浅析钻孔灌注桩在路桥工程中的应用

陆金栋

摘要：随着国家基本建设投入的增大以及高层建筑的发展，钻孔灌注桩现今已被广泛地应用于路桥、高层建筑等工程的基础建设中。本文简述了钻孔灌注桩的特点，以及在路桥工程中适用性，并探讨了钻孔灌注的施工工艺和施工过程中的要点，以供路桥专业施工人员参考。

关键词：钻孔灌注桩； 路桥工程；应用

Abstract: With the increase investment for national infrastructure and the development of high-rise buildings, bored pile has been widely applied in roads and bridges, high-rise buildings and other infrastructure projects. This paper describes the characteristics of bored pile and its applicability in the road and bridge projects, and discusses the main points in the construction technology and construction process of bored pile, providing reference for the professional construction personnel of roads and bridges.

Key words: bored pile; road and bridge project; application

中图分类号： U448.14   文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

随着我国交通基础设施建设的快速发展，在桥梁结构中，钻孔灌注桩将被广泛地应用于公路桥梁及其他领域。钻孔灌注桩作为桩基础中常见的一种基础形式，以其施工速度快、占地少、相邻干扰小、承栽力大等优点，越来越多地在桥梁工程中得到应用。由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性，内外多种因素(复杂地质、钢筋笼上浮、钻孔工艺、泥浆护壁、混凝土的配置和灌注等)对工程的施工质量造成影响，进而导致施工时产生钻孔偏位、断桩、堵管、夹泥、蜂窝、孔壁塌陷等诸多现实问题。因此，桥梁钻孔灌注桩的质量是保证桥涵整体工程施工质量的首要问题。

一、钻孔灌注桩技术

1.1 钻孔灌注桩定义

钻孔灌注桩就是利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔内注入泥浆， 利用泥浆保护稳定孔壁， 通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，然后放入钢筋骨架，浇筑混凝土排出泥浆，混凝土凝固后行成桩体。

1.2技术分析

1）桩基成孔浅桩采用小型松动爆破配合人工挖孔，测量放样确定各桩基孔位后，按桩径做好孔口护围，并设置手摇绞车排渣。在开挖过程中，采用15cm厚C15砼护壁，每层护壁高度不得超过1.0m，地质变化段埋设连接钢筋增加护壁的整体性。岩层开挖采用爆破作业，炮眼布置根据岩层硬度和倾向而定，先试爆，确定间距及用药量，防止成孔过大或孔壁破坏。当桩底进倾斜岩层时，桩底应凿成水平状。孔内有水时应做好排水工作，刚浇筑的护壁砼不得被水浸泡。挖孔时，应注意施工安全。挖孔工人必须配有安全帽安全绳，必要时应搭设掩体。如孔内的二氧化碳含量超过03％，或孔深超过10m时，应采用机械通风。

2）孔底清渣挖孔桩爆破终了时，孔底应预留20-30cm，用人工、风镐凿除至设计标高，将松散石渣、淤泥等拢动软土层清理干净如地质复杂，应用钢钎探明孔底以下地质情况，并报经监理工程师复查认可后方可灌注混凝土，以保证桩底嵌岩效果。

3）钢筋笼制作安装钢筋笼根据孔深在施工现场分节制作成型，吊车起吊人孔，采用2台电焊机单面焊接。桩基检测管下端用钢板封底焊牢，并牢固绑扎在加强箍筋内侧，随钢筋笼接长用套管焊接密封，最后一节焊好后应灌满净水用木塞堵死。

4）砼灌注当孔底及孔壁渗入的地下水上升速度6mm/min时，采用水下灌注砼的方法施工，灌注混凝土之前，孔内水位至少应与孔外地下水位相同；若孔壁土质易坍塌，应使孔内水位高于地下水位1-1.5m，水下砼采用30cm导管灌注，导管使用前进行水密试验，灌注时采用砼罐车配合吊车运送砼，首批砼采用剪球灌注，其容量应保证导管埋深不小于1.0m砼灌注应连续进行，导管埋深控制在2～6m，每根桩的灌注时间控制在8h以内。

二、施工工艺

2.1 施工准备

首先，要确保人员资质过关，检查施工单位质量保证体系，管理体系，检查监理单位人员资质是否达到要求。其次，要审查施工机械， 现场成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应。再次，需要严格做好施工方案，对前期的工作，除了人机进场、通水通电等基本条件外，主要的是做好施工组织。包括组织图纸会审及班组技术交底。

2.2 桩基定位

按照设计要求，采用经纬仪、水准仪定桩孔中心和标高，打入木桩标记，在木桩顶刻画十字印记。 一般桩位由纵横轴线控制，桩位的偏差需要进行复检，偏差不得大于50mm， 否则需要重新测量打定位桩。

2.3 冲机就位

利用吊线检验机械的冲锤中心是否与定位孔的中心在同一条垂直线上。当冲机正确就位后，调整机台使之水平、稳固。

2.4 护筒的埋设

护筒内径一般要比桩径大 20～40cm，且在护筒上、中、下端的外侧各焊一道加劲肋， 防止施工时表层土压力过大，挤压护筒导致坍塌。在护筒的上口边缘开出溢浆口，便于泥浆排出。护筒的埋设深度不小于1.5m，同时高出施工地面 0.3m。埋设的时必须注意保持护筒垂直，护筒中心线对正测量标定的桩中心线，偏差不得大于50mm，倾斜度偏差不大于0.5％。护筒调整到位并固定稳定后，周边用粘土均匀回填并分层夯实，以保证在钻孔中护筒的稳定，钻孔时要有专人检查护筒是否发生偏移。

2.5 钻孔

钻孔首先必须控制好钻进速度，初期钻头进度不可太快，在覆盖层需减压钻进，泥浆指标变化情况随着钻进深度进行测试。为使钻进速度与泥浆投入量相适应，钻孔内泥浆浓度必须随时进行调整。密切注意地层变化，检查捞取的渣样，记录结果。若发现地质情况与设计地质剖面图不符，要及时通知工程技术部和监理工程师，必要时要会同设计单位，以便提出应对措施。当遇到松散粉砂土或流砂时，应控制钻头行进速度，配合选用较大密度、粘度、 胶体率的泥浆。为保证钻孔过程顺利进行，还应定期检查钻头尺寸，发现磨损过度后，应及时补焊或更换新的钻头。保证钻孔内护筒、桩架不得倾斜，发现倾斜应及时调整。 钻孔在达到设计桩底标高之后才能终孔，钻至预定深度时，应对孔深、孔径、倾斜度进行逐一检查， 并以此作为终孔标高的依据。

2.6 清孔

清孔就是利用配制的泥浆清除孔底沉渣。孔底沉渣是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。泥浆在流动时所具有的动能，可以冲刷桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等有害颗粒处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和储存是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标应进行严格控制，不能就地取材，要专门采取泥浆制备，选用高塑性黏土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层的情况，进行配合比设计， 同时要避免泥浆池和施工场地的交叉污染。

2.7 钢筋笼的制作及安放

应根据设计尺寸及钻架允许起吊高度整节或分节制作，并应在清孔前制成，经检查合格后方可使用。分段骨架应确保不变形，接头应错开。为了控制保护层应在钢筋笼外侧设置垫块，其间距竖向为2m，横向周围不得少于4 处。如果钢筋笼自身弯曲和钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，使得钢筋笼和孔壁的接触过于紧密，很容易造成钢筋笼上浮。因此要注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在吊运过程中碰撞等因素引起的变形。钢筋笼吊放时，必须使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。安放钢筋笼时不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部。钢筋笼达到设计标准高后应将其固定于孔口。

2.8 混凝土灌注

混凝土的施工主要是采用导管灌注法，混凝土的离析现象可能存在，预配控制配合比能够减少离析。现场的配合比要随水泥的品种、中粗砂和石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，因此，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录，按混凝土浇筑数量分批制作试件。由于孔的上部压力较小，容易造成桩体上部混凝土不如下部密实，在浇筑后期，要稍提漏斗增大落差，以提高上部混凝土的密实度。在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度， 这对提高泥浆中混凝土的灌注质量十分重要，因此要做好灌注前的各项准备工作，使得灌注过程中各道工序的密切配合工作。

三、结语

总之，由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，而且钻孔灌注桩的施工工期长，需要专门设置泥浆池， 稍有不慎就会形成交叉污染。为了保证钻孔灌注桩成桩质量，在桥梁钻孔灌注桩的实际施工过程中，即要严格按图纸进行施工和验收，对所发现问题及时进行记录和排查，又要严格控制施工中的每一道工序和操作，采取有效的管理办法和措施来预防冲孔桩事故，以保证工程质量。

参考文献

[1]胡志刚浅谈路桥工程中钻孔灌注桩施工质量控制[J].建筑施工，2010（33）

[2]崔庆丰，吴淼华.桥梁钻孔灌注桩基础施工工艺[J].管理观察，2010（17）