三，钢筋笼制作与安装。钢筋笼制作时可采用分段工艺，便于控制焊缝质量。在放置钢筋笼时应保持缓慢、垂直状态，不可采取强制手段，以防止钢筋笼变形，同时也不会引发孔壁坍塌。完成钢筋笼放置工作后，施工人员要对钢筋笼长短进行焊接处理，确保其与护筒紧密连接，进而规避后续因混凝土浇筑导致的钢筋笼上升问题。在进行钢筋笼定位作业时，钢筋笼的中心必须与桩位中心一致，确定位置后将两根工字钢或槽钢平行插入顶吊圈内。第四，混凝土浇筑。在浇筑混凝土前，施工人员检查混凝土性能、孔内导管长度、距孔底的距离等，同时，明确混凝土坍落度和灌注量，为保证混凝土凝固效果奠定基础。

3.2 钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩技术是市政桥梁桩基施工中最常见的技术之一，其操作简单、效率高、适用范围广，可满足不同地质结构施工要求。钻孔灌注桩施工可分为正循环钻孔施工、反循环钻孔施工和潜水钻孔施工，其中反循环钻孔施工应用最广。钻孔灌注桩施工工艺流程为：钻机就位→护筒埋设→泥浆准备→钻孔→清孔及下放钢筋笼→桩基灌注。第一，钻机就位。根据钻孔位置确定钻机的位置，并确保钻机的稳定性和平衡性。为了保证钻孔的精度，施工人员使用经纬仪从水平和垂直两个方向进行相应测量，将钻头与护筒的偏差控制在15mm 以上。第二，护筒埋设。通常情况下，钻头要比护筒的直径小20～40cm，护筒上设置1～2 个溢浆孔。护筒与孔壁间填筑黏土并进行压实处理，护筒的高度依据施工区域土质情况确定，不过护筒必须大于2m 且高出地面30cm。另外，设置护筒时要按照桩位线控制护筒中心线，且误差控制在50mm 以内。第三，泥浆准备。钻孔前要先用造浆黏土或膨润土制作钻孔泥浆。配置泥浆时将比重控制在1.1～1.2 之间，且含砂率低于2%。由于在钻孔作业时需要不断进行泥浆循环与净化操作，因此，钻孔施工前必须做好制浆池、储浆池和沉淀池的布置工作，为后续钻孔作业创造便利条件。值得一提的是，施工时还要设置废弃泥浆储浆池，以免对周边生态环境造成影响。第四，钻孔。钻进作业时必须严格控制进尺，且在护筒刃角位置降低钻进速度。若在钻进过程中出现松软土质，为了避免出现漏浆情况，可进行提钻处理，并向孔内灌注黏土，通过倒钻封堵松软土质的孔隙实现对孔壁保护的目的。在钻进过程中，施工人员要做好相应的记录，若发现异常情况，及时反馈给技术人员。第五，清孔及下放钢筋笼。当钻孔达到设计深度后，相关人员检查成孔质量，合格后安排施工人员进行清孔操作。清孔作业时使用泥浆泵连续20～30min 向孔内输送泥浆，清理孔底残渣，保证残渣厚度在30cm 以内。清孔完毕后缓慢下放钢筋笼，且保证钢筋孔与桩孔中心一致，放好钢筋笼后对其进行固定，以防钢筋孔在混凝土灌注过程中出现上浮问题。第六，桩基灌注。首批混凝土灌注量必须达到导管首次埋设深度1m 以上。完成封底后，施工人员降低混凝土灌速。当混凝土灌注超过钢筋笼4m 时，将导管提升且高于钢筋笼底口2m，同时，恢复灌注速度。此外，混凝土灌注过程中应控制导管埋置深度，通常控制在2～6m 之间，同时根据实际情况调整混凝土坍落度，以保证施工质量。

3.3 植筋加固技术

植筋加固技术是一种新型钢筋混凝土结构锚固技术，其根据工程设计要求在现有混凝土结构或构件上钻孔，然后将钢筋植入钻孔，并用专用植筋胶将钢筋与混凝土结构或构件粘接在一起，将植筋上的拉力传递到混凝土结构或构件上，在植筋胶的作用下形成整体受力，如图1 所示。植筋加固技术的施工流程为：钻孔→清孔除尘→注胶→植筋→固化。第一，钻孔。施工人员按设计图纸标注植筋位置，注意错开原结构钢筋的位置。使用冲钻钻孔，钻头应比钢筋直径大5mm 左右。钻孔时，钻头应与柱面呈90°角。第二，清孔除尘。清孔除尘是植筋中的重要环节，若孔内含有大量灰渣、灰粉会影响植筋质量。因此，在钻孔后，施工人员务必将孔内灰渣、灰粉清理干净。通常情况下，将防脱毛毛刷套上加长棒伸入孔内，将孔内灰渣、灰粉带出，再使用压缩空气将孔内浮尘吹出，该过程需要重复2～3 次。吹完后再用脱脂棉蘸取丙酮或酒精擦洗孔内壁。第三，注胶。清孔除尘验收合格后安排注胶作业。施工人员将强力植筋胶装入套筒内安装在手动注射器上，扣动扳机将铂包口处较稀的胶液排除弃用，然后将螺旋混合嘴伸入孔底，若长度不够，可借助塑料管加长，然后扣动扳机。当扳机孔动一次，注射器随之后退一下，这样可将孔内的空气排出。为了保证植筋孔内胶液饱满且不外流，孔内注胶达到80%即可。第四，植筋。当孔内注满胶液后，将处理干净的钢筋放入孔口，然后慢慢单向旋入，中途不可反转。第五，固化。植入钢筋后，在梁底模板上定位，植筋胶在未完全固化前不可振动钢筋。植筋胶一般在常温下就可固化，待完全固化后才可进行后续工序。为了保证植筋质量，施工人员要对植筋加固进行拉拔试验。

图1 植筋加固

4 结语

市政桥梁工程不仅对区域经济发展起到推动作用，同时，也为人们的日常出行创造了便利条件。桩基作为市政桥梁工程的重要组成部分，主要承载着桥梁上部分结构的荷载，其施工的好坏直接决定了整个市政道路桥梁的质量。桩基工程属于隐蔽工程，其施工环境复杂且影响因素众多，一旦操作不当，势必会引发质量问题和安全事故。因此，市政桥梁工程桩基施工时必须选择合适的施工技术并控制施工质量，以保证市政桥梁的质量，从而推动市政桥梁建设的发展。