探讨公路桥梁项目钻孔灌注桩施工质量的控制

刘伦祥

（贵州省毕节公路管理局,贵州 毕节 551700）

0 引言

交通压力的不断增大，使得我国公路桥梁工程建设规模越来越大，数量越来越多，桥梁施工技术逐渐趋于成熟[1]。而钻孔灌注桩作为桥梁工程基础施工的关键技术，具有操作简便、设备投入少、干扰性小等优势，得到了业界人士的关注和认可。但桩基施工具有较强的隐蔽性，施工时质量不易把控，极易造成质量问题。该文根据具体施工案例，对公路桥梁工程钻孔灌注桩施工技术展开全面探究，能有效提升钻孔灌注桩施工质量和技术水平[2]。

1 工程概况

某公路地处贵州省境内，位于高速交通网“5横6联”范围内。隶属黔中山原和华南低山丘陵地带，地层分布为泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（T）；属亚热带季风气候，年均气温13.7~20.1 ℃，降水量为869.5~1208.1 mm。

该工程设计长度12.8 km，设计车速100 km/h，纵向坡比3.9%，路基包括整体式、分离式两种形式，整体式路基宽度为33.5 m，分离式单幅路基宽度为16.75 m，采用双向六车道布置，单车道宽度为3.75 m，桥涵设计等级为公路I级。全线共有桥梁8座，总长3 641.58 m；包括特大桥1座，大桥5座，中桥2座，长度分别为1 851.5 m、1 646 m和144.08 m。桥梁桩基形式为钻孔桩，设计标准为甲级，其持力层为粉质黏土，桩端进入持力层不小于2d（d为桩径），桩身设计混凝土强度等级为C30。

2 钻孔灌注桩成孔方式及施工特点

2.1 成孔方式

根据钻孔施工技术的差异，钻孔灌注桩包括正、反循环回转钻两种形式。正循环主要应用于黏性土、细中粗砂、卵石及砾石比重不超过20%的土、软岩，钻孔直径为800~2 500 mm，孔深30~100 m，泥浆具有悬浮钻渣及护壁效用。而反循环则主要适用于黏性土、砂类土、砾石含量不超过20%的土，孔径为800~3 000 mm，根据泥浆设备种类的不同，其钻孔深度可达35~120 m，其泥浆具有保护和加固孔壁的作用。

2.2 施工特点

钻孔桩的优点如下：

（1）强度高，适用于深基坑施工，能有效提升建筑结构整体稳定性。

（2）操作简便，机械投入少，施工技术容易掌控。（3）可穿透各种土层，使桩基进入基岩，确保工程质量。（4）机械噪声低、振动小，对周围设施干扰小，符合安全文明施工的要求[3]。

其缺点主要有：

（1）水下混凝土灌注质量不易把控。

（2）成孔效率低，施工易对生态环境造成破坏。

3 桥梁工程钻孔桩施工技术

该工程根据实际地质状况及施工规范要求，桥梁工程基础形式为钻孔灌注桩结构，工艺流程见图1。

图1 钻孔灌注桩工艺流程

3.1 埋设护筒

护筒采用厚度为4 mm的钢板加工而成。钻孔时，为避免护筒发生变形，应对护筒实时补强加固，以有效增强护筒刚度和抗压性能。此外，护筒安装时，应确保轴线与桩位中心对称，并严格控制护筒埋置深度，确保处于100~120 cm范围内。护筒顶部应高出地面40 cm，并严格控制垂直度，确保轴向倾角不得超过1°。

3.2 钻机就位

护筒安装完毕，应按照桩基设计图纸，进行钻机安放，并严格控制钻机垂直度。钻孔过程中，通过吊坠实时检测倾斜度，保证钻杆、钻孔位置准确，且位于同一垂线上。此外，还应在钻机底部设置垫木，避免钻机发生倾倒、塌孔现象。工作中实时掌控钻孔频率及强度，确保钻机坚实稳定。

3.3 钻孔

钻机钻进时，应适当提升钻头高度，距离钻孔底部20~30 cm位置，在真空泵中注入清水，并启动真空泵，将管道内空气完全排除，形成负压。当出浆口位置压力超过0.2 MPa时，开启泄水阀，将管道内浆体排至沉淀池，进行反循环作业。

钻孔时，应实时监测地质状况，根据土质状况，选择合适的钻孔方式。采用减压钻进，能有效保证钻杆垂直度，最大限度避免斜孔、扩孔质量缺陷。实时监测泥浆情况，及时实施清孔作业。当孔深满足设计要求后，及时检查钻孔直径、深度、垂直度、中心偏差，确保符合规范规定。

3.4 清孔

钻孔钻至设计位置时应立即暂停钻孔作业，缓慢提起钻头，确保距钻孔底部50~70 cm。再次启动钻机运行3 min，通过换浆清孔技术对钻孔实施清洗，并严格控制沉渣厚度，确保满足规范要求，具体质量标准如表1所示。清孔完成后，下放安装钢筋笼，并固定到位，混凝土浇筑前应再次对孔底沉渣实施检查，超出标准要求应实施二次清孔，直至满足标准要求[4]。

表1 钻孔灌注桩成孔质量标准

3.5 钢筋笼制作安设

钢筋笼制作时，应根据规范要求，在每个钢筋笼内设置3根超声波检测管。纵向间隔2 m布设钢筋支架保护层，同一圆周位置对称设置4块垫块。钢筋支架放置在通风、干燥、吊装方便的位置，底部垫设垫木，避免受潮锈蚀，并编号悬挂标识牌。

钢筋笼安装时，通过25 t汽车吊吊运至钻孔内，吊装时应用两点吊装法。钢筋笼通过焊接接长，严格按照规范及设计标准要求布置接头位置，接头错开位置不小于1 m。钢筋笼安设完成后，应根据设计要求及时安装声测管，并将其牢固固定在加强筋上，桩底焊接厚度为10 mm的钢板进行封堵。

3.6 水下混凝土灌注

待上述所有施工工序全部完成且验收合格后，方可进行水下混凝土灌注。该工程通过导管法灌注，其工艺流程见图2，混凝土灌注现场施工示意图如图3所示。

图2 水下混凝土灌注导管法工艺流程

图3 灌注混凝土现场作业示意图

混凝土灌注施工控制要点如下：

（1）全面检查钢筋笼、导管、预埋件安设情况，并实施密闭试验，确保混凝土灌注顺利进行。

（2）设置料斗、隔水栓等设施，确保混凝土浇筑连续性。

（3）严格控制混凝土施工配合比，保证其和易性、流动性满足要求。

（4）混凝土浇筑过程中，应确保浇筑连续性，严格控制导管埋置深度，保证其处于混凝土内部2~6 m范围内，并严格控制导管提升高度。

（5）混凝土浇筑至设计位置时，通常超灌30 mm，确保桩顶浆体凿除后标高满足设计要求。

（6）混凝土浇筑完成后，应安排专人进行桩身养护，确保桩基在短时间内强度达到设计要求。

4 桥梁工程钻孔灌注桩施工质量控制措施

4.1 常见质量缺陷及防治措施

4.1.1 成孔问题

（1）塌孔：根据规范要求科学制备泥浆，在杂填土、软基层等地质条件较差区域，应科学调整钻孔速度；地下水位较高时，应适当加大水头。

（2）缩径：根据钻孔直径及地质条件科学选择钻头，确保钻孔质量满足要求；实时检查钻头情况，发现损坏及时更换；在容易发生缩孔位置，应合理调整泥浆黏稠度。

（3）桩孔偏斜：钻机准确就位，并保证其垂直度、稳定性满足要求，钻进时实时检测并进行校正；严格检查钻头、钻杆性能，严禁使用缺陷钻具；土质硬度较大部位，应合理控制钻进速率，避免强行钻进；针对出现倾斜的钻孔，应通过匀速、缓慢、上下重复扫孔，实施纠偏处理。

4.1.2 钢筋笼安装问题

标高不一致：钢筋笼安设时应严格控制垂直度，确保满足规范及设计要求；科学设置保护层垫块，严格控制垫块间距；准确确定吊筋长度，钢筋笼安装时仔细核对。

钢筋笼上浮：严格按照配合比进行混凝土拌置，坍落度控制在（200±20）mm，确保具有良好的和易性；严格控制混凝土浇筑速率，保证导管埋置深度处于2~6 m之间。

4.1.3 混凝土灌注问题

（1）堵管：严格控制混凝土坍落度、水灰比、和易性、初凝时间等各项指标，保证达到标准要求；灌注导管应顺直，管壁平滑、密闭性良好。

（2）桩顶混凝土密实度不足：超灌3~5 cm；高程确认时，为防止泥浆干扰，采用现场取样方式进行检查，当顶部试样全是混凝土时，证明标高满足要求。

（3）断桩：清孔应彻底，确保底部沉渣、泥浆完全清除；灌注时严格控制导管提升速度，确保导管埋深满足要求，保证混凝土浇筑的连续性。

4.2 质量管理制度

该桥梁工程施工时，建立了科学有效的质量控制体系，主要有图审制度、施工图审核制度、技术方案及技术交底制度等。现以技术交底制度分析：

（1）施工前编写施工手册，对项目管理人员实施工作任务交底。

（2）实际作业时，技术人员应对项目建设的施工工艺、技术标准进行交底，并针对关键工序、关键环节进行现场监督指导。

（3）现场技术管理人员对班组长实施技术交底，并形成书面文件。

（4）技术交底以书面形式为主，具体包含文字说明、结构图表等内容，按标准形式准备齐全并归档备查。

4.3 质量保证措施

4.3.1 质量保证

科学选择施工队伍，确保具有较强的专业性、实践性，对施工人员及相关施工内容实施全面监督管控，并对现场施工情况实施巡查，结合巡查情况采取合理的奖惩措施。严格落实制度化、科学化、标准化施工，采取样板先行的施工理念。施工中全面采取信息化管控，对施工中存在的技术难点、关键环节实施重点控制，制定科学详细的施工技术方案，保证工程施工质量。

4.3.2 思想保障

强化工作人员质量意识，使其全面意识到质量管控的重要作用。积极吸收和借鉴类似工程管理经验，科学处理施工管理中存在的问题。评优、评模、技能比赛中，实行质量控制意识优先的原则，采取一票否决制。

4.3.3 技术保证

（1）设计图纸采取逐级会审制，技术方案实施逐级交底，并形成书面记录，以备核查。

（2）强化日常质量管控，不断完善质量检查制度，确保实施全过程质量控制，针对发现的质量问题，及时采取应对措施。

（3）如实编写施工技术资料，确保真实性、准确性，能全面体现实际施工情况，符合工程验收标准。

（4）科学编写施工组织设计，并严格按计划执行，对关键部位、关键工序应留取必要的影像资料。

（5）根据规范要求办理工程变更，资料、证据齐全。

（6）加强原材料控制，所有原材料进场前应对其性能指标、型号、生产厂家进行严格检查，满足要求后方可入场使用。

5 结论

综上所述，该文公路桥梁工程施工案例，对桥梁工程钻孔灌注桩施工技术实施全面探究。阐述了其成孔方法及施工特点，并从钢护筒安装、钻机架设、钻孔、清孔、钢筋笼安设、水下混凝土灌注等方面全方位分析了其施工技术要点；指出了施工中常见的质量问题，并提出了针对性的应对措施，建立了科学完备的质量管控体系。实践证明，该路桥工程施工过程中未产生严重质量缺陷，达到了预期管理目标。