路桥施工中钻孔灌注桩技术的应用

周 杰

（山东中宏路桥建设有限公司，山东 烟台 264000）

0 引言

路桥施工过程中对桩基工艺的要求相当高，唯有夯实好基础，方可保证路桥质量。钻孔灌注桩施工技术具有操作简便、自然环境适应性较强、成本合理且工程质量较高等优点，在路桥建造施工中得到了广泛应用。由于钻孔灌注桩属于隐蔽性工程，在施工中往往会出现一些问题，影响路桥施工的质量和安全性，所以必须抓好路桥施工工程中钻孔灌注桩施工技术的监管，以保障路桥工程建设的顺利进行[1]。

1 钻孔灌注桩技术概述

在路桥施工中使用的钻孔灌注桩工艺技术包括两类：一类是泥浆护壁施工法；另一类是全套管施工法。其中，泥浆护壁施工法是路桥施工中应用最普遍的工艺技术，在施工时必须根据相关标准进行泥浆制备，并保证质量，同时，必须适时维护钻具，保证其润滑程度，避免钻孔坍塌。全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁施工法相同。

1.1 钻孔灌注桩技术的应用特点

钻孔灌注桩技术在实际施工过程中具有以下特点：（1）使用钻孔灌注桩技术产生的噪声污染相对较小；（2）能制作孔径大的灌注桩，有助于增加路桥的承载能力，同时也可以增强路桥的抗震能力；（3）可以应用于各类建造工程，有着很强的应用性和高效性；（4）钻孔灌注桩存在的问题主要是在路桥施工中浇注混凝土时，一般在泥水环境下进行浇注作业，所以无法控制混凝土的浇注质量，可能造成工程质量问题[2]。

1.2 钻孔灌注桩技术操作流程

钻孔浇灌技术操作流程如下∶（1）确定桩位。桩位是钻孔灌注桩建设的起始环节，定位方向的正确与否直接关乎到钻孔灌注桩后期建设是否顺利；（2）埋设护筒。护筒是防止孔壁塌陷、提升钻孔效果的关键，护筒埋设部位工程质量条件必需符合相关技术标准；（3）钻孔。钻孔是钻孔灌注桩的重点环节，钻孔工程质量和钻机、钻头数量以及钻速紧密联系，同时还会受到地质条件、泥浆性质的影响。在钻孔过程中，应当根据实际状况选择最适宜的钻孔装置以及技术参数；（4）清孔。钻孔完毕后，并不是立即实施浇灌，而是先清除孔内沉渣，在满足规定要求后，才能开展后续浇注；（5）安装钢筋笼。钢筋笼安装要防止接触孔壁，安放到预设部位，确保钢筋笼安装工程质量；（6）浇注混凝土。检测成孔质量和钢筋笼状况，并采用符合规定的混凝土，调节浇注标高、转速，以确保混凝土浇筑工程质量。

2 钻孔灌注桩的质量控制要点

质量控制管理主要分为人员控制、原材料质量管理、施工过程技术控制等。首先要完善质量管理制度，作好技术人员的培训及考核，施工质量从制度上给予保障；其次，原材料质量控制，主要是按照设计要求，选择品质优异的钢材、混凝土、骨料等；另外，就施工过程质量管理而言，施工监管部门和施工单位都要足够关注施工过程的质量控制，严格按规范要求施工并加以管理，以保证钻孔灌注桩质量满足要求。

目前，在钻孔灌注桩技术施工中主要存在钻孔偏斜、钻孔塌陷、护筒倾斜、钻孔缩小、断桩等问题。钻孔偏斜主要是未能严格依照相关规范及技术标准对项目施工地进行勘查，以及钻孔本身所存在的工艺技术问题；钻孔塌陷主要是由于项目施工地的地质原因和泥浆制作未能满足相关规范的技术标准；护筒下沉问题主要是由于在开展地质勘探时，未能严格地根据相关规范实施勘查。

因此，在使用钻孔灌桩施工技术时，必须重视以下几个环节的质量控制。

2.1 护筒埋设技术控制要点

在埋设护筒时，筒体直径范围要限制在20cm～40cm左右，且桩径值不得大于标准体径值。埋设长度要遵循桩体中心点与护筒中心点重合的要求，且偏差范围不得大于50mm。若出现无法埋设的问题，则埋设方法可转换为挖坑埋设，具体是用回填泥浆将护筒周围和底部回填，高程一般要在距离地面30cm以上。而护筒的埋设深度则要限制在2m～4m左右，但具体埋设数值则要按照工地的现场状况来确定。

护筒埋设时容易出现下沉现象，主要因为对施工现场地质未提前作好勘察工作，地质环境状况不太了解。因此，在施工前要作好现场地质环境的实地考察，特别是要掌握对护筒就位产生重要影响的地质环境参数，比如根据土壤疏松程度，确定护筒可埋深度等有关技术参数。护筒的安装必须要按照有关的技术标准和施工规定进行。针对护筒高度下降的情形，必须加长护筒，增加护筒的安装深度，避免塌孔现象发生。

2.2 桩基成孔技术控制要点

2.2.1 桩基成孔施工技术要点

根据测量样本的方法来判断各个桩基成孔的具体位置，并根据桩基成孔的深浅合理选用钻孔设备，同时还应搞好对钻孔口的养护，以保证桩基成孔过程的安全。同时还应设有适当的排渣车，在桩基成孔的过程中，会形成大量的泥土渣皮，必须及时清理，防止对现场造成危害。此外，还应布置好孔内的排水设备，保证建造过程中工作人员的安全。

2.2.2 预防钻孔倾斜

引起成孔偏斜的原因主要有以下三个方面∶（1）一是由于钻头底部的震动较大，造成在钻孔时受力不均，切削量也不同；（2）由于建设或施工现场的地质情况比较恶劣，底部还有很多岩石等硬质障碍物；（3）在地质情况错综复杂的情形下，对现场的地质全貌勘察不够，为提前竣工而盲目作业，最后导致了钻孔偏斜。因此，针对以上原因，应制定全面的防范制度，在操作前应先检查钻头，以确定设备的稳定性，在操作时则按照地质情况因地制宜地编排方法，并注意操纵钻头的科学性。

2.2.3 预防坍孔和缩孔

坍孔是在钻孔灌注桩工程建设中最容易出现的事故。而坍孔的产生有两个主要原因∶一是由于实际地质情况恶劣，在地下出现了易陷的砾石层或者流沙层；二是在施工过程中，突发性入水，从而导致坍孔。此外，因为泥浆的比例不合理或是泥浆的品质差，也有可能会导致坍孔等事件。因此针对产生坍孔的原因，必须在施工前先对地质情况进行细致研究，并掌握有关地质参数，再针对现场状况和以往的施工经验制订出具体施工方法，并进行适时的调整。

缩孔原因一般是由于底部存在软土或者黏土，或者是钻头长期工作后出现了磨损，没有及时更换钻头造成的。因此，在施工之前必须对底部进行细致研究，了解底部的情况，并选择质量较高的泥浆护壁。同时，为防止产生收缩孔洞和缩孔后钻孔被卡紧的情形出现，在施工过程中应保证适当流速，并且注意防护并保养钻孔设备。

2.2.4 清孔技术

钻孔工作结束后，必须对孔深和孔径进行全方位检测，当所有技术指标均满足设计条件后，则需要着手进行清孔工作。清孔技术分为空压机喷水、抽浆、换浆、掏渣和替代泥浆等工艺，清孔时要重视孔内入水的问题，仔细地观察情况并作好保护措施。在这一流程中，不能因为增加了钻孔的深度，而放弃了孔内的清洁，清孔完毕后，必须抽取孔底的泥浆样品加以研究。

2.3 混凝土施工技术控制要点

进行混凝土制备前，必须严格按照工程设计中的强度要求进行配比设置。混凝土配制过程中必须注意以下几点要求：（1）混凝土的初始凝固时间要达到52h以上，其抗压强度也要达到42.5MPa以上；（2）混凝土的坍落度要控制在180mm～220mm之间；（3）在浇注时，防止杂质流入孔底部；（4）准确测定洞内的混凝土高度，保证测定的数值精准，并记录不同的测量结果，与正常数值范围进行对比。

2.3.1 导管装配技术

导管装配前首先要对导管装配的两端进行检测，并通过实验记录导管数据，测试导管的进水承压情况和连接抗压情况，确保导管的装配能够满足施工需求。

2.3.2 钢筋笼安装技术

钢筋笼的安装与制作，必须严格按照工程设计的技术要求与规范进行施工，在遇到长短不一的钢筋时尽量采取分段进行，并根据运送与吊装的规范与条件，作出具体的数量分配，并防止钢筋笼的变形。控制保护层厚度的关键就是要错开与它的连接处，要先在外面配放好垫片。具体设置方法：在钢筋笼的内部进行横向安装，在其间要留给竖向2m的空隙，另外在钢筋笼的主筋上面也要考虑设置吊环。当每个装置都归位之后，再对钢筋笼的整体进行检测，数据偏差要控制在规定的范围以内[3-5]。

2.3.3 钻孔和制浆技术

根据设计图纸，严格按照规范来控制水泥、黏土、添加剂的比例并进行泥浆配制。泥浆的主要功能是在钻孔时会对孔壁产生一定的防护效果。在进行钻孔之前，要精确查找钻孔部位，绝对不得有误差，而且钻孔工作一定要在孔壁表面均匀涂抹泥浆之后再进行，同时严格控制钻孔速率，开始时以慢进的方法进行，等钻孔整体都进入壁内以后，才可以快速工作。注意浆液密度和黏性状况，并随时跟进查看是否有排渣和停止的情形出现。

2.3.4 灌注技术

灌注是钻孔灌注桩浇注的关键环节，在灌注过程中，浇注钻孔的深度不能过高，要保持在2m之内，对一些超出2m深的钻孔，要采取导管浇注的方法，以防止由于浇注高度过高而导致浇注的混凝土发生热离析的现象，进而影响到工程质量。此外，在浇注过程中还应适时检查，要保证每个点的完整性、有效性，进而提高灌注的整体质量。

3 结束语

随着我国基础工程建设的迅速发展，路桥建设也出现了新机遇和新特点。对路桥建设而言，钻孔灌注桩具有成本适中、适应性强和施工简便等特点，被路桥建设施工企业广泛采用。在使用钻孔灌桩施工技术时，不仅要严格按照技术流程施工，还必须重视护筒的埋设、泥浆的制备、清孔和安放钢筋笼等主要环节的施工技术管理，让施工者严格依照建造方式和施工规范开展作业，以提高建造施工速度，提升路桥的建造品质。