钻孔灌注桩技术在桥梁施工中的应用分析

包聪

随着我国桥梁工程建设水平的不断提高，相关施工技术也逐渐趋于成熟和完善。其中钻孔灌注桩技术是目前桥梁施工中广泛应用的一项关键技术，对于保证施工质量具有重要的意义。该项技术主要指通过钻机在设计桩位进行钻孔，明确桩孔直径、深度等参数后，进行钢筋笼吊放，在混凝土灌注作业下生成实体桩，为桥梁上部结构提供稳定支撑。但是灌注施工对工期的要求较高，多需要在短时间内完成，极易受到其他一系列因素的影响，所以对施工技术水平的要求较高。加强对钻孔灌注桩技术的研究具有重要意义，以进一步提高技术应用水平，保证整体工程质量。

一、钻孔灌注桩技术概述

钻孔灌注桩是目前桥梁施工中应用频率极高的一项施工技术，主要指通过钻孔灌注构建桩基基础，优化地基结构，提高其整体承载能力。该项技术的适应性较强，有助于提高施工效率，且不易受外界环境因素影响，有助于改善现场的土壤结构，提高施工现场的地基质量，对于解决桥梁基础承载差、结构不合理等问题具有重要作用。如图1所示。对其优势进行分析，主要包括：（1）噪声小。钻孔灌注桩施工并不会产生较大的振动和噪声，具有噪声小的优势。（2）较强的适应性和承载力。钻孔灌注桩施工适用于多种不同地质层，可以有效解决特殊地基承载不足等问题，具有较强的承载力。（3）桩径易明确。钻孔灌注桩施工可以结合各类地质情况及实际承重荷载选择合理的桩径。（4）配筋简单。施工过程中，桩身配筋具有较大的选择空间，可以结合承重荷载、性质等合理搭配。除此之外，具有抗震性能强等优势。

图1 桥梁钻孔灌注桩施工

二、钻孔灌注桩技术在桥梁施工中的应用

1. 测量放样

首先，应将设计方提供的各中心桩对应坐标与方位角为主要依据，采用全站仪等设备明确中心和控制桩的位置，在此基础上对桩位中心及攀线桩进行测放。针对桩位中心，应由监理方复核后方可应用。将桩基的放样精度要求作为依据，根据施工图明确桩基的具体位置，采用经纬仪等仪器准确放出桩位。另外，还应采用水准仪在控制点上放出高程。平面放样的过程中，需要对测站点、后视点距离、角度等进行全面检测。正式施工前，首先对放样点所处部位与距离进行检查，具体包括高程部位、平面部位，分析相互之间的距离能否满足施工要求，结合检查结果计算点位误差。另外，施工前还需要做好相关准备工作，全面熟悉图纸，对现场地质、水文情况进行勘察，合理安排施工计划、设备数量及施工技术人员等。钻孔灌注桩施工对桩的质量要求较高，应明确其各项参数。

2. 护筒埋设

护筒埋设是钻孔灌注桩施工的重要一环，多数情况下可采用钢护筒，其壁厚约3～5mm，内径应超过设计桩径。护筒应具备较强的刚度和强度，避免接头、接缝位置出现漏水问题，且具有良好的耐久性，反复应用并不会影响其质量性能。结合桩位进行护筒的埋设，确保其处于垂直状态，完成埋设后插入钢筋，为后续桩架就位与对准提供依据，同时采用钢尺、经纬仪等工具对护筒中心与桩位中心的偏差进行测量。严格控制护筒的埋设深度，通常应保持在1～4m。当护筒底部土壤环境较差或者易发生渗水问题，应进行换土与分层夯实处理，之后才能放置护筒。完成护筒的放置工作后，应对四周进行分层填土，对黏土进行夯实处理。填土、夯实时应保持对称、均匀，避免护筒出现偏移情况。完成上述作业后，需要对各项技术指标进行检测，确认合格后进行下一阶段的施工。护筒埋设后，其顶部应稍高于地下水位，避免地面上雨水渗入。

3. 钻机就位

安装钻机前，应确保其底座平稳、固定，加强对相关参数的控制，如机头钻杆的垂直度、机架平台的水平度等，保证钻机的顶端、钻盘的中线以及护筒的中心均处于相同铅垂线，且加强对偏差的控制，不可大于2cm。正式钻进前，施工人员应做好钻杆及钻头长度的测量工作，且做好相应标记，详细记录各节段的长度。钻进时，下放钻杆前，需要对其长度进行字词检查，保证钻孔深度符合施工要求。完成钻进安装作业后，及时测量平台与钢护筒的顶部实际标高，将这一结果作为后续检测孔深、孔底沉渣厚度的重要依据。

4. 成孔

自然造浆是钻孔灌注桩施工常用的一种材料。目前施工以正循环法为主，但是由于泥浆上泛的速度较慢，所以对其指标的要求较高，施工人员应加以关注。钻进时按照2h的时间间隔做好泥浆指标的检测工作，严密观察土层变化情况，通过与施工现场地质图的比较，合理调整相关技术参数，如钻进速度、钻压等。钻进的过程中，首先使用低速挡，保证刃脚位置产生稳定、紧固的泥皮，具有良好的保护作用，钻进至护筒下方1m位置时，结合土质通过正常速度继续钻进。当钻具下入至桩孔内后，应严格控制其与底部表面的间距，通常应保持在50～80mm，之后采用泥浆泵，对冲洗液进行一段时间的循环处理。循环结束后，采用钻机，在钻孔底部缓慢放入钻头，经过一段时间的轻压处理后，适当增加转速与钻压，同时加强对钻速的控制。正常情况下，施工人员应加强对各项钻进参数的控制，避免随意变动钻具。具体施工过程中，应结合实际情况明确钢丝绳的松紧度，且根据地质情况做好泥浆指标的检测工作。另外需要注意，钻进时采用泥浆的密度应低于1.15，黏度的合理范围为18～22”之间。针对桩孔中的排出泥浆，其密度应低于1.30，黏度的合理范围在20～26”之间。保证成孔的一次完成，施工应具有良好的连续性，避免发生中断现象，为了确保成孔施工的顺利进行，应避免设备故障问题，在施工现场备好相关配件。

5. 终孔

钻进至设计标高后，施工人员应做好终孔检查工作，具体包括孔深、孔径等参数的检查。通过检查明确其符合要求后，进行一次清孔，完成混凝土灌注导管的安装作业后，进行二次清孔。如图2所示。二次清孔结束后，严格控制钻孔底部的沉渣厚度，避免其超过30cm。监理人员通过检查确定孔底沉渣厚度符合要求后，方可进行后续灌注施工。当孔底沉渣厚度以及排出至孔外的泥浆各项指标达标后，需要在30分钟内进行水下混凝土灌注施工，如果相关指标不达标，则需要重新进行处理和检测。在清孔作业时，严格控制孔内水头高度，保持在1.5～2.0m之间，且加强对泥浆相关指标的控制，避免由于泥浆密度不足导致坍孔等不良问题。清孔技术后，对泥浆密度进行检测，确保其低于1.15。

图2 清孔

6. 钢筋笼安装

完成钢筋笼的制作、加工后，应严格按照相关标准规范及设计要求对其进行全面检验，检验不达标应及时采取整修措施，检验达标后方可吊放至桩孔内。安装钢筋笼的过程中，应借助起重机对其分段安装。各段钢筋笼的吊放均需要缓慢进行，避免钢筋笼与其他物体发生碰撞，进而引发弯曲、变形等不良问题。持续下放钢筋笼时，应确保其处于稳定的垂直状态，和桩孔对准后缓慢下放，如果下放时存在阻碍，切勿强行下放，首先应明确原因，有效处理后再下放。前一段钢筋笼放入桩孔后，起吊下一段，对准桩孔位置，通过检验明确合格后，将钢筋笼分段吊装到孔内要求的标高部位。对孔口部位钢筋笼进行焊接时，应对主筋部位的焊接处进行全面清理，避免存在杂质，同时将上下节全部主筋对正，使钢筋笼处于垂直状态。焊接时应确保其对称性，保证全部焊缝饱满。完成焊接后，对焊接处的箍筋进行补足，检验合格后进行下方，安装下一节的钢筋笼。另外，施工时应避免主筋偏心连接。

7. 导管安装

导管是混凝土灌注施工需要使用的一项基础工具，应确保其相关参数合理，如直径、壁厚、单节长度等，满足施工要求。使用前应认真检查其质量性能、规格、连接构造等，保证橡胶密封圈具备良好的密封性能，并且螺纹丝扣情况良好。导管连接应保持牢固，避免出现漏水等问题，完成导管安装后，及时进行闭水试验，检查其密封性能。通过试验满足要求后，应在导管的表面进行标记，具体包括长度、尺寸等相关信息，为后续应用夯实基础。吊放导管时，应保证导管所处位置居中，且轴线处于顺直状态，避免和钢筋笼出现卡挂以及与孔壁发生碰撞等问题。

8. 水下混凝土灌注

因为钻孔灌注桩的孔径较大，对混凝土需求量较大，为了确保施工质量，应采用具备良好流动性、和易性的混凝土。加强对混凝土相关参数的控制，如坍落度、粗骨料粒径等。二次清孔结束至混凝土灌注的间隔时间保持在30min内。初次灌注量应满足要求，根据要求明确储料斗体积。确保整个灌注施工的连续性，避免发生中断问题，严密观察混凝土下降与水位升降清孔。随着桩孔中混凝土液面水平的提升，应上拔导管，逐节拆除。及时冲洗拆下的管节，堆放在现场。

当液面升至钢筋笼的下部后，可以提高导管的埋深，放缓灌注速度，避免钢筋笼出现上浮。桩孔中混凝土液面升至钢筋笼底部1～2m时，将导管向上提升，同时保证该过程中导管的埋深超过3m。桩孔内混凝土的实际灌注高度应稍高顶部的设计标高，进而确保桩顶位置的混凝土强度满足设计要求。具体施工过程中，应严格按照相关规范做好混凝土坍落度的检测工作，加强对混凝土充盈系数的控制，确保其超过1.05，且低于1.3，施工阶段应加强检测与控制。

9. 注意事项

另外，还需要加强对施工中常见问题的重视，采取有效的处理措施。如坍孔、断桩、桩孔偏斜等。为了避免发生坍孔现象，应避免钢筋笼与孔壁接触；确保护筒具备良好的水头压力；通过添加粘土粉、烧碱等有助于强化泥浆的性能。针对桩孔偏斜问题，应对场地进行整平处理，对钻机位置进行合理调整，确保钻盘和底座处于水平位置；施工前做好障碍物勘察工作，全面清理；如果遇到倾斜度较大的岩石，也可能导致钻头偏位，因此应加强对钻进速度的控制；认真检查钻杆、钻头情况，及时调整。为了预防断桩问题，应准备备用电源，以防停电导致灌注中断；确保导管埋深范围合理，缓慢拔出导管。

三、结语

综上所述，目前钻孔灌注桩技术已成为桥梁施工的一项关键技术，加强对该项技术的研究具有重要意义。在使用该项技术时，应加强对护筒埋置、钻孔、清孔、钢筋笼放置等工序的重视，结合工程实际合理选择材料及设备，做好检查、养护工作，加强对施工人员的专业培训，以提高技术应用水平，保证施工质量。