公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术的应用剖析
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作者:魏富鸿
【摘 要】钻孔灌注桩施工作为公路工程施工当中常用的一项技术，是保障工程质量的重要技术。论文以太行山高速公路京蔚段项目工程为例，对该工程施工中钻孔灌注桩的技术应用情况加以分析，同时对其中常见的问题给出一些解决方案。
【Abstract】As a common technique in highway construction， bored pile construction is an important technique which can ensure the quality of engineering. Taking the Taihangshan Expressway Jingwei Section as an example， this paper analyzes the technical application of bored pile construction of this project， and gives some solutions to the common problems.
【关键词】公路桥梁工程;钻孔灌注桩施工;施工技术
1 工程概况
该工程位于涿鹿县的南部山区，按照工程的地形地貌可分为两部分：一是山地丘陵工程地质区;二是洪积河谷工程地质区。
该标段起讫里程为K21+000～K65+720，长44.7km，挖方193.5万m3，填方571.9万m3。桥梁14座，合计4649m，其中大桥长21座合计3122m、中桥长21座合计1369m、车行天桥2座合计158m。路面底基层77.89万t、路面下基层74.2万t、路面上基层71.27万t，沥青混凝土柔性基层42.17万t（12cmATB-25），沥青混凝土中面层20.99万t（6cmARHM-20），沥青混凝土上面层13.93万t（4cmAC-13C），桥梁沥青层5.74万t。房建工程19827m2/6处。
2 钻孔施工的技术流程分析
2.1施工流程
在公路桥梁当中运用钻孔灌注桩的施工流程具体如下：场地平整→定桩位→埋设护筒→钻孔→检测孔质量→清孔→安装钢筋笼→灌注混凝土→移除护筒→清理桩头[1]。
2.2 准备工作
在施工开始之前，施工人员应当首选对场地的地质状况进行考查和分析，并向设计单位递交和地质考查分析相关的检测报告，设计单位根据报告制定施工图纸和施工方案。在施工开始之前，应当确保场地平整无杂物，及时清理场地中的垃圾，夯实场地中的软土层，做好施工准备工作。
2.3 钻孔灌注桩施工中的技术重点
2.3.1埋设护筒
完成桩位设定之后，便可对护筒进行埋设。埋设的护筒为钢制护筒，采用8mm厚的不锈钢板，施工过程中采用卷制设备将不锈钢板卷制为护筒后进行埋设。该工程中将护筒的直径设定为超过桩基直径15cm。护筒的埋设深度由场地的土地性质决定，如果场地中的土壤存在大量的沙和碎石等，呈现出较为干燥的状态时，则控制的埋深应当小于2m;如果场地的土地较为湿润，存在大量的淤泥、软土等，场地整体的土层较为松软，则为了保证护筒的稳定性，埋设深度不能小于3m。护筒在埋设时应当保证垂直放置和埋设，尽量防止出现倾斜，如出现倾斜应当保证垂直方向上的倾斜误差小于1/150。
2.3.2钻孔泥浆护壁
钻孔的泥浆以黏土为主要材料进行配制，制作泥浆池时，应当保证泥浆的比重控制在1.2～1.4，向护筒中灌注泥浆时，泥浆的顶部标高应当始终不得低于地下水位。由于场地地下各部分的土层结构不同，因此，在灌注时，施工人员应当根据当前灌注深度所对应的地质结构调整泥浆的组分，以保证泥浆的性质能够契合地下地质结构的性质。泥浆的重要指标有胶体率、含砂率、黏度和比重。为提升灌注中泥浆的利用效率，可专门设置沉淀池，将钻孔中流出的多余的泥浆导入沉淀池中，经过沉淀去除其中的杂质，重新转变为可利用的泥浆。
2.3.3钻孔作业
钻孔作业所用的设备以冲击钻为主，钻孔一般使用十字形钻头。在钻孔之前，应当检查固定的冲击钻的位置，保证击锤的中心和桩体的中心相重合，防止钻孔出现倾斜。冲击钻的钻探范围在护筒内部和护筒脚下的3m之内，在钻探过程中应当注意是否存在超钻。钻探时，应当将冲击钻的钻探方式设置为小冲程、高频率，防止过度钻探导致穿孔或塌孔。在钻探的过程中，应当经常注意清理钻头上的泥土和杂质，防止杂物影响钻探效果，在淤泥较多的土层中应当特别注意。在钻探时，钻探的最大冲程一定小于3m，防止出现过钻或穿孔。为确定最大冲程，在钻探之前可以先用钢丝绳在桩体上做好标记，并時刻注意钻探的过程。钻孔过程中应当注意观察孔内的水位，当发现孔内的水位过高时，应当立刻停止钻探并及时清除孔内的水，将水位控制在不超过护筒的顶端。每钻进4～6m时应当更换一次钻锤，同时对钻孔情况进行检查，检查钻孔质量以及钻孔的深度和孔内的水位等信息，并做好记录。
2.3.4清孔
吹气清孔流程如图1所示。清孔的目的主要是为了清除孔内在钻探过程中沉积的残渣，因此，采用图1中的空气导管的形式将残渣吹出。空气导管最好选择厚度为3mm左右的无缝钢管，采用胶垫进行接头，清孔完成后应当检查孔的水密性，水密性合格的孔才能认定为质量合格。
2.3.5制作钢筋笼
钢筋笼的制作可以在钻孔期间同步进行，可以提升施工效率。制作钢筋笼通常需要使用起吊设备，因此，钢筋笼的骨架大小和重量应当控制在起吊设备的承受能力之内。制作钢筋笼采用？准25的钢筋，按照分段焊接的方式，将钢筋焊接在主筋上，完成钢筋笼的制作。制作钢筋笼之前应当先制作钢板胎膜，在胎膜中制作钢筋笼以保证其稳定性。在钢筋笼制作完成后，利用起吊设备将其吊离胎膜，并安装到指定的位置。 2.3.6灌注混凝土
桩基中的混凝土一般采用导管灌注的方式，首先应当按照工程的要求将混凝土拌合完毕后，由专用的运输车运输到施工场地进行灌注。灌注的导管由厚度为8mm的钢板卷制而成，采用分节安装的方式组装为长导管。分节的长度可以为1～3m，具体长度根据孔的深度确定。为保证导管的稳定性，分节数量应当控制在4节以下。导管分节之间采用法兰螺栓牢固连接。在开始灌注之前，应当先用水进行模拟实验，确定导管不漏水后再进行混凝土的灌注。灌注时，导管的下端距离孔底的距离应当控制在25～40cm。
3 钻孔灌注施工技术应用的常见问题处理方案
3.1 坍孔
倘若坍孔的程度并不严重，则可以进一步增加护筒的埋深，同时在护筒的周围填土，确保护筒周围的土层足够牢固后重新进行钻进，钻进的过程中应当适当提升泥浆的比重，同时提升水位，防止钻进过程中出现进一步坍孔。如果坍孔的范围较大或情况较严重，则应当先停止钻进，向孔中加入一定量的黏土并观察孔的情况，当孔的情况稳定后重新进行钻进，但应当控制钻进的速度。
3.2 钻孔偏移
此问题的原因多为钻探设备的安装不到位出现倾斜，因此，当发现钻孔偏移时，应当首选停止钻进，并检查设备的状态，如果设备的安装位置出现偏移，则应当重新安装设备，并对其进行进一步固定。当钻孔偏移的程度较小时，可以在重新暗转设备后继续钻探，但当偏移程度过大时，应当用土石方填孔，并重新进行钻探。
3.3 卡钻
卡钻的原因是钻孔过程中存在坚硬岩石或其他的杂质阻塞钻头，当出现卡钻的问题时，应当立刻停止钻探，并将钻头以较低的速度上下来回提升，使钻头摆脱阻塞。当无法进行上下提拉时，可以用小型冲击钻对钻头两侧进行冲击，当钻头松动后重新进行提拉。提拉钻头后应当检查钻头的状态，如果磨损严重或损坏应当及时更换，同时检查卡钻处的土层结构，一般都会存在探头石或垃圾等，发现探头石后利用小型冲击钻对其进行粉碎，或者清除垃圾后重新进行钻探。
4 结论
本研究選择延崇高速Y3项目工程为研究对象，分析了埋设护筒、钻孔泥浆护壁、钻孔、清孔、制作钢筋笼和灌注混凝土等钻孔灌注施工过程中的施工技术。针对钻孔施工中容易发生的坍孔、钻孔偏移以及卡钻的问题，提出了相应的解决方法，期待能够为我国公路桥梁的施工提供参考。
【参考文献】
【1】庞春燕.公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术及其质量控制分析[J].中国科技投资，2017（17）：126.
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