浅析断崖地质条件下桥梁桩基钻孔施工技术

刘勋涛

摘 要：随着我国桥梁施工技术的发展，钻孔灌注桩施工技术作为一项先进且实用的技术，在当前地下断崖地质条件下桥梁桩基础工程中广受技术人员推崇。经过大量工程的检测，钻孔灌注桩技术不仅可以为桥梁桩基础施工提供可靠的质量保障，并且有效加强了特殊地区中施工安全，从而大大促进了工程的进度把控。本文进一步通过对钻孔灌注桩施工原理的研究，根据都凯大道扎汪冲大桥左右幅4号墩桩基的实施效果，详细阐述了该技术在断崖地质条件下桥梁桩基础工程中的实施步骤与技术要点。

关键词：桥梁桩基础；钻孔施工；断崖地质

桥梁建设是我国公路建设的一部分，其建设情况会对我国公路运输事业的发展产生极大的影响。然而，近年来经常出现道路桥梁施工质量问题，造成了非常严重的损失，引起了许多施工单位与相关人员对道路桥梁工程施工的重视，使相关企业加强了对桥梁施工技术的研究。由于地下断崖地带以岩石为主要地质构成，断崖地形一般断面硬度较强、工作环境恶劣且施工危险性较大，钻孔机器的承受面积相对较小。因此，当前阶段的一个不容忽视的紧要目标，就是通过对钻孔灌注桩技术的研究，实现对断崖地区桥梁桩基础施工的革新。

1 桥梁桩基钻孔施工的筹措阶段

1.1 场地准备应符合施工要求

寻找合适条件的场地进行施工，是桥梁桩基础钻孔工程的基础要求。当工程建于地下断崖凹凸不平的地带时，首先应进行对地表压平的处理，保证施工地面平整并用于安置作业平台。选择合适的钻机类型，是保障桥梁桩基础钻孔工程安全实施的条件之一。而钻机最主要的选择条件就是符合地质的要求，因此技术人员首先在考虑桩基的长度与直徑的基础上，对施工场地的地质进行详细分析。例如断崖岩石类的地质条件应考虑冲抓钻，这种钻机作业时的钻孔直径约为0.8米至2米之间，可深入低下50米的深度。另外，施工前应对钻机进行详细地检查和反复地测试，从而保证钻机的使用寿命。

1.2 放样的测量准则与护筒入土要求

除以上的筹备工作外，需要在正式施工前进行工程测量放样并将护筒埋入土中。工程测量放样作业中，使用坐标法的工作原理以保证测量的准确性，并以此确定基础桩和桥墩的中线。同时，还需要做到多次测量与护桩的安装。另一点值得注意的是护筒的埋置，护筒一方面需要坚固耐用以满足桥梁施工的要求，另一方面还要方便进行快速装卸，同时护筒要有良好的密闭效果，不可以出现漏水现象。

在具体的护筒入土操作中，需要控制护筒的倾斜程度，使其不偏离垂直角度的1%，也就是水平距离偏离在50毫米内，深水区作业时依实际情况而定。若桩基础建立在水下区域时，护筒顶端应比水面高于1到2米间，假若施工中水位易发生变动的风险，则护筒顶端还要比标准高出0.5米，同时做好孔内水头稳定措施。若桩基础建立在地面上时，施工中护筒入土深度应在2到4米间。

2 钻孔灌注桩施工的过程阶段

2.1 泥浆的制备、护壁与更换

由于钻孔灌注桩施工过程中对泥浆使用量庞大，在施工准备阶段就要根据泥浆使用的标准进行制备，从而保证桩基础施工的顺利开展。为保证桩基础的工程质量，灌注的混凝土内可以合理添加一些膨润土，从而使混凝土粘结力更强。泥浆制备工作结束后还需要制作泥浆护壁，若桩基础建立在水下时，泥浆面要超出地下水位1米以上，水位易发生变动的风险，则还要比标准高出0.5米。另外还需定时清洗钻孔并更换泥浆，做好钻孔清洗作业。若施工作业期间，土层发生严重渗漏，则需要采取控制措施，以确保桩基础施工的安全性以及钻孔壁的稳固性。

2.2 钻孔和成孔的作业过程

在桥基础的水下施工中，技术人员应注意使用旋转钻机钻入时进行减压钻入，即通过主吊钩始终吊起钻具的一部分重量，从而保证孔底钻压小于钻具重力压强的80%，注意浮力不计入其中。此类做法是为了实现钻杆在下钻过程中一直保持垂直，从而稳定地旋转下钻尽量不出现斜孔与扩孔现象。若使用钻机钻孔时，应根据断崖岩石不同硬度选用相应钻斗，首次浇筑泥浆时应保证竖直向桩孔中注入，并观测泥浆面上升中超出护筒底部至少0.5米，为了较少因钻入速度过快而造成的坍塌事故，应严格将钻进速度控制在每秒75～80厘米内，当地质更坚硬时应提高速度。所有开孔作业都应准确，慢速开钻，等导向部位或钻头全部进入地层后正常钻进，过程中施工人员一定要密切关注钻进速度、泥浆指标、孔内水位的等问题，对之进行及时的调整，以防止影响钻进质量，还应及时检测、观察孔位以及成孔状况，在处理孔内事故或因故停钻时，必须将钻头提出孔外，防止坍孔埋钻的事故发生。必须说明的是当钻孔与成孔作业完成后，钻孔清理也需尽快完成，使用掏渣、抽浆以及换浆等方法多次彻底的清洗，当孔内没有污物方可停止清洗。还需注意清理中孔内的水头高度不得超出合理范围，确保孔底的沉淀厚度符合设计要求，禁止通过孔底的加深进行清理。

2.3 钢筋笼吊装与混凝土灌注

钢筋笼的吊装的运行需要已经焊接牢固的钢架做为支撑，并需要大吨位吊车对钢筋笼进行位置的固定与变动。当出现吊车载重不能负荷钢筋笼的情况时，可以将钢筋笼分解再安装钢筋。当钢筋笼吊装完毕之后，参与施工的工作人员应及时再次检查孔内泥浆的指标，观察孔内沉渣厚度需要进行二次清理的程度，倘若检查合格可作为设计钻孔时方案的依据，把提前经过密封性检查良好的导管安装就位，随即进行浇筑混凝土步骤。需要引起注意的是，灌注的技术人员还应实时监控导管的位置，以孔底以上0.3到0.4米的距离为宜。其中，首批泥浆选择流动性能好的混凝土，灌注量应填置导管入土深度的1米以上并进行现场检测。

2.4 地下断崖条件下桥梁桩基钻孔施工效果

都凯大道扎汪冲大桥的施工中的左右幅4号墩桩基，最初选用400型旋挖钻施工，地勘报告显示在原地面以下10到21米处有断裂带。因此，在实际钻进此断面时进尺进度明显加快，在钻至设计底标高后，清孔下钢筋笼。下钢筋笼过程中，测孔深发现沉渣厚度已达两米，此时停止下钢筋笼并把已经下到孔内的钢筋笼提出。实际施工中考虑断裂带较宽，造浆护壁难以起到作用，技术人员根据与总工办领导商议，决定用C20混凝土灌注，待强度达到60%后再重新钻孔。所以，在实际施工中还应根据实际情况解决地下断崖带桩基施工难题。

3 桥梁桩基钻孔施工的防护阶段

需要引起注意的是地下断崖地质条件，钻孔灌注桩技术在施工中的质量把控，例如灌注桩偏位、桩顶高程偏低、钢筋笼上浮、断桩等事故的发生，针对这些问题首先在施工前，相关技术人员应对设计方案进行明确，同时要对施工技术水平、经济指标、施工方式等进行综合的考虑，以防止准备不足影响到整个工程，对施工方案进行优化，促进施工效率的有效提升。其次严格把控浇筑时的预留高度，灌注完成后还应测量混凝土的精确高程，以及避免与预期开凿不符的情况。再次对钢筋笼加工质量进行试试监控，例如当泥浆即将触及钢筋笼底时，及时调节泥浆的浇筑量和速率；监控导管壁与钢筋笼不存在彼此挂带情况；重视对钢筋笼的检查工作，保障钢筋笼的稳固防止松动发生。

4 结束语

为了满足当今桥梁建设行业的施工要求，也为了响应国家科技创新的方针，桥梁桩基钻孔施工技术也在不断进行完善。合理使用钻孔灌注桩技术大大提升特殊地质条件下桥梁桩基础的工程的质量，也提升了施工的效率，从而桥梁的整体工程进度得以顺利完成。

参考文献

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[2]梁举.公路桥梁施工中的钻孔灌注桩技术分析[J].技术与市场，2013（1）.