桥梁桩基工程钻孔灌注桩施工探讨

桥梁桩基工程钻孔灌注桩施工探讨

马杰

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摘要：随着我国各项基础设施建设的不断完善，各种科学技术不断地被运用到施工建设中来，建筑桩基施工存在多种技术路径。在大型桥梁建设工程中，主要采用钻孔灌注桩施工技术。根据不同的地形和地质条件，采用不同的施工技术，虽然在施工特点、适用范围方面存在差异，但是成桩的工序基本相同。因此施工单位在施工过程中要严格把控各施工工序，控制成桩质量，创优质工程。

关键词：道路桥梁桩基；地形地质；施工技术

引言

国内对道路桥梁桩基施工的研究多数为正常情况下道路桥梁桩基综合施工工艺。在结合施工地区的地形地质特点，考虑复杂地形条件下，道路桥梁桩基施工方法主要采用旋挖钻成孔、冲击钻成孔、正反循环钻机成孔及人工挖孔等成孔方式。虽然在适用范围、施工特点方面存在差异，但成桩的工序基本相同。本文重点把控各施工工序，对成桩质量控制研究。

1桩基施工技术分类

1.1按照受力特点分类

桩基通过特定的方式埋设在土壤基础中，为上层建筑物提供可靠的承载力，而这种承载力的来源可分为两种类型。第一，端承桩。这种桩基的底端直接与土壤中坚硬的持力层相接，上层建筑物的载荷通过桩体直接传递到持力层上，因而绝大部分载荷都作用在桩顶位置，在持力层的支撑下，桩体和周围的土壤之间只会产生微小的摩擦力。第二，摩擦桩。这种桩基与施工区域的地质条件存在密切的关联。例如，当施工作业区域的土壤地质条件为厚度较大的饱和软黏土时，无论是采用预制桩，还是采用灌注桩，桩体的底端都无法触及坚硬的持力层，此时建筑物上部载荷作用在桩体上，使其产生向下运动的趋势，而桩体周围的土壤层此时发挥作用，对桩体产生巨大的摩擦作用力，因而此类桩基主要依靠摩擦作用力来承载建筑物，故而称为摩擦桩。端承桩和摩擦桩的核心区别在于桩体是否穿过软弱土层并到达坚实的持力层，桩体本身的材质和结构等并没有区别，关键在于施工区域的地质条件。

2桩基础施工技术的应用

2.1平整场地

钻孔场地清除杂物、换除软土、平整压实，必要时铺垫钢板。钻孔场地在陡坡时，挖成平坡修整工作平台。钻孔工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还考虑施工设备能安全进、出场。

2.2测量放线

场地平整后放线测定桩位中心，并拉十字交叉线引出四个方向的护桩，护桩用水泥墩进行保护，并且涂反光漆作标识等。每个对角护桩连成线，线交点即为桩基中心，随时用交会法测出桩中心位置。桩位放样，按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样，进行钻孔的标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置，使其误差控制在规范要求内。

2.3护筒埋设

钢护筒采用适合相应地质一定厚度的钢板卷制而成，并在顶部焊加强筋和吊耳,其上部宜开设1个溢浆孔。护筒筒顶宜高出施工水位或地下水位2.0m并高出施工地面0.5m，防止塌孔；护筒内径宜比桩径大100-200mm；护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，护筒顶面偏差不大于5cm（尺量），倾斜度的偏差不大于1％（锤球）。施工中，护筒埋设采用人工配合机械完成，护筒与坑壁之间应用粘土填实。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，由测量人员进行护筒位置及标高校核，校核完成后向现场施工人员下测量交底。钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉,并要及时处理。

2.4钻机就位

钻机操作人员必须持证上岗。钻机就位前,对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修，并检查安全栓销的锁固情况。就位过程中应采取可靠的防倾覆措施，不得产生位移和沉陷，在钻机位置四周洒白灰线标记，确定钻机位置，将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动。

钻机钻架中心与钻盘中心的连线应与钻盘垂直，并与钻孔中心的偏差不大于2cm，垂直度偏差小于1%，连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。钻机就位后进行试转，运转正常后方可进行钻进。

2.5泥浆制备及泥浆护壁

泥浆具有稳定孔壁的作用，合理制备高性能的泥浆并规范应用尤为关键。通常情况下，泥浆由黏土或膨润土制备而成。以黏土为例，在取用材料时应加强对性能指标的检测与控制，如塑性指数需在20以上，颗粒含量超过50%。对于黏土的应用，需要考虑到粘度和浓度偏低的异常状况，此类情况的出现将引起过量渗透，泥浆护壁作用被迫削弱，可能发生塌方。由专员在实验室内检验拌制泥浆所用的黏土，其各项指标确认无误后，按照用量要求取用。护壁泥浆的量必须充足，以保证护壁的有效性。

2.6钻进

钻孔前针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。钻机开孔施工应轻压慢进，减少钻杆晃动，钻进时应先慢后快，确认地下是否不利地层，待主动钻杆全部进入孔后，可适当加大进尺。钻孔作业应分班连续进行，钻进时记录每次的进尺深度并及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，应及时改正。钻孔过程中及时测定泥浆各项技术指标，不满足要求时及时调整；钻进过程中生成的泥浆，导入泥浆沉淀池，沉淀后循环使用，施工完成后用泥浆车将其运至指定地点以防对环境造成污染；钻进过程中注意孔内水压差；因故停钻时，孔口应采用防护罩进行防护，严禁钻头留在孔内，以防埋钻。

钻进过程中保持孔内有规定的水头（即应高于地下水位或孔外水位1.0-2.0m），和规范要求的泥浆比重、粘度，含砂率，以防坍孔。

2.7渣样留存

钻孔过程中应定时测量钻孔深度，提取渣样，及时掌握地质结构层情况，详细、真实填写钻孔记录。直接钻渣存放箱中进行留取，渣样用渣样盒存放，一次不小于500g，贴上标签，注明该渣样取样的桥梁名称、桩位、高程、孔深和时间。实际地质情况与设计地质情况出入较大时，设计单位应进行补充勘察。

2.8终孔及清孔

当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和倾斜度等进行检查，成孔孔径不小于设计孔径，成孔深度不得小于设计孔深，成孔倾斜度不大于1%，确认满足设计要求后，并经专业监理工程师经检验合格后，再进行清孔工作，否则重新进行扫孔。清孔采用换浆法，试验室试验人员检测成孔后泥浆比重、粘度、含砂率，是否符合灌注水下混凝土要求。如不符合要求，则下导管，将泥浆泵与导管连接，通过导管由孔底注入符合要求的稀释泥浆，进行循环。在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，再次检查沉渣厚度，沉渣厚度不符合要求时进行二次清孔，清孔完成后立即浇筑水下混凝土。

2.9混凝土灌注

提前做好混凝土灌注的各项准备工作，首次灌注时导管必须进行气密性试验和水密性试验，先试运行灌注设备，判断设备的运行稳定性及运行精度，首次灌注时导管必须进行气密性试验和水密性试验，通过检验后方可用于施工。正式灌注混凝土时，在混凝土表面下方2～6m的位置设置导管，借助此装置灌注混凝土。混凝土运送到场后，根据计算确定的首灌混凝土方量进行输料，使料斗中存在足量的混合料。开启阀门漏斗使混凝土落入套筒内，由于材料的注入，导管中多余的水分将被排出，有利于混凝土灌注工作的顺利进行，也能够达到防止混凝土离析的效果。混凝土首灌后，以设备性能、浆液质量、施工进度等因素为参考，动态控制后续的灌注量，有条不紊地完成桩基的混凝土灌注作业。

2.10桩基质量检测

为评价桩基施工效果，需安排桩基质量检测，桩基质量检测贯穿桩基施工全程，检测内容必须全面，除了混凝土灌注后的检测，前期的钻孔、清孔等均属于重点检测项目，任何一项指标存在问题均要及时、妥善处理。

结语

桩基施工工艺是否合理直接关系到道路桥梁施工质量，由于是在复杂地形地质等条件下，施工技术的应用与选择非常关键，更应该在施工过程中严格控制施工工艺流程，预防钻孔过程中缩颈、斜孔、塌孔事故及混凝土灌注过程中卡管、埋管等现象，提高桥梁桩基工程质量。希望通过本文的分析和探讨，能为道路桥梁桩基质量控制提供更多的参考和借鉴。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范：JTG/T3650-2020[S].2020.

[2]邓忠，姚清.桥梁桩基施工工艺技术及质量控制探究[J].工程建设与设计，2016（17）：168-170.