公路桥梁工程钻孔桩施工技术研究

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摘要：大直径钻孔桩施工技术是现阶段公路桥梁工程的核心技术之一。文章以某公路桥梁工程为背景，在确定施工方案的基础上，探讨大直径钻孔桩在该工程中的应用效果，总结技术要点，最终取得了良好的施工效果。

关键词：大直径钻孔桩；桥梁施工；成桩检测

引言

大直径钻孔桩是现阶段新建公路以及既有桥梁工程加固的重要应用形式，相较于常规的钻孔桩而言，其对于技术水平提出了更高要求，需从实际情况出发，确定合适的技术方案，从而确保施工质量，完成新建与加固目标，为交通运输事业提供优良的基础条件。

1工程概况

高架桥施工易对现有铁路运行造成不良影响，对此工程主桥部分使用到2m×62.5m转体钢箱梁，基于此形式顺利跨越铁路，引桥部分为预应力现浇箱梁。针对桥梁施工状况，在基础部分采用桩基础形式，共使用到φ1.6m桩基40根，合计桩长为1440m；辅以Φ2.0m桩基8根，合计桩长为416m。综合考虑桩基设计要求与所在区域实际情况，采用冲击钻成孔的方式。

2施工方案

本工程采用的是冲击钻施工的方式，在此之前以桩基检测布置图为基准，展开工程试桩施工，具体流程为：整平场地→埋护筒→配制泥浆→钻进成孔→清孔→设置钢筋笼→灌注施工→质量检测。

3大直径钻孔桩施工技术

3.1护筒埋设、泥浆制备

本工程施工使用到整体式钢制护筒，相较于桩径值，要求内径比该值略大20cm，护筒壁厚6mm。通过挖埋法设置护筒，实际埋置深度达2m，在护筒处于竖直状态后使用黏土回填，采取分层夯实的工艺方法，施工中观察护筒状态，不可出现位移现象。桩位复核环节，可通过护筒顶拉十字线吊垂球的方式实现，只有在各项指标都满足工程要求的前提下，方可在顶部焊接加强筋与吊耳，并施作出水口。

3.2泥浆性能指标

钻孔过程需得到泥浆的支持，可发挥出护壁与悬浮出渣的效果，在各类材料中，膨润土泥浆性能更为优良，具有失水量少、护壁能力强等特点，因此本工程以钙质膨润土为原材料，经特定工艺配置低比重泥浆。严格控制泥浆性能指标，具体内容如表1所示。本次施工中，泥浆比重控制在1.1～1.3g/cm3区间，黏度16～22s，含砂率≤4%；经二次清孔作业后，此时泥浆比重需在1.1内，黏度适当提升至17～20s，含砂率≤2%。将优质膨润土作为主要原材料，施工用水量为8%。为确保泥浆质量要求，正式施工之前通过试验的方式确定合适的泥浆配比，以此为基准展开大规模泥浆拌制作业，并转移至储浆池中。图1为泥浆箱与钻机布置图。

3.3钻机就位及钻孔

技术人员检验各项钻孔准备工作，在无误后将钻机转移到指定施工位置，要求钻机底座足够平稳，在后续钻进施工时不可出现位移或是沉陷等不良现象。不同孔径需适配相适应的钻头，在钻进过程中分析主机所在地面状态，若出现沉降需随即暂停作业。

3.4钢筋笼的起吊与安装

各吊点足够稳定后，方可起吊钢筋笼，在此环节需注重对钢筋笼形态的分析，不可出现变形现象，经起吊作业后需保持铅直状态。针对钢筋笼采取接长措施时，应控制好两段钢筋笼的位置，确保接长质量。在吊入钢筋笼时，需要对准孔位并遵循缓慢放置的原则，在此过程中若遇到阻碍，需通过正反旋转的方式下放，不可出现高起猛落的现象，否则会对孔壁稳定性造成影响，甚至塌孔。下放时需安排专员检查孔内水位，出现异常后续随即暂停，分析具体问题与原因。以设计要求为准，为钢筋笼骨架增设保护层，合理设置该结构厚度，所用混凝土垫块的施工材料应与桩身混凝土标号相同，以2m为间距逐一设置垫块，稳固置于加强筋上。完成钢筋笼下放作业后，需检查钢筋笼的位置，分析中心偏位情况，同时以4根Φ20钢筋为原材料制作吊筋，具体长度以桩基长度为准，通过焊接的处理方式将吊筋与钢筋笼连接成整体，避免在灌注环节出现钢筋笼移动现象。

3.5二次清孔

做好水下砼浇筑的准备工作，技术人员复查桩底沉渣，若不满足设计要求需采取二次清孔作业，此环节以高压泥浆喷射法为宜，即在高压环境下喷射泥浆，确保沉淀物漂浮与设计的沉渣厚度相符，处理完成后交由监理工程师检验，无误后即可关注水下混凝土。3.6砼初灌量基于如下方法确定合适的砼初灌量，具体为：式中，V为砼初灌量，m3；D为桩孔直径，m；H1为桩孔底与导管底间距，本工程为0.4m；H2为导管初次埋置深度，≥1.0m；d为导管内径，m；h1为导管内外压力平衡时的高度，m。具体通过如下公式求得：CWWãHh/γ1=（2）式中，HW为孔内泥浆深度，m；γW为孔内泥浆重度，kN/m3，本工程为10.5；γC为混凝土重度，本工程为24kN/m3。此处针对84#主墩桩基展开分析，经计算后得知：V≥6m3。因此，漏斗容器以6m3为宜，具体采用的是2个3m3相搭配的方式。

3.7灌注桩身混凝土

在水下砼灌注施工中，使用到内径Φ30cm的钢导管，要求导管内壁足够光滑，且各处内径保持一致，不出现接口渗漏现象，利用测锤检测砼顶面标高，导管埋深控制在2～6m，不可出现导管提漏或者埋深过大的现象，拔管之前检查砼面深度，采用三点测法展开。所用测锤经铁铸的方式而得，设置为圆锥形，锥底直径10cm，高15cm，整体重量3～5kg。正式灌注过程中，需合理控制水孔水头，不可出现坍孔现象，整个浇筑过程具有持续性，控制桩浇筑与导管拆除的时间。在灌注施工时，若出现导管内混凝土密实度不足的情况，需徐徐灌入，不可出现整斗一次性灌注的情况，否则会在导管内产生高压气囊。为提升钢筋笼的稳定性，需合理控制混凝土灌注速度。检测混凝土浇注面，当与设计高程相接近时，需通过取样盒取样的方法准确掌握顶面高度情况，最终混凝土顶面应超出设计桩高50cm。

3.8成桩检测

完整性检测是本次桥桩基础施工中的关键环节，抽检率需达到工程施工桩总量的5%，各桩基均预埋声测管，50%桩基展开超声波检测，剩余桩结构均展开低应变测试检测。分析桩身完整性，准确判定发生缺陷的具体类型与部位。桩基检测工作对精度提出较高要求，需交由专业的检测单位完成，并出具检测报告，在确保无误后方可进入到承台施工作业环节。

4控制措施

目前，大直径钻孔桩施工技术在我国房屋、桥梁建设中发挥重要作用，且应用广泛，当施工路段存在岩石以及卵石层时，可以采取大直径钻孔作为基础，不仅可以加强柱基的稳固性，而且还能进一步保证整体施工质量。（1）在成孔过程中极易因为施工操作不当以及其他因素造成孔壁塌落等现象。此外，当钻孔路径涉及砂类水泵时，也会加剧这一现象的发生。因此，为了避免孔壁出现塌落，从而进一步保证孔壁内部的稳定性，首先要在原来的基础上适当加大泥浆比重，并对孔内水位进行填补，其次要加大对钻进速度的控制力度，同时注意对孔内沉渣进行清理，避免因为孔内沉渣过多而影响施工的有序进行。（2）成孔方位与施工设计规范具有不一致性，出现较大偏差。当钻机就位时，应该对钻杆底卡盘以及护筒进行适当调整，直至位于同一垂直线为止。此外，为了避免钻机在施工过程中出现移位的现象，必须加大对钻机的调整力度，使其保持一定的垂直性。

5结语

综上所述，结束所有大直径钻孔桩的施工作业，经技术人员检查后，各项大直径钻孔桩指标都符合工程要求，所采取的技术具有可行性，可为类似工程提供参考。

作者：宋小行 单位：中铁十一局集团第四工程有限公司