公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用方法研究

邱云星

摘要 冲孔灌注桩因施工机械少、操作简便、过程易于控制等诸多优势，被广泛应用于桥梁工程建设。但该技术方案施工效率低、隐蔽性较强，若施工中不能科学有效地对质量实施控制，势必会降低桥梁整体稳定性，从而影响结构使用安全和使用寿命。文章结合具体工程实践，对冲孔灌注桩施工技术要点及质量控制展开全面探讨，并对施工中的常见问题和处治措施进行了系统性分析，以期能有效提升冲孔灌注桩施工质量，确保桥梁结构的稳定和安全。

关键词 中桥;引道;水下冲孔灌注桩;施工

中图分类号 U445.551 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）10-0190-03

0 引言

现阶段，我国的桥梁工程施工技术取得了快速发展，冲孔灌注桩的应用也更加成熟和广泛，适用于各种地质条件和不同建筑结构的施工中，具有操作简便、造价低的优势，尤其针对大桩径桩基施工优势更加显著。具体的施工原理是利用桩锤自身重力作用，通过冲孔机持续冲击土体，穿透或破碎岩石，进而形成桩孔，通过泥浆正循环技术对底部沉渣进行清理，然后对提前在现场制作好的钢筋笼实施安装，待钢筋安装完毕后，进行桩身混凝土灌注施工，最终形成桩基础[1-3]。该文根据实际工程案例，全面地分析了冲孔灌注桩施工技术要点及质量控制措施，以期提升桥梁工程建设的质量和水平，对我国桥梁工程的发展具有重要意义。

1 工程概况

某公路桥梁建设工程，设计施工需穿越河流和山谷，施工区域为冲积平原地区。该区域地势宽广、地形较为平坦，高差相对较小;河流沿线耕地、鱼塘及村庄分布较广，西部区域为经过高压注浆加固的路基区域。桥梁工程施工现场东侧区域存在高压线路通过，总体呈南北方向布设。

2 施工准备工作

冲孔灌注桩施工工艺基本流程如图1所示。

（1）施工现场准备：施工机械进入现场前必须提前做好施工场地平整工作，以确保桩机能够安全平稳地设置;同时还要结合现场实际状况合理安排泥浆处理池和沉淀池的开挖和设置，并结合具体情况做好周边维护，以有效确保施工安全。

（2）测量放样：在施工区域周边不受干扰的位置建立纵、横向轴线控制点，并进行醒目标记。根据设计及施工规范要求，测量人员严格按照设计图纸坐标对冲孔实际位置进行精准定位，经监理单位验收合格后，进行桩机安装和钢护筒设置[4-5]。

（3）机械设备准备：该桥梁工程冲孔施工采用型号为ZK8000的冲桩机，钢筋笼通过现场加工制作，并采用汽车吊将其吊装至桩孔位置。桩身混凝土采用商品混凝土，由商混站统一生产，并运至施工现场，采用水下导管完成混凝土灌注。

（4）该桥梁工程所用钢护筒由钢板加工而成，壁厚为5～10 mm，高度1.3 m，孔内径D=桩径+15 cm。钢护筒四周通过黏土进行填充并夯实。通常埋设深度控制在1.2～1.5 m范围内。具体埋设情况如图2所示。

（5）泥浆制备：泥浆池大小必须能够保证容纳单个桩孔产生泥浆量的1.5倍，采用钻孔内部的土体制备泥浆，用来保护孔壁[6-7]。冲孔时要掺入适量的黏土和外加剂，确保泥浆各方面性能符合标准要求。具体泥浆性能指标如表1所示。

3 水下冲孔灌注桩施工技术要点

3.1 护筒埋设

为增强钢护筒强度，必须在钢护筒外侧采取补强措施，可采取在四周焊接加强筋的方式。采用人工方式开挖护筒坑，其直径应大于护筒直径50 cm，并挖出上方所有杂填土，直至挖入原始土层下部20～30 cm，确保坑深不低于1.5 m，并保证坑底平整。

3.2 泥浆护壁

结合具体施工方式及現场地质状况科学选用泥浆类型，该工程选择膨润土制备泥浆，在冲击钻进入岩层时要适当加大泥浆用量，以保证护壁的安全性和稳定性。当冲击钻进入风化岩层时，所用泥浆含量应以浮碴为标准。膨润土塑性指数>25 mm且<0.005 mm，黏粒含量>50。

3.3 冲孔

（1）桩机就位前在其底部设置枕木，以确保桩机安全稳定运行，枕木设置时应考虑其位置合理性，尽可能避开钢护筒位置，避免周围土体受力挤压钢护筒，造成钢护筒变形和移位。

（2）合理调整桩机角度，确保桩锤中心、滑轮边缘以及桩孔中心三者在同一垂线上，最大允许偏差为2 cm，从而确保桩机稳定。

（3）冲孔施工时，利用长度为40～60 cm的锤子连续不断地敲击土层，当土层为细砂或粉质砂土时，必须掺入适量的黏土块、砂砾石等，经连续不断地冲击和碰撞，形成泥浆，能够有效地对孔壁实施保护。

（4）在冲击时要确保泥浆面稳定不变，保证冲孔中心与桩位中心在同一垂直线上。若二者不在同一直线上，则必须采用片石对原冲孔实施回填处理，待回填至孔上部30～50 cm位置处，进行二次冲孔，在碎乱土体冲进过程中必须将孔内残渣清理干净，避免重复破碎，确保冲孔效率和质量。

（5）根据工程实践，各种地质条件下冲孔作业的操作要点如表2所示。

3.4 清孔

（1）该工程通过换浆方式对冲孔实施清理，确定需要终止冲孔时，立即停止冲进施工，然后对冲孔底部沉渣实施连续搅动，完成首次清孔作业。

（2）首次清孔很难将漂浮在孔内的残渣彻底清除干净，严重影响桩基施工质量。因此，必须采取二次清孔作业。

（3）清孔完成后，及时对清孔和成孔质量进行全面检测，当孔口返浆比重、孔底沉渣厚度均达到规范、设计标准后，才能进行水下混凝土灌注[8]。

3.5 钢筋笼制作与安装

（1）钢筋笼的加工、制作、安装等各个环节应严格按照规范及设计要求施工。钢筋笼通过成型钢板进行制作，加强筋体系必须设置在主筋内部，并对主筋位置实施醒目标注，搭接位置采用双面满焊，搭接长度不低于10 d。

（2）钢筋笼外侧应根据规范要求安装保护层垫块，顶部位置应安装吊环，待钢筋笼加工完成以后，对其直径、间距以及垂直度进行严格检查，确保各项指标均处于规范规定的允许偏差范围内，确保钢筋笼的加工质量。

（3）钢筋笼安装时，必须采用汽车吊配合吊装作业，安装时应对准桩孔缓慢下放，防止钢筋碰撞孔壁，下降至指定位置后，应立即对其进行固定。

（4）钢筋笼下放入孔后，对其实施固定处理，并对其位置进行复核，检查无误后对其实施二次加固处理，以避免在后续施工中钢筋笼产生移位。

3.6 水下混凝土灌注

（1）目前，较为常用的水下混凝土浇筑方法主要包括导管法和泵压法。实际施工时，因导管法操作更为简便，实用性更强，因此，应用更加广泛。

（2）应用导管法实施水下混凝土灌注施工，最为关键的环节是对初始灌注量的控制。因此，在进行初次灌注时必须全面结合导管埋置深度、泥浆重量等相关因素。当初次灌注的混凝土方量较大时，会在一定程度上造成钢筋笼出现上浮现象，必须采取有效措施防止钢筋笼移位[9-10]。

（3）桩体混凝土灌注时，必须保证灌注连续性，严禁中途暂停。实际灌注深度可采用绳索法进行测定，严格按照测定的数据及计算深度控制导管上升速度。实时监控孔口，直到孔口不返浆。

（4）为有效避免塌孔，在进行水下混凝土灌注时应适当加快速度，确保单根桩灌注时间低于8 h。

4 质量、安全、环保控制措施

（1）构建科学高效的质量保证体系，组建由项目经理为组长的质量控制小组;加强技术及方案交底，确保各项工作严格按方案执行。

（2）加强对原材料的控制。施工中严格落实原材料质量控制工作，通过实地考察，选取质量优、实力强的材料供应商合作。材料进场前，必须对出厂合格证进行仔细检查，检查其规格、型号是否符合设计要求，并通过抽样检查的方式对材料性能及材质实施综合检验，检验合格方可入场。

（3）建立岗位职责制度。项目部各施工管理人员应进行科学分工，明確管理人员相应的质量管理职责，实际工作中强化质量管理考核制度，以提升各管理人员质量管控的积极性。

（4）全面执行和落实国家相关法规、政策，对施工安全、质量进行严格控制，积极建立“质量、安全”控制工作格局，按规定落实技术交底制度。

（5）严格按照规章制度参与施工，特别是加强对施工机械使用情况的控制，并强化对特殊机械操作人员的控制，必须确保持证上岗。

（6）施工过程中正确佩戴和使用劳保用品，如高空作业正确佩戴安全帽和安全带，避免高空坠落。

（7）积极学习国家相关法律、政策，并严格执行到位;组建环保管控小组，制定科学有效的环保措施并严格执行。

（8）积极宣传环保工作，对项目管理人员、施工人员进行科学全面的环保交底工作;合理布置施工现场，定期对现场各方面材料进行整理，确保现场干净、整洁。

5 结论

综上所述，冲孔灌注桩在公路桥梁施工中是应用极为广泛的桩基形式，其操作简便、施工效率高，但施工质量不易控制。因冲孔灌注桩现场施工地质状况复杂，施工过程中经常出现一些不可控因素，造成质量管控不理想。为确保冲孔灌注桩施工质量，必须对施工过程的各个环节实施科学控制，方能从根本上保证工程的施工质量。

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