路桥工程钻孔灌注桩施工技术分析

路桥工程钻孔灌注桩施工技术分析

刘世文 1 章春玲 2

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摘要：钻孔灌注桩是混凝土桩现场施工技术的一种，具有适用范围广、成桩直径大、施工噪声小等优点，同时对施工质量和现场管理的要求较高，如果各环节控制不当，可能出现塌孔、缩径、偏斜等问题，直接影响桩基承载力。应通过科学、合理、规范的技术应用，减少各种不利因素的影响，满足桩基设计要求，为上部结构提供足够的支撑，避免出现质量和安全事故。

关键词：路桥工程 钻孔灌注桩施工技术

引言

桥梁工程的重点在于基础位置的施工，在开展具体项目时我们需要采取有效的措施提升基础工程的质量。通过对钻孔灌注桩施工技术的分析，能够寻找出有效的技术措施，并对提升桥梁工程基础的施工质量起到积极的作用。

1路桥工程钻孔灌注桩施工技术分析

1.1施工准备工作

对灌注桩施工前，要先做好准备工作，为后续的施工活动开展提供良好的条件。施工准备中，要注重对场地的杂物以及垃圾等有效清理，保持施工现场的良好整洁性。同时，要对场地内坑洼地带实施整平，便于钻孔机械在工作中能够处在稳定的状态，提供工作的质量与效率，还要做好临时性施工用地的搭建，对钢筋材料以及机械的设备等物资合理存放。另外，要做好对钻孔钻机的选择，确保机械设备的性能，且一定要对此工程场地内地质情况、施工项目的方案、水位实情和经济性方面实施综合性的考虑,同时考虑此机械设备结构和功能方面没有关于误差控制的部分，则在施工中就要以扶正器来对施工误差实现控制，且对钻孔要严格进行设置，让它和地面呈现90°直角的状态，且要求钻孔的设置误差不超过2cm。

1.2钻孔机的安装以及定位操作

对钻孔机实施安装以及定位期间，为了确保和桩位实现一致性，保证钻孔机具有良好稳定性，往往采用桩位的中心点和钻孔机的中心点强化安装，并采取科学的安装法，促进钻孔机得到准确安装。如果钻孔机在工作的状态，可对钻孔机的附近地理环境和钻孔机动力充分结合，准确安装钻孔机，且通过千斤顶对机架顶至要求位置后，再以测量方式实现准确的定位。同时，可以在相同的水平线上采用钻杆和钻头固定、防重滑轮等方式，对钻机位置准确性实现进一步的提升。此期间需要尤其注意对钻孔机位置的偏差程度严格控制，要求最大时不得大于2 cm，对桩位准确定位后，以适量枕木对钻机横梁垫平处理，确保钻机具有良好稳定性，最后对钻机轴线上进行缆风绳的设置，至此完成钻孔机的安装与定位工作。

1.3护筒埋设

（1）测量放样工作完成后，施工单位应根据放样结果进行护筒埋设，护筒埋设的主要作用是控制钻孔施工的精度，埋设的位置可借助全站仪进行监测指导，以保证护筒具体的位置，避免因埋设位置不对，导致桩基偏心受力，出现质量问题。（2）施工单位应严格控制护筒的选择，对选择的护筒直径应认真核定，确保符合设计要求，对护筒所用钢材严格检测，确保材料性能满足要求，以达到理想的稳定效果，此外，护筒埋设时，应保证其埋设的垂直度，根据放样位置垂直埋设，避免埋设方向存在偏差。

1.4泥浆制备

泥浆直接使用造浆机进行备制，制作完成的泥浆直接存储在泥浆池内。在正式钻孔的过程中，应该结合地层结构不断地对泥浆的性能进行调整，确保成孔的效率以及成孔的质量。在钻孔过程中，使用人员应该不断向孔内灌注泥浆，确保护筒中始终存在水头，以保证不会出现孔壁坍塌现象。

1.5钻孔施工

在组装钻机的过程中，应该保证钻机的支垫平整，钻机不会出现位移或是倾覆，钻头的中心线应该与桩基的中心点保持在同一个位置，二者之间的偏差不得超出 5cm。钻机安装完成后，应该对钻机进行试运行，检查钻机是否能够正常运行。正式开孔之前，应该在护筒中投放一定比例的粘性土，粘性土中可以适当地掺加一定数量的片石，片石的直径控制在 15cm 以内比较合适，在成孔的起始阶段应该选择使用小冲程进行作业。当钻头钻进至0.5~1m深度以后，开始回填粘性土或是灌注泥浆，继续使用小冲程进行作业，如此多次反复作业，促使成孔竖直、圆顺，当钻头钻进至3~4m 深度以后，才可以正常地进行冲击作业。结合孔内的渣土来判断土层的地质情况，并合理地选择冲程。钻机冲程的过程中应该持续性的从孔内抽渣，施工人员应该检查钢丝绳与钻头在运行过程中的磨损程度。使用粘性土进行护臂，根据钻进的深度、地质波动对泥浆的配合比进行调整，确保钻进过程中不会出现塌孔现象。针对于不同的地质层选择使用不同的钻进速度、不同比例的泥浆。当钻头进入到强风化地质层时，可以选择使用短冲程、高频率的冲击方法进行作业。钻孔的过程中，保证孔内的水位始终保持在稳定状态，并对孔内的泥浆比重、含砂率进行检查，确保钻孔作业满足规范要求。清孔过程中，假若孔内的水位下降的速度比较快，则应该结合水位下降的程度向孔内补充适量的泥浆，确保泥浆循环畅通。

1.6冲击成孔

通常情况下，冲孔需遵循低锤密击的原则，保持孔内泥浆液面的稳定性。到达基岩后，低锤冲击或间断冲击，如果出现偏孔的问题，应及时采取纠偏措施，使用片石回填到偏孔之上30～50cm，然后再重新冲孔。如果遇到孤石，需要将其击碎或者冲击到孔壁，在冲击力不能满足要求时，可以采取预爆的方式进行处理。钻进过程中，每钻4～5m左右，需要验孔一次，在容易缩孔处或者更换钻头时也应进行验孔，进入基岩后，每钻进10～30cm应清孔取样一次，以备终孔验收。冲击成孔施工技术要点如下：用冲击钻施工时，需要通过钢丝绳控制放松量，秉承少放勤放的基本原则，避免出现作业效率低下、损坏钻机等问题。开孔时，应该在护筒中加满泥浆，如果遇到松散地层，则需要适当添加碎石、黏土，采用勤冲击、短冲程的方式作业。如果遇到黏土层，则需要防止钻具黏附，将冲程控制在1～2m左右。在淤泥层钻进时，应适当添加黏土、碎石，在短冲程的作用下，将黏土、碎石挤入孔壁，以起到加固的效果。在砾石、卵石层钻进时，应添加适量的黏土，发挥其防渗、加固的作用。钻进到基岩时，应采用长冲程（3～4m左右），通过提高冲击频率来加大冲击动能，钻进过程中要不断转动钻头，调整冲击位置，避免出现斜孔或梅花孔。在因各种情况停止钻进后，再次钻进时，需要将冲程逐渐从小到大调整，防止卡钻。钻头磨损速度很快，应加强检修工作，避免因钻头出现问题导致施工事故。如果钻孔质量出现问题，要及时停止，对事故部位进行测量，然后使用碎石、黏土等材料回填到位，重新冲击成孔，实现纠偏的目的。钻头起吊时，应保持平衡稳定，不得对孔壁及护筒产生碰撞，同时，进出孔口时要确保附近无人，避免出现撞人事故，停止钻进时，孔口要加盖保护，不能将钻具留在孔内。

1.7首次清孔

冲击成孔后，会在孔底、孔壁留下渣土，且泥浆中的含渣量也不符合要求，会影响混凝土浇筑质量，因此需要进行清孔处理，为后续施工做好准备。当钻孔达到设计深度后，停止钻进，提起钻头，然后装上掏渣筒，在掏渣的过程中注意补充泥浆，防止液面下降，清孔后应对泥浆进行检测，满足相关要求后才可进行下一环节。清孔后泥浆指标要求：相对密度1.03～1.10，黏度17～20，含砂率小于2%，胶体率大于98%。

1.8钢筋笼吊放

1. 清孔后应及时进行钢筋笼的制作安装，本工程钢筋笼制作由工厂制作完成，在制作之前应将钢筋笼的制作要求告知工厂，包括制作的尺寸、长度、钢筋的焊接要求以及加筋补强位置等，如加筋补强位置应按设计要求套在主筋上，并与主筋垂直放置，钢筋焊接时应焊接所有钢筋，焊接点应确保牢固，焊接完成后，还应将螺旋筋固定在主筋上。（2）钢筋制作完成后运输至本工程施工现场，制作好的钢筋笼应平放于运输车上，以防止钢筋笼变形，运至施工场地后，应采用吊车进行钢筋笼的安装，安装采用三点吊法进行，吊点应具有对称性，以确保起吊时钢筋笼不变形，钢筋笼吊起后应垂直、轻放、慢放，避免钢筋笼与孔壁摩擦，施工全过程应在专业技术人员的指导下施工，下放过程中注意控制钢筋笼顶的标高，防止钢筋笼变形。

1.9安装导管和声测管

按规范要求埋设超声波检测用声测管，将声测管固定在钢筋笼上。浇筑混凝土的导管内径为30cm，壁厚为5mm，为保证施工质量，在安装导管前需要对其进行水密性测试，经验证符合要求后，根据入孔顺序，逐节编号和标定长度，安装就位后，采用测锤法测量孔深，如果不满足设计要求，则需要进行二次清孔处理。

1.10二次清孔

通常情况下，虽然首次清孔能够满足施工要求，但在安装钢筋笼和导管后，可能会导致孔壁渣土掉落，加之施工间隔时间较长，可能会产生新的沉渣，因此在正式浇筑混凝土前，需要进行二次清孔。利用导管二次清孔后，泥浆的性能指标为：含砂率小于2%，比重1.03～1.1，黏度17～20s，达到上述标准后即可灌注。

1.11混凝土的浇筑

浇筑混凝土时，应先灌入一定数量，既要产生较强的冲击力，能够将泥浆从导管中排出，又要保证导管下口能够埋入混凝土中，且埋入深度要大于1m，首批混凝土的具体数量需要经过科学计算获得。采用隔水栓堵塞导管，预先使用铁丝将隔水栓悬吊在混凝土漏斗入口，在漏斗装满混凝土后剪断铁丝，使混凝土顺利排开泥浆、进入孔底。随着混凝土的不断浇筑持续上提导管，保证埋入深度在1.5～4m左右(复核数字是否正确)，利用导管内混凝土的压力使液面不断上升，保持上升速度在2m/h(复核数字是否正确)之上。在浇筑即将完成时，为稀释槽内泥浆，使其顺利排出，可在孔内加入适量的清水，同时保证管内混凝土柱有一定的高度。

1.10灌注后的处理和检查

在完成灌注工作后，相关施工人员需要做好对桩体养护的工作，保证钻孔的灌注桩具有良好质量。对桩体的养护，一般要求时间超过一周。另外，完成施工后要做好反复检查和核对。此项工作是此技术使用中最后的环节，对保障施工质量具有重要作用。完成全部的施工后，要对所有环节施工情况实施反复检查与核对处理，看地基桩成桩的质量是否满足要求，对施工中问题及时发现和处理，避免地基桩存在不稳定等因素而对工程质量产生影响。

2钻孔灌注桩施工中的常见问题与解决措施

2.1 斜孔问题及解决措施

钻孔作业中出现斜孔的原因有很多，其中石头和土石是重要诱因。针对上述问题，需要采取合理措施进行预防，做好相应处理工作。具体施工作业开展前，施工人员要提前进行检查，调整钻架位置，固定钻架，校正导架的垂直和水平状况，若发现存在较大偏斜问题，要适当加入土石，再开展钻进作业。钻进时，要合理控制钻进速度。坚硬的石头会对钻进造成影响，要将其打碎再进行钻进。若钻进作业时遇到倾斜基岩，可以采用混凝土进行填平处理，达到规定之后，再进行钻进^[1]。

2.2钻孔偏移

此类情况的出现多与钻探设备安装倾斜等有关，由此相关人员应对设备状态进行具体的检查，确定问题所在后再重新安装设备，同时相应的固定部署也应一并落实。在钻孔偏移较小时，通过调整设备可继续施工，否则就要使用土石方进行填孔，并在确定达到钻探标准后稳步有序地推进有关操作^[2]。

2.3塌孔问题及解决措施

导致塌孔的原因有：①未采取正确方式埋设护筒和进行封填作业。②泥浆稠度不合理，无法满足施工的具体要求，从而引起质量问题。③钻机速度与设计需求存在误差，而且清孔作业存在违规，这也会产生质量问题。针对上述问题，可以针对塌孔位置选择合理措施埋设护筒，对附近回填土进行夯实，再进行全新钻孔。若遇到轻微塌孔，可以采取提升水位、增加泥浆稠度的方法进行处理。在该过程中，要在提升钻头时下放钢筋笼确保其处于垂直状态。施工期间，不要与孔壁发生接触。在钻进松软砂层时，要控制进尺速度，采取合理的泥浆处理措施^[3]。

2.4 卡钻问题及解决措施

造成卡钻的原因是钻孔在工作时被卡住或施工人员未及时清理残渣。入孔较深护筒发生钻头变形和倾斜时，若下钻速度过快或钢丝绳过长，容易发生卡钻。处理措施如下：对于向下活动的上卡，要采取上下提升措施；遇到卡钻问题要在钻进周围松动后提出；护筒要保持垂直，避免发生倾斜，控制好下钻速度和钻头尺寸^[4]。

3施工中的注意事项

钻机准备就位以后必须要进行加固，确保钻进运行过程中不会出现位移、倾斜现象，避免偏孔现象。当钻头钻进至岩石层以后，应该加大钻头磨损程度检查的频率，假若发现钻头磨损比较严重，则应该立即更换钻头，避免成孔的直径不符合设计要求。当钢筋笼吊放完成以后，可以下放射风管，在灌注混凝土之前应该先启动空压机进行清孔作业，降低孔底沉渣厚度。灌注水下混凝土时，应该保持灌注作业的连续性，导管埋设在混凝土内的厚度应该保持在 2~6m 之间。为避免断桩现象，可以在混凝土中掺加适量的缓凝剂，延长混凝土凝结的时间^[5]。

结束语

钻孔灌注桩施工时，应该结合实际施工需要对施工质量进行监管，确保施工过程中不会出现质量偏差。在实际施工的过程中，应该对各个工序的施工质量进行检测，确保成桩的质量，根据施工过程中爆发出来的各种问题制定出合理的优化方案，并建立完善的质量控制体系，确保成孔质量^[6]。

参考文献：

[1]张彦龙.桥梁水下钻孔灌注桩施工技术研究与应用[J].四川水泥,2022(01):239-240.

[2]史军伟.公路桥梁施工中的钻孔灌注桩施工技术[J].交通世界,2021(36):27-28.DOI:10.16248/.11-3723/u.2021.36.010.

[3]宋剑锋,尚珊珊.路桥工程钻孔灌注桩施工技术分析[J].交通世界,2021(36):35-36.DOI:10.16248/.11-3723/u.2021.36.014.

[4]方晨宁.钻孔灌注桩技术在路桥施工中的应用探讨[J].居业,2021(12):124-125.

[5]詹凡,兰素玉.钻孔灌注桩技术在高速公路施工中的应用[J].交通世界,2021(35):117-118.DOI:10.16248/11-3723/u.2021.35.007.

[6]李兆猛.高速公路桥梁钻孔灌注桩施工关键技术[J].中国高新科技,2021(20):28-29.DOI:10.13535/.10-1507/n.2021.20.01.