公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工工艺

武娟

【摘要】钻孔灌注桩是公路桥梁基础工程中广泛应用的基础工程，因此，正确选择科学合理的施工工艺保证钻孔灌注桩的成桩质量就显得尤为重要。文章就钻孔灌注桩的主要施工工艺进行了论述，并提出了一些值得注意的技术要求。

【关键词】公路桥梁；钻孔灌注桩；施工工艺

钻孔灌注桩施工工序很多，施工前必须安排好施工计划，编制具体的工艺流程。在实践过程中往往由于工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生，因此要运用科学、实用的工艺以确保工程质量。本文仅就其主要工艺作一详细介绍。

一、护简埋设

护筒内径宜比桩径大20～40cm，且在护筒上、中、下端的外侧各焊一道加劲肋，在护筒的上口边缘开设溢浆口。护筒的埋设深度不小于1.5m.护筒顶端高出地下水位1.0～2.0m，同时高出施工地面0.3m。护筒埋设时必须注意保持护筒垂直，护筒中心线对正测量标定的桩中心线，偏差不得大于F50mm，倾斜度偏差不大于l%。护简调整到位并固定稳定后，周边用粘土均匀回填并分层夯实，以保证在钻孔过程中护筒稳定不下落以及周边不跑浆。钻进过程中应经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并及时处理。

二、泥浆制备

钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨胀土）和添加剂组成。制浆前，先将粘土打碎，使其易于成浆。缩短搅拌时间。钻孔泥浆选用优质粘土。有条件时可优先采用膨胀土制浆。一般泥浆性能指标可见表1：

表1泥浆性能指标

相对

密度 粘度（s） 失水量β（mL/30min） 胶体率（%） 孔壁泥皮厚（mm/30min） 静切力（Pa） 酸碱度（pH）

5～1.20 16～22 ≤25 ≥96 ≤2 1.0～2 5～10

当使用的泥浆比重过小或泥浆入量不足时。桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。另外，直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。

三、钻孔

1.钻机稳定地安装在钻孔的一侧，底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移和沉陷，否则应及时处理。开始钻孔时保持钻锥稳定，应采用小冲程，慢速，使初开孔坚实。竖直能起导向作用，避免碰撞护筒。

2.冲击中，如遇坚硬漂卵石，宜采用中、大冲程，操作时防止空锤和大松绳。遇有表面不平整的漂石，硬岩时，应先投入粘土夹小片石，将表面垫平后钻进。

3.钻孔作业分班连续作业，并作好详细的钻孔记录，经常注意地层变化，查看地质资料，每进尺3m测钻杆的倾斜度，以便及时调整。钻孔时及时填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。

4.另外，在群桩施工时，打桩的顺序直接影响打桩速度和桩基质量。打桩顺序一般分为：由一侧向单一方向打，自中间向两个方向对称打。自中间向四周打。因此，应根据地层情况，桩距大小，桩机性能等综合考虑确定打桩顺序，减少桩机的移动和转向，提高打桩的效率。

四、清孔

在清孔排渣时必须保持孔内水位要保持在地下水位以上1.0～1.5m。且不宜过猛过快，防止坍孔及孔上涌。清孔应尽可能地使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与基岩结合完好，提高桩基的承载力。清孔后沉淀层控制在300mm以内，如果清孔后尚未开始灌注混凝土则应对孔底进行重新清孔。清孔方法有以下几种：

1.采用换浆法清孔，用比重仪控制，采用正反循环旋转钻机，在钻孔完成后不停钻，不进尺，继续循环换浆清渣直至达到清理泥浆的要求。

2.采用掏渣法清孔，用掏渣筒或锅锥掏清孔内粗粒钻渣。

3.采用抽浆清孔法，用空气吸泥机，由风管将压缩空气输进排泥管，使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物，在水柱压力下沿排泥管向外排出泥漿和孔底沉渣，同时用水泵向孔内注水，保持水位不变直至喷出清水，或沉渣厚度达到设计要求为止。

五、钢筋笼制作及安放

钢筋笼应根据设计尺寸及钻架允许起吊高度整节或分节制作，并应在清孔前制成，经检查合格后方可使用。分段骨架应确保不变形，接头应错开。为控制保护层应在钢筋笼外侧设置垫块，其间距竖向为2m，横向周围不得少于4处。如果钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，使得钢筋笼和孔壁的接触过于紧密，很容易造成钢筋笼上浮。因此应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在吊运过程中碰撞等因素引起的变形。钢筋笼吊放时，务必使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。安放钢筋笼时不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部。钢筋笼达到设计标高后，将其固定于孔口。

六、灌注水下混凝土

1.按桩孔深度准备足够长度的混凝土灌注导管，管径在25～35cm之间，使用前赶行试拼，密封检查试验，保证导管和接口严嘧、牢固、拆卸方便。

2.配制混凝土。粗骨料优先选用卵石，最大粒径不大于40mm且不大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4。砂用级配良好的中砂。混凝土水灰比在0.5～0.6。水泥用量不小于350kg/m3，含砂率为40%～50%，坍落为18～20cm，扩散度为34～38cm，混凝土初凝时间为3～4h施工中要严格确定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流动性，坍落度损失亦满足灌注要求。

为了提高混凝土的流动性，防止堵管，混凝土原料选用的卵石、石子的含泥量应小于2%。一般混凝土的初凝时间为3～5h，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而大且深的桩灌注时间要比这时间要长，因此应加缓凝剂。为了使混凝土具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30%以上的水，然后与拌和料一起均匀加入60%的水，最后再加入10%的水，从加水到出料时间控制在60s内。

3.水下混凝土的灌注。将导管居中插入到离孔底30～40cm，导管上口接漏斗，在接口处设置隔水球。当混凝土装满漏斗后，放开隔水球，混凝土即下到孔底，排开泥浆。灌注时先灌入首批混凝土，其数量经过计算。能把泥浆从导管中排走，并能把导管下口埋入混凝土，其深度不小于1.0m。

开始灌注混凝土后，应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的时间。当导管内混凝土不满时应徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，堵塞导管影响混凝土的灌注。水下混凝土灌注过程中，专人测量混凝土高度及导管埋入深度，并做好水下混凝土灌注记录。在灌注过程中应经常保持孔内水头，防止坍孔。当混凝，接近和进入钢筋笼时，注意导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力。当混凝土进入钢筋骨架一定深度后，应适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。

在混凝土灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部混凝土不如下部密实。这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。在控制混凝土初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及在灌注过程中各道上序的密切配合工作。

七、结语

钻孔灌注桩是公路桥梁建设中广泛应用的一种基础形式，它具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。但由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，因此它又是最容易出现质量的一种基础形式，为了保证钻孔灌注桩成桩质量，确保桥梁基础工程安全，就必须掌握科学合理的钻孔灌注桩施工工艺。