钻孔灌注桩在桥梁工程中的施工技术及安全管理

刘德勇 郑建

【摘要】钻孔灌注桩施工技术是桥梁工程施工常用的技术，对桥梁工程的总体质量有较大影响，但在具体应用过程中，涉及到的内容比较多，施工要点也比较多，为向此技术的应用带来了一定的难度。需要施工人员不断提升施工技术水平，对施工中常见的问题高度重视，并加强安全管理，才能保证桥梁工程施工质量。基于此，本文结合工程实例，先分析了钻孔灌注桩在桥梁工程中的具体应用，然后提出了安全管理措施，希望对类似工程施工有一定的参考和借鉴。

【关键词】钻孔灌注桩;桥梁工程;施工技术;安全管理

【引言】桥梁工程是交通体系的主要组成部分，桥梁工程施工水平的高度，反映一个国家交通事业发展水平。随着施工技术的不断发展，很多先进技术被应用到桥梁工程施工，钻孔灌注桩技术就是典型代表，将其应用到桥梁工程施工中，可满足桥梁对基础承载力和强度的需求，而且也可以加快施工进度，保证施工质量，获得更大的经济效益。但钻孔灌注桩具有很强的系统性，每道工序环环相扣，任何一个环节控制不当，都会影响总质量和安全性。基于此种情况，开展钻孔灌注桩在桥梁工程中的施工技术及安全管理的研究就显得尤为必要。

1、工程概述

某桥梁工程，总长度为2.14km，地质条件复杂多变，各土层的厚度、物力力学性质、各项指标的变化范围较大，总体上呈现自然地面以下3.5m为素填土;3.5～6.5m之间是饱和灰色粉砂土，密实度略微较大;6.5～11.0m之间为流塑性饱和淤泥质粘土;11.0～50.2m之间主要是粉砂土和粘质粉。地基土质结构比较松软，无法承受桥梁上部结构自重，需要进行处理。为保证施工质量和进度，采用了钻孔灌注桩施工技术，效果显著。

2、钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用

2.1 桩位放样

桩位放样是钻孔灌注桩施工的第一步，也是比较重要的一步，放样的精度，对后期施工质量有较大影响。因此，本工程在施工中采用全站仪坐标法进行桩位放样。护筒埋设完成之后，在护筒四周标记保护，桩位放样的精度为±2cm。

2.2护筒埋设

在钻孔灌注桩施工中，护筒的主要作用是固定桩孔的位置，并对孔口进行保护，避免雨季或者施工现场用水进入钻孔中，防止发生塌孔现象。常用的护筒有两种，一种的钢筋混凝土护筒，另一种钢制护筒，按照现场施工情况，选择合适的护筒。钢制护筒厚度要控制在4～8mm之间，钢筋混凝土护筒厚度要控制在8～10cm之间，并在护筒上部设置2～4个溢浆液孔，保证护筒的内径略大于钻孔灌注桩的直径，比钻头直径大20～30cm即可。

在护筒埋设之前，也要进行放线定位测量，本工程护筒开挖，选择了挖埋法，降低开挖對孔口造成的扰动，护筒埋设完成之后立即用粘土回填，分层夯实。护筒埋设深度控制在2～4m之间，在特殊情况下，可略微加深埋设深度，以满足孔内泥浆面高度的需求，护筒要高出地面20～50cm，避免孔口四周浸泡，引发塌孔问题。本工程护筒入土深度示意图如图1所示：

2.3制备泥浆

在钻孔灌注桩施工中，泥浆的主要作用是形成泥皮稳定孔壁，悬浮钻渣，润滑钻具。在制备泥浆时，要保证水的pH值在7～8之间，且水中不应含有其他杂质。粘土的塑性指数要大于25，且粒径小于0.005mm的粘土颗粒含量要大于总量的50%，相对密度控制在1.1～1.5之间。

2.4就位钻架和钻机

钻架需要承受钻机和其他辅助设备的全部重量，需要具有一定的刚度和高度，在整个钻孔过程中，成孔的中心必须对准桩位中心，且架体必须保持平衡，严禁发生位移、倾斜及沉陷等问题。钻架就位时需要详细测量，确认到达要求再进行钻机就位操作【1】。

钻机在进入施工现场之前，需要进行全面检查，发现问题及时处理，严禁带病钻机进入施工现场。本工程选择了冲击钻成孔的方法， 钻头直径可小于设计桩径的2～3cm。待相邻孔的混凝土强度达到2.5MPa以上之后，再进行钻进。开始用小冲程钻进，当钻孔深度达到钻头高度时加大冲程，达到设计冲程，正常冲击钻进。边钻进边检查钻孔的孔径、倾斜度、护壁情况，发现问题及时停止钻进，避免发生掉钻、卡钻等问题。

2.5第一次清孔

在钻孔过程中必然会有部分泥浆、钻渣沉入孔底，为保证施工质量，在混凝土浇筑之前，需要将这些沉积物全部清理出来，以保证混凝土和底层能够紧密结合，提升桩体的承载力。本工程第一次清孔，采用了抽浆清孔、换浆清孔、掏渣清孔三种方法相互结合，保证了清孔的清洁性。

2.6成孔检查

当钻进到设计标高之后，要提升钻头35cm左右，进行第一次清孔，将孔底沉渣全部清理干净。严格控制钻孔深度，不能用超钻代替清孔。清孔完成之后，由现场工程监理对钻孔的深度、孔径、倾斜度等进行检测验收，达到设计要求之后，才能进行下道工序施工【2】。

2.7制作和安装钢筋笼

钢筋骨架需要每隔2m左右布置一道直径不小于14mm的加强筋， 由于本工程钻孔灌注桩数量较大，为保证钢筋骨架的质量，选择了分段制的方法，制作完成后运输到现场进行吊装，在运行和起吊时，不能使钢筋骨架发生变形。采用了钻机塔架联合起吊机的方法，将钢筋笼放入钻孔中，在整个下放过程中，要保证下放的垂直性，避免碰撞孔壁。本工程钢筋笼吊装施工示意图如图2所示：

2.8第二次清孔

当钢筋笼下放完成后，静置4小时，此阶段泥浆不会发生扰动，会发生不同程度的沉淀，致使孔深小于设计钻孔深度，需要进行第二次清孔。可采用真空循环系统进行清孔，通过泥浆泵提供动力将浆液压入孔底孔口排出。

2.9灌注混凝土

灌注混凝土是钻孔灌注桩施工的最后一步，也非常关键的一步，其施工质量，对钻孔灌注桩的总体质量有较大影响。混凝土配制时，配制强度要比设计强度高出一个等级，并具有良好的和易性，通过多次配比试验来确定最佳的配合比。本工程选择了导管法灌注混凝土，将导管和漏斗中灌满混凝土，保证导管下端埋入混凝土面以下80cm以上的位置，然后剪断悬吊隔水栓钢丝，促使混凝土拌合物能够在自重的作用下快速排出球赛进入水中【3】。