钻孔灌注桩在桥梁桩基工程中的施工方法研究

钻孔灌注桩在桥梁桩基工程中的施工方法研究

在高速公路建设中，桥梁桩基工程占有重要地位，只有稳定、高质量的桩基工程，才能保证整个高速公路建设的健康发展。本文结合广深沿江高速公路K9+074～K38+100段的桥梁工程实际情况，对高速公路桥梁桩基工程的钻孔灌注桩施工方法进行了分析探讨。

标签：高速公路桥梁；桩基工程；钻孔灌注桩；施工方法

广州至深圳沿江高速公路起于黄埔经济技术开发区，接G107国道，终于深圳市南山区月亮湾接深港西部通道，是继广深高速公路之后粤港的第二条南北通道。其中A1合同段起于广州市黄埔区双沙，与107国道相接（起点桩号K0+000），终点为环保路高架桥（终点桩号K38+100），路线全长38.1km，合同工期32个月。其中K9+074～K38+100段路基、桥梁工程（全长29.026km）由广东省长大公路工程有限公司负责施工。下面结合K9+074～K38+100段桥梁桩基工程的施工经验，谈谈具体的桥梁桩基工程中钻孔灌注桩的施工方法。

1 桩基放样

在施工准备阶段及施工过程中熟悉勘测设计单位所提交的桩志。在点交过程中进行复核，发现问题及时提出处理。根据设计资料在施工现场布设测量控制网和施工水准点，用型全站仪采用坐标法直接放样至每个桩基的中心。在钻孔的护筒四周埋好固定护桩，又叫骑马桩或十字桩，用两根线十字交叉，交叉点对准桩中心点，再用钢卷尺量出（等或不等）距离并做好记录以备在钻孔过程中随时检查桩孔的中心偏位。

2 埋设护筒

根据桥梁工程地质及水文地质条件，护筒采用钢护筒。钢护筒根据钻孔桩的直径用5mm厚钢板卷制而成。护筒内径大于桩径300mm。将钢护筒吊装入孔内后定位，在护筒外侧四周与孔壁间填充粘土夯实。在护筒埋设过程中一定要控制好护筒的中心位置偏差，垂直度偏差。护筒的顶端高程，埋置深度，与桩线的偏差符合技术规范要求。

护筒顶端高程，高出地面0.3或水面1.0～2.0m。一般情况埋置深度为2～4m，特殊情况加深以保证钻孔和灌注砼的顺序进行。有冲刷影响的河床，要沉入局部冲刷线以下不小于1.0～1.5m。

3 搭设钻孔平台

在平整施工场地后，在每个桩孔除护筒范围外，纵向每隔50cm铺设一根枕木，铺设长度要比钻机稍长，铺设的枕木的标高误差不得超过2cm。当地质条件差时，可用几层枕木纵向和横向交差铺设。当平台搭好以后，用25t汽车吊把钻

机吊到平台上，调整平稳固定以后再试机。

4 泥浆的制备及泥浆循环系统

钻孔桩泥浆一般由水、粘土及添加剂组成，根据钻孔经验和地层情况，采用高效聚丙烯铣氨不分散低固相泥浆。

5 钻孔

本标段位于广州市黄埔区及东莞市，主要为三角洲平原地貌，局部见低矮残丘。钻孔施工时采取了以下措施：（1）钻机的基础场地坚实、平整，钻机底座调整平稳牢固。（2）钻机安装完毕后，连接好泥浆循环系统，确认各项工作正常后，方可开始钻进。（3）钻进作业分班连续进行，坚持交接班制度，做好交接班记录，交代钻进情况及下一班应注意事项。（4）钻进时，先向孔内运送泥浆，再开动钻机。泥浆从护筒口流入，然后从钻头的钻杆下吸进，通过钻桿中心排至沉淀池内，泥浆在沉淀池内沉淀后再流入孔内，如此循环反复。初钻时，应慢速以小冲程钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。（5）根据不同的地质条件，选择适当的冲程，以便达到最佳的钻进效果。在通过坚硬密实卵石层时采用高冲程，在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时宜采用中冲程，以防止冲程过高，对孔底振动过大，引起塌孔。在易坍塌地段采用小冲程，并提高泥浆的粘度和相对密度。（6）在开孔和整个钻进过程中，应随时注意孔内的水位，经常测量泥浆的相对密度和粘度，保持稳定流量。（7）在通过漂石或岩层时，如表面不平整应先投入粘土、小片石，将平面垫平，再冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。（8）要注意均匀地松放钢丝绳的长度，并随时检查钢丝绳的完好情况，磨损、断丝超过规定时，禁止使用，必须更换新品。

6 成孔

先用回转钻机扫去覆盖层，到达护筒底口后，改为冲击钻，在护筒底口分层抛填粘土、片石。反复冲填（3次以上），以护好护筒底口，防止渗水、漏砂、塌孔。进入岩层后，视岩石硬度情况确定冲程，若岩石强度较低，冲程应略低（2.5～3M左右）。穿越溶洞顶板时，低冲程进尺，防止打空锤。派专人观察孔口液面，一旦发现漏水，溶洞顶板打穿，立即补水，快速抛填足够的片石、粘土填充封堵，待液面稳定后继续冲击。

斜面开孔、溶槽、石笋等情况，也应抛填强度比岩石稍高的片石，反复冲击处理，保证成孔垂直度。

整个冲进过程中均严格加强管理，经常观察。防止冲成十字孔。绳卡，吊杆等关键部位每隔一小时提钻检查一次，防止掉钻、卡钻。严密的施工组织管理是成败的关键。钻孔过程中，试验室应及时实地做好钻孔芯样采集工作。

7 清孔

钻孔达到设计规定深度后，且成孔质量符合设计要求应立即进行清孔。清孔时，孔内水位保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止钻孔内的任何塌陷。

清孔时，将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。钻孔在终孔和清孔后，对孔径、孔形、孔松、倾斜度，应采用专用仪器测定。如经检查发现有缺陷，例如中心线不符、超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有飘石等，立即采取适当措施，要妥善处理。

8 钢筋笼制作和安装

8.1 钢筋制作。钢筋骨架在钢筋棚中统一制作，然后运至现场。每个桩基的钢筋笼根据桩基设计长度和钢筋的搭接长度分几节加工成型，存放于干燥的地方并垫设枕木，同时每组钢筋笼用标志牌写明墩号、节号和长度存放在一起，以便使用时按顺序装车运出。

8.2 钢筋骨架的起吊和就位。钢筋骨架起吊时采取有效的措施防止骨架变形。当骨架下放至最后一个加劲箍时，可用型钢等穿过加劲箍的下方，将骨架临时支承于孔口，再吊来第二节骨架，进行焊接，接头焊好后将骨架徐徐下落，如此循环，使全部骨架降至设计标高为止。钢筋骨架就位后，用铁丝绑扎或焊接定位钢筋方式将骨架固定在孔位中心，最后检测钢筋骨架的底标高是否与设计相等。9 混凝土的灌注

灌注混凝土所需的导管（采用丝口连接的快速接头导管）、漏斗、溜槽、储料斗、工作平台、隔水栓、阀门等需准备好，下导管前必须做水密性试验。混凝土的运输时间和距离应尽量缩短，以迅速、不间断为原则，防止在运输过程中产生离析，灌注前混凝土坍落度的损失（比出罐时）不超过2cm。导管管径视桩径大小而定，由内径200～350mm的管子组成，用装用垫圈的法兰盘连接管节。导管进行水密、承压和接头抗拉试验。在灌注砼开始时，导管底部至孔底有250～400mm的空间。首批灌注砼的数量能满足导管初次埋置深度≥1.0m和填充导管底部间隙的需要。

灌注砼時，溢出的泥浆引流至适当的地点处理，以防止污染或堵塞河道和交通。

灌注混凝土是钻孔灌注桩施工的重要工序，灌注前对孔底沉淀层再进行一次测定，检测合格后立即灌注首批水下混凝土，剪球、拔塞及开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管埋深，探测泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度，通常采用绳系重锤吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面或表面10～20cm，根据测绳所示锤的沉入深度计算混凝土的灌注深度，本法完全靠探测者手中所提测锤在接触混凝土顶面以前与接触混凝土顶面以后不同重力的感觉判断。一般要求测锤重一些为好，测绳经常用钢尺校核其刻度，每根桩在灌注混凝土前至少校核一次。

灌注开始后，应紧凑、连续进行，严禁中途中断。在灌注过程中，防止混凝土从漏斗溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，以致探测不准确。同时注意管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。灌注混凝土时，导管埋入混凝土的深度控制在2～6米范围内，当混凝土内掺有缓凝剂、灌注速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但最好不要超过6米。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。拆管时，暂停混凝土的灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上或平台上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正位置，继续灌注。拆除导管的动作要快，时间一般不超过15分钟，已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。当导管内混凝土不满含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，破坏快速接头内的橡皮箍，而使导管漏水。

当混凝土面升至钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，适当增加混凝土的流动性，当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3米以下和1米以上，并徐徐灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力，当孔内混凝土进入钢筋骨架4～5米以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。为了确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定的高度，以便灌注结束后将次段混凝土清除。在灌注快结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大，出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

10 结束语

总之，在施工过程中，应做好灌注前的各项准备工作和原材料的选用，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作是钻孔灌注成桩质量的保证。

参考文献

[1].申新鹏，徐建兵.浅析桥梁灌注桩施工技术[J].中国新技术新产品.2012（22）.

[2].樊功华，陈柳江.桥梁桩基钻孔及混凝土灌注施工技术研究[J].科技资讯.2011（03）.

作者简介：毛新（1975.11- ），男，汉族，广东五华人，2004年毕业于广东工业大学，现就职于广东省长大公路工程有限公司，路桥工程师。研究方向：桥梁工程。