浅谈公路工程钻孔灌注桩的施工技术及应用

韦庆广

摘要：钻孔灌注桩技术操作简单，但它却是公路工程中的极为重要的一种结构形式，由于灌注桩属于隐蔽工程，所以对整个施工工程的质量影响都比较重要，本文将结合实例，进一步探讨公路工程钻孔灌注桩的施工技术及应用，以给类似工程提供参考。

关键词：公路桥梁工程；钻孔灌注桩；施工技术；应用

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

由于钻孔灌注桩工序种类繁多，施工要求严格，若处理不科学，质量事故随时都有可能发生；本文结合具体工程实例来共同探讨相关钻孔灌注桩施工技术的控制要点及注意事项。

1 工程实例概况

天峨县二桥工程，桥位处多被第四系地层覆盖，基岩零星出露，岩呈单斜构造，局部褶曲。桥的结构类型：上部构造为预应力砼连续刚构；下部结构包括墩及基础（薄壁墩、钻孔桩基础）和台及基础（0#台埋置式柱台，4#台埋置式肋台，钻孔桩基础）；下部构造及基础，桥墩基础均采用双排桩基础，横桥向每排为3根，桩直径为200cm，按嵌岩桩设计，桥墩采用双薄壁墩。0#桥台采用桩柱埋轩式桥台，桩柱直径为200cm，桩柱中心间距为520cm；4#桥台采用助型埋置式桥台，桩柱直径为200cm，桥台均为钻孔灌注桩基础。

2 桥梁钻孔灌注桩的施工技术及控制要点

整个钻孔灌注桩施工面的施工流程如下图：

图1钻孔灌注桩施工的流程示意图

2.1 冲击钻进施工法流程及控制要点

冲击的施工流程主要包括：:①钻孔前准备工作。即测量定位，进行护筒埋设；②钻机安装，移机就位，钻头吊入，并使钻头对中；③泥浆制备。开孔造浆，泥浆池蓄满浆后，钻进；④钻进结束，清孔，处理钻渣；⑤下放钢筋笼。吊放导管及漏斗。即吊开钻头，移开钻机；⑥灌注混凝土；⑦拔起护筒；⑧成桩，质量检验工作。冲击钻孔法的主要特点集中表现在：施工中不需要笨重的泥浆泵；机体重量轻，结构简单，无需大的钻孔平台；能通过冲击力破岩,且以块状回收钻渣，方便及时掌握地质情况。此外，由于排渣是依靠泥浆的粘附力与浮力实现的，所以它对泥浆的要求很高。需要控制的是泥浆不可太浓，否则会在泥浆会在孔壁产生较厚的泥皮，这将不利于清孔工作；尤其控制不当时，将极大的降低桩周摩阻力。所以在施工的过程中，一定要严格控制泥浆的指标。

2.2 泥浆的制备与塌孔防治

由上分析可见，泥浆的比重控制十分重要。钻孔泥浆的组成包括水、粘土(膨润土)以及添加剂；工具一般有冷却钻头、润滑钻具以及浮悬钻渣；主要作用表现在能防止塌孔，具体是通过增大静水压力，且在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流来实现。一般来说，调制的钻孔泥浆与经过循环净化的泥浆，它的稠度宜根据地层情况与钻孔方法进行确定。在工程实际中发现，对于泥浆稠度的掌握应有动态意识，即应视地层变化或操作要求灵活调制,若泥浆太稠，则会削弱钻头冲击功能，影响钻进速度；泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差。根据结合多年来的工程实践，发现泥浆的控制指标应满足下列要求：①相对密度：一般土层 1.05～1.20，易坍土层 1.20～1.45；②静切力：一般土层 1.0～2.5Pa，易坍土层 3～5Pa；③粘度：一般土层 16～22S，易坍土层 19～28S；④失水率：一般土层＜25mL/30min，易坍土层＜15mL/30min；⑤含砂率：8％～4％，胶体率：＞96％；⑥酸碱度：8～10PH。此外，在钻孔中，泥浆顶面应始终高出孔外水位；也应设置泥浆循环净化系统，以回收泥浆，减少环境污染。具体如黄泥浆的比重控制在1.25~1.30左右，数量不得少于单桩井孔体积的2倍。

2.3 护筒底端埋置深度及控制

当钻孔较深时,在静水压力下，地下水位以下的孔壁土会向孔内坍塌，严重的会导致生流砂现象。 所以，要有效防止坍孔，钻孔内要保持壁地下水位高的水头,增加孔内静水压力。而护简，它能够固定桩孔位置、保护孔口地面、隔离地表水以及对钻头起到导向作用。在工程中，护筒一般采用于 3～5mm 厚钢板制作，每节长约2m，直径大于孔径 20~30cm，并通过法兰盘连接。同时，护筒埋设时，应注意平倾斜程度不大于 1%，面位置偏差不大于 5cm，还应用粘土在护筒周围夯实。

2.4 清孔工序与控制

当钻孔达到设计要求深度后，终孔检查达标后，为了确保灌注砼前孔底沉渣厚度小于设计容许的范围，防止钻孔坍塌，需要进行孔底清理。对于清孔方法比较适用的为换浆法清孔，即将钻锥提高 10～20 cm，继续循环以相对密度较低（1.1～1.2）的泥浆压入，把钻孔内悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出。在本次工程中，需要注意的是，清孔的时间一定要根据从孔口流出的泥浆中所含的渣比率来确定。即当测定的渣比率小于5%时，孔口返浆密度持续小于（1.10~1.20）×103时，清孔可停止，且还要测定孔底沉渣厚度是滞在设计规定的范围内。此外，在清孔排渣时，为了防止坍孔，应保持孔内水头，防止坍孔。当清孔后调整泥浆，相关指标及范围有：粘度：17～20Pa.s；含砂率：<2％；胶体率：>98％、相对密度：1.03～1.10。

2.5 断桩时如何控制混凝土质量

施工过程中，断桩是常见的一个问题，主要原因是由于混凝土坍落度太小或太大，或者是供应不及时，间歇时间又过于长；骨料径太大，达不到要求；导管埋深过小或拔离混凝土面；导管在灌注过程没能及时提升，结果容易导致堵塞；提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中。所以从中可见，混凝土的质量控制在断桩问题中产生的影响很大，根据技术实践，我们可采取以下几点技术措施处理：保证混凝土的连续供应，重视混凝土的供应管理工作；首批混凝土灌注时，采用大、小储料斗同时储料，储料斗的体积不宜小于首批灌注混凝土用量，还有料斗的出口应便于开启或关闭；对混凝土的坍落度与均匀性要不定期地检测，以使其达到使用标准；为了避免堵管及导管脱离混凝土面，在浇灌混凝土的同时应测量混凝土顶面高度，并在导管提升前核算埋管深度。

2.6 灌注混凝土的质量控制

本工程中采用预应力混凝土连续刚构方案，在灌注混凝土的过程中，应注意有必要在使用前进行承压、水密以及接头抗拉等试验。同时还在注意以下几个质量控制要点：①灌注首批混凝土前，重视清孔质量，即探测孔底泥浆沉淀厚度，达标后方可进行混凝土的灌注，以防塌孔；②应及时、准确吊装、就位钢筋骨架，就位后还应牢固定位；③要特别重视灌注的首批混凝土，一要注意导管下口至孔底的距离范围控制在25~40为宜；二是，混凝土中的导管埋入深度不可小于1 m；；④灌注开始后，尽可能缩短拆除导管的间隔时间，应连续进行；当导管内混凝土不满时，为防止导管内造成高压气囊，宜缓缓地灌注；⑤在灌注过程中，井孔内混凝土面位置要应经常不定时探测，其中导管的埋深一般应控制在2m~6m的范围之内，若不在控制范围内应及时调整导管的埋深；⑥为防止污染互不干涉，在灌注过程中，应将井孔内漏出的泥浆引流至泥浆池内进行处理；⑦灌注的桩顶标高应预加一定的高度，预加高度可于基桩开挖后凿除，预加的高度应比设计高出0.5～1.0 m以上，还有在凿除时应防止损毁桩身。

3 结论

综上所述，在桥梁施工过程中，必须严格按照设计要求和施工规范进行施工。每一节段施工完成之后，必须经过设计与施工校核合格后签字确认，方可进行下道工序的施工。同时，钻孔灌注桩技术是一种较好的桩基施工技术，对桥梁、高层建筑及对承载力要求的的基础设施起到十分重要的作用，所以钻孔灌注桩处理基础的技术被广泛采用，本次工程中所使用灌注桩施工技术也行之有效，获得好的工程效益。

参考文献

[1］ 栗克慧．钻孔灌注桩施工技术与质量控制［J］．山西建筑，2011，37( 6) : 51-52．

[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

[3]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

[4]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。