公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制分析

公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制分析

万晶

武汉市江夏路桥工程有限公司  湖北武汉  430200

摘要：公路桥梁钻孔灌注桩，作为关键的隐蔽工程，在桥梁建设中发挥着举足轻重的作用。为确保工程顺利进行，并达到预期的质量标准，需要在施工流程的每一个环节都实行严格的质量控制措施。不仅能够最大限度地减少施工中的误差，还能提前预判并应对潜在的安全隐患。本文旨在对此进行深入探讨，以期为公路桥梁钻孔灌注桩的施工提供更为精准和实用的指导。

关键词：公路桥梁；钻孔灌注；施工工艺；质量控制

随着我国经济的持续增长，交通运输需求不断攀升。特别是近十年，高级公路里程快速拓展，干线公路品质也不断提升，导致采用桩基础的公路桥梁数量显著增多。钻孔灌注桩技术因其卓越的性能在公路工程中应用愈发广泛。然而，鉴于其结构的隐蔽性特点，施工过程中的质量控制对于保证成桩质量至关重要，因此，严格把控施工过程中的质量成为工程成功的决定性因素。

一、公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺

1.钻孔

首先，冲击法钻孔主要依靠冲击钻具或者由卷扬机驱动的冲头。由冲头下降引起的冲击能够使岩石和泥土破裂并且将它们挤压进钻孔壁。施工时，通过使用泥浆使钻屑上浮，或者通过专用工具将钻屑排出，这样就完成了钻孔。具有各种形状的冲头，例如，十字形状和管状形状的冲头，选择时需根据地质条件来定。在碎石类土和岩层中，十字形钻头效果更佳；而在粘性土和砂类土层中，则更适合使用管形钻头。开始钻孔时，需特别注意避免对邻近的孔壁造成冲击振动，这通常需要确保邻孔的混凝土已达到足够的抗压强度。同时，使用小冲程进行初始开孔，有助于确保孔壁坚实、顺直，并防止孔口坍塌。

其次，冲抓法钻孔则是利用冲抓锥的自重和抓瓣的收放来抓取土石。冲抓锥冲入土石后，收紧抓瓣绳即可将土石抓入锥中，随后提升冲抓锥出孔并松开抓瓣绳，将土石卸下。这种方法在粘性土、砂性土、砂粘性夹碎石及河卵石地层中表现良好。但值得注意的是，当孔深超过一定限度（如20米）时，其施工效率会显著降低。此外，由于没有钻杆导向，这种方法并不适用于斜孔的施工。

最后，在旋转式钻孔方法中，利用钻机或者人工对钻杆进行驱动，使得钻头或者锥进行旋转，从而对泥土进行切割，并由此形成井眼。旋转钻孔方法有手动推进法、电动推进法、螺旋钻进法、正循环旋转钻孔法、反循环旋转钻孔法和潜钻旋转钻孔法。其中，手动推进式钻孔、电动推进式钻孔和螺旋式钻孔在不需要泥浆的无水操作环境中得到了广泛的应用，但是在存在地下水的区域中并不适合。正循环、反循环旋挖钻机由于效率高、适应性强，在桥梁施工中被普遍采用。

2.清孔

为确保桩底不残留过厚的沉淀土，进而保证桩的承载能力，终孔检查完成后应立即进行清孔工作。清孔的主要目的是去除钻渣和沉淀层，以减小孔底沉淀的厚度。若拖延过久，泥浆和钻渣的沉淀物会不断增加，使得清孔变得困难，甚至可能导致孔壁塌陷。

当孔深和孔径达到预定标准后，应立即启动清孔流程。选择清孔方法时，在设计过程中要综合考虑相关要求，认真分析合理的钻孔方法，还要对机具设备性能有足够的了解，并且充分了解地形条件。完成清孔后，泥浆的性能指标必须严格控制在规定范围内：含砂率不得超过41%，比重应在1.1至1.25之间，而粘度则须维持在18至20秒。这些指标确保了清孔的质量，为后续的混凝土灌注工作创造了有利条件。

3.钢筋笼的制作

钢筋骨架所采用的材料应具有资质证书，按规定对其进行抗拉强度、冷弯强度、可焊性等性能测试，确认无误后方可使用。冷拉钢筋的力学性能应满足有关要求，在施工之前，应将表面油污、漆皮、磷锈等杂物清理干净，保证不产生局部弯曲，还需进行调直处理。在骨架成型前，务必对主筋进行调直，箍筋所用的盘圆钢筋则需进行冷拉。钢筋焊接方面，除了常见的绑条焊、搭接焊等方式外，在设备完善、施工人员技术高超的条件下，电阻焊也是一种可行的选择。为确保焊接质量，每批焊件都需进行随机抽样检验。为了提高基桩骨架的刚性和成形效应，可以在设计中考虑以2-3 m的间隔提供加强箍筋。加强箍的制造精度关系到基础桩身的几何形状，所以在制造时应格外注意，以确保质量。

4.灌注水下混凝土

（1）对于水下混凝土的灌注工作，选用直径为20cm的导管，严格检查其焊缝质量，并通过封闭水试验确保其密封性良好。

（2）在灌注作业中，导管底部需高出孔底30～40cm，以确保混凝土顺利流入。同时，导管需埋入混凝土内至少2～3m，保证混凝土分布均匀。为提升灌注效果，导管上端装有振动器，并且在提升过程中需保持缓慢平稳。

（3）为了确保导管能够顺利埋入混凝土中，开管前需准备好充足的混凝土量。因此，在开管前会预先准备相应数量的混凝土，以保障灌注的连续性和质量。

（4）在灌注过程中，需确保混凝土供应连续不断，避免超过30分钟的中断时间，防止混凝土出现凝固或空洞现象。同时，灌注的桩顶标高应高出设计标高至少0.5m，以确保桩体的稳固性和承载能力满足设计要求。

5.清理桩头

在桩头部的混凝土已经具有25%的设计强度后，可以安全地移除护筒，并且需要人工地钻出多余的桩头部的混凝土。为了保证桩基的施工质量，在桩顶到达预定高度后，必须手工细致地清除桩端的混凝土层，不得采用爆破等手段，否则会对桩基的结构产生不利的影响。

二、公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制

1.严格勘察工作地点的地质情况

钻孔灌注桩施工前，必须由承包方的专业技术人员对工地的水文、地质情况作充分的勘察，尤其要注意附近的地下水和房屋的情况。同时，为了保证施工方法的准确性和效率，试验研究也是非常必要的。勘探结束后，工程技术人员要将采集到的资料加以综合、分析，形成完整的地质资料，以便于工程建设中使用。在此基础上，提出详细的施工程序、必要的施工装备、必要的人员等方面的建议，以保证项目的正常进行。

2.做好施工阶段质量控制措施

对于钻孔灌注桩工程，必须确保从钻头启动到混凝土倒入的全过程中，避免短暂的间歇作业。同时，混凝土的配制需严格遵循相关规程，精确控制各种材料的配比。特别要注意的是，混凝土的灌注量不得超出设计规定的范围，否则可能导致混凝土性能降低，进而影响整个工程的质量。

在泥浆池的制备环节，选用膨润土、黄土或化学制浆剂，根据设计师的指导进行精心调配。调配好的泥浆通过泥浆泵输送到护筒内，形成坚固的泥皮，有效防止孔隙水的渗透，确保孔壁稳定，防止塌陷。

在钻进过程中，需要定期取样检测钻孔矿渣，记录地质条件的变化情况。一旦发现地质条件与设计不符，应立即通知现场技术人员进行处理。同时，还需要保持孔内水位的稳定，防止泥浆侵入钻孔内部。

钢笼的制作和安装也是钻孔灌注桩工程中的重要环节，需要提前准备好钢笼，确保其尺寸和形状符合设计要求。在安装过程中，需要对导管进行仔细检查，确保其密封性和稳定性。通过水密试验等方式，可以有效检测导管的密封性能，确保无泄漏和变形现象发生。

在混凝土浇筑过程中，需要严格控制混凝土的配比和浇筑速度，确保混凝土能够沿导管顺利浇筑到孔底。同时，还需要随时检查导管的深度和位置，防止泥浆侵入钻孔内部影响混凝土质量。

3. 施工后期质量控制措施

首先，施工单位在工程完成后务必进行全面检验，绝不能因急于完工而忽视这一重要步骤。在自检过程中，应运用科学有效的检验手段，一旦发现任何问题，需立即上报相关部门，确保问题得到及时解决。其次，监理单位需在施工单位完成自检的基础上，再次对工程项目进行细致的检查。此次检查与施工单位的自检目的相同，旨在进一步提升钻孔灌注桩的质量，避免因施工单位疏忽而遗漏问题。最后，中标单位同样承担质量检查的责任，以确保整个工程达到规定的质量标准。这一环节是对工程质量的再次确认，对于确保工程的安全性和稳定性至关重要。

总之，钻孔灌注桩，作为桥梁桩基施工的常用技术，其实施务必贴合工程实际，严格遵循设计文件与施工规范。在选择施工工艺时，应充分考虑工程特点，确保施工方法的合理性。在施工过程中，应秉持预防为主的原则，采取切实有效的措施，对施工环节进行严格控制，以应对可能出现的问题。同时，要善于总结施工经验，汲取教训，不断提升施工技术水平，从而确保钻孔灌注桩施工任务能够保质保量地完成。

参考文献：

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[2] 徐祖宏. 桥梁桩基钻孔灌注桩施工质量控制[J]. 科技传播， 2010，(07) .

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