杨磊贵州桥梁建设集团有限责任公司

摘 要：基于公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工质量控制的重要性。结合公路桥梁实际施工案例对钻孔灌注桩的成孔方法和施工特点进行分析。然后提出相关钻孔灌注桩的施工方法和质量控制措施。研究结果表明，施工过程要严格执行规范标准，通过合理的质量管理控制措施才能保证工程质量，实现社会效益和经济效益的最大化。

关键词：公路桥梁;钻孔灌注桩;施工技术;

作者简介：杨磊（1984—），男（仡佬族），贵州安顺人，工程师，从事公路工程质量管理工作。;

0 引言

近年来，随着人们对交通出行需求不断增加，公路桥梁项目数量也在逐渐增多。其中，钻孔灌注桩是一种常见的基础施工技术，因施工方法简单、设备投入少、环境影响小等优势得到广泛应用[1]。但因桩基础属于隐蔽工程，施工过程无法随时观察，其中任何一个环节出现问题，都可能引起严重的质量问题。以下结合实际工程，针对路桥钻孔灌注桩的施工技术和质量控制措施进行探讨。

1 公路桥梁工程概况

某高速公路，是《国家公路网规划（2013—2030年）》新增的都匀至香格里拉国家高速公路（G7611）的首段，也是贵州省高速公路网规划中“第5横”与“第6联”的组成部分。项目区域属黔中山原及华南低山丘陵的一部分，出露地层主要为泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（T）；属于亚热带温暖湿润的季风气候，年平均气温13.7～20.1℃，平均降水量为869.5～1 208.1mm。

本项目路线全长12.8km，设计速度100km/h，最大纵坡3.9%，路基宽度整体式33.5m、分离式16.75m，行车道宽度6×3.75m，桥涵设计车辆荷载为公路I级。设桥梁8座，长度共计3 641.58m：其中特大桥1座，长度1 851.5m，设计为15×30m+60m+100m+60m+30×39m预应力连续钢构+连续T梁；大桥5座，长度1 646m，设计为6～30m、10～30m、8～30m等预应力混凝土先简支后结构连续T梁；中桥2座，长度144.08m，设计为1～35m预应力混凝土箱梁和2～30m预应力混凝土先简支后结构连续T梁。

2 钻孔灌注桩的成孔方法和施工特点2.1 成孔方法

按照不同成孔方法，钻孔灌注桩主要分为正循环回转钻、反循环回转钻两类。其中，正循环回转钻适用范围是黏性土、粉砂、细中粗砂，含少量砾石或卵石（含量小于20%）的土软岩，孔径为800～2 500mm，孔深30～100m，泥浆作用是悬浮钻渣并护壁。反循环回转钻适用范围是黏性土，砂类土，含少量砾石或卵石（含量小于20%，粒径小于钻杆内径2/3）的土，孔径为800～3 000mm，孔深用真空泵小于35m，用空气吸泥机可达65m，用气举式可达120m，泥浆作用是护壁[2]。

2.2 施工特点

钻孔灌注桩的施工优势包括：

(1）承载能力强，对深基坑具有稳定作用，可以提高建筑结构的稳定性。

(2）施工工艺简单，需要的机械设备较为轻便，现场技术控制难度小。

(3）能穿越不同类型的土层，促使桩基础嵌入到基岩中，保证施工质量。

(4）施工过程中的噪声小、振动小，对周边建筑物、构筑物的影响小，易达到安全文明施工的目标。

缺点包括：

(1）在水下灌注混凝土时质量难以控制。

(2）成孔速度慢，泥渣处理不当会污染环境。

3 公路桥梁钻孔灌注桩施工技术

本项目中，结合现场环境条件和施工设计要求，桥梁基础采用钻孔灌注桩，施工流程为：准备工作→埋设护筒→钻机就位→钻孔→清孔→钢筋笼制作安装→水下灌注混凝土。施工主要技术如下：

3.1 埋设护筒

护筒一般选用钢质材料，常用4mm厚的钢板。钻进时为了防止护筒变形，应对护筒进行加固处理，提高钢板的硬度和耐压度。另外，在埋设护筒时，要保证轴线和桩位中心的对称性，埋设深度在100～120cm之间，护筒顶端超出地面40cm，将倾斜度控制在1°以内[3]。

3.2 钻机就位

护筒埋设完成后，根据桩基设计图，在孔位上方安装钻机，保证钻机的垂直度。实际作业时，可以使用线坠进行控制，确保钻机和钻孔处于同一条直线上。同时在钻机下方安置枕木，防止钻孔期间因振动导致钻孔倾斜、塌孔。另外，钻机工作期间调整力度和速度，保证平直度、稳固性。

3.3 钻孔

开始钻孔时，钻头提高距孔底约20～30cm，将真空泵加入清水，打开真空管路阀门、启动真空泵，抽出管路内的气体产生负压；当泥浆泵出口真空压力达到0.2MPa以上，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排入沉淀池，形成反循环。在钻进过程中，观测地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。采取减压钻进，可使钻杆维持竖直状态，钻头竖直平稳旋转，避免或减少斜孔、弯孔、扩孔问题。经常检查泥浆的各项指标，及时清孔或补充浆液。当钻孔深度达到设计要求后，对钻孔的中心位置、孔径、倾斜度、孔深进行检查，确认满足设计要求。

3.4 清孔

当钻孔深度满足设计要求后停止钻进，钻机和孔底距离控制在50～70cm，然后钻机转动3min，采用换浆清孔法清洗孔壁，将孔底的沉淀厚度控制在规定值以内，见表1。钢筋笼吊放进孔内，在水下灌注混凝土之前，再次检查孔底的沉淀厚度，超过规定值进行二次清孔，直至符合要求。

表1 钻孔灌注桩成孔质量标准 下载原图

3.5 钢筋笼制作安设

加工钢筋笼时，按照设计要求，钢筋笼每根桩预埋3根超声波检测管。沿竖向每隔2m设置一道钢筋骨架保护层，每道沿圆周对称设置4个混凝土保护层垫块。钢筋骨架临时存放场地必须平整、干燥，底部垫上方木，防止受潮或沾上泥土，并挂上标志牌[4]。钢筋笼入孔时，使用25t吊车吊装，安装时采用两点起吊法。钢筋连接时采用单面搭接焊，主筋接头错开设置，焊接接头长度区段大于1m。钢筋笼安装完毕，及时安装声测管，按设计要求布设，用扎丝牢固捆绑于加劲钢筋上，桩底处用10mm厚的钢板封焊。

3.6 水下灌注混凝土

以上工序均完成且检查无误，即可在水下灌注混凝土。本项目采用导管法灌注，施工顺序为：孔口支架及作业平台搭设→集料斗、导管安装→混凝土配制、由罐车输送至集料斗→混凝土振捣→分段提升、拆除导管→导管、集料斗及平台等拆除。要点总结如下：图1为灌注混凝土现场示意图。

图1 灌注混凝土现场作业示意图 下载原图

(1）复核钢筋笼、导管、预埋件的安装情况，开展密封性实验，为混凝土的灌注提供有利条件。

(2）安装漏斗、隔水栓等，保证混凝土灌注的连续性。

(3）混凝土在灌注期间，应控制好其性能，主要是流动性、和易性两个指标。

(4）浇筑连续进行、不得中断，导管埋入混凝土的深度为2～6m，控制好每次提管的高度。

(5）混凝土浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，一般超过30mm，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求[5]。

(6）灌注完成后，委派专人负责对钻孔灌注桩进行养护，如覆盖薄膜、洒水等，促使桩基能够尽快符合使用标准。

4 公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制措施4.1 常见质量问题和预防措施

钻孔灌注桩施工过程中，常见质量问题和预防措施如下：

4.1.1 成孔问题(1）塌孔

控制好泥浆指标；在回填土、松软层及流沙层钻进时适当降低速度；地下水位较高时加大水头；处理障碍物时，将残留的混凝土块清除干净。

(2）缩径

合理选用钻头，要满足成孔直径要求；经常检查钻头，出现缺损及时修复；在易缩径孔段钻进时，适当提高泥浆黏度。

(3）桩孔偏斜

钻机安装平稳，保持垂直度，经常检查校正；对钻头、钻杆进行检查调整，不能使用弯曲的钻具；坚硬土层不能强行加压，控制好钻进速度；对已偏斜的钻孔，慢速提升、下降往复扫孔纠偏[6]。

4.1.2 钢筋笼安设问题(1）安装和设计标高不符

钢筋笼入孔安装时保持垂直；混凝土保护层垫块的设置间距不宜过大；精确计算吊筋长度，安装时反复核对检查。

(2）钢筋笼上浮

严格控制混凝土质量，将坍落度控制在20±2cm，和易性要好；混凝土进入钢筋笼后，上升速度不宜过快，导管埋深不宜过大，控制在2～6m；提升导管时速度不宜过快，防止导管钩到钢筋笼带升。

4.1.3 混凝土灌注问题(1）堵管

控制好混凝土的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间，要满足设计及规范要求；导管应平直，内壁光滑不漏水；控制好灌注速度。

(2）桩顶部位疏松

桩顶预留出一段长度；确认标高时，为了避免沉渣和稠泥浆的影响，可使用钢管取样盒进行探测，当取样盒取样是混凝土时，说明标高达到设计值。

(3）断桩

控制泥浆密度及孔底沉淤，清孔时彻底清除泥块；混凝土灌注过程中，导管提升要缓慢；严格控制导管埋深，确保一次浇筑完成；上拔导管时精确计算埋深，不能凭经验拔管。

4.2 质量管理制度

本项目施工中，制定完善的质量管理制度体系，包括图纸管理和图纸会审制度、施工图现场核对制度、专项施工方案及作业指导书编制指导制度、施工技术交底制度、持证上岗培训制度、工程测量制度、物资设备配件采购制度、工程检测和试验制度、原材料质量管理制度、分项专职质量管理制度、隐蔽工程检查签证制度等。

以施工技术交底制度为例：

(1）开工前编制工程手册，向施工管理人员进行工程内容交底。

(2）施工阶段，技术人员对各分项、分部工程进行结构、工艺标准和技术标准交底，对工艺复杂的项目应进行现场示范指导。

(3）现场技术交底由现场施工技术人员向班长交底，并履行双方交接签字手续。

(4）施工技术交底以书面交底为主，包括结构图表和文字说明，交底资料妥善保存备查。

4.3 质量保证措施

建立健全质量组织机构，明确质量岗位责任制，建立质量保证体系。质量保证措施主要包括三个方面内容：

4.3.1 质量保证

合理配置施工人员队伍，对施工人员及相关主管的工作内容进行全方位控制、全过程控制，定期检查，根据检查结果进行奖惩。施工要做到标准化、程序化和规范化，从而打造样板工程。施工过程要做到全信息化控制，明确重点、难点工程，制定切实可行的施工方案和针对性处理措施。

4.3.2 思想保障

加强施工人员的思想教育宣传力度，使其认识到质量管理的重要性，提升人员的质量意识，增强其责任心和使命感。及时总结成功管理经验，集中精力解决存在的问题。在评先、评模、劳动竞赛评比中，将质量控制成果作为重要内容，实行一票否决制。

4.3.3 技术保证

(1）严格按照相关施工规范进行施工，进场后制定工艺技术质量标准细则，为施工管理提供依据。

(2）对设计文件图纸进行逐级会审，对技术方案进行逐级交底，并且保留记录以便检查。

(3）注重平时的质量检查工作，设计并优化检查程序，确保每个施工环节均处于受控状态，发现问题及时纠正。

(4）技术资料、施工控制资料要真实完整，能反映出现场施工全过程，满足竣工验收要求。

(5）编制施工组织计划并组织落实，对重要工艺流程、重点环节进行摄影记录。

(6）按规定办理各类变更设计，签证手续要齐全。

(7）针对专业技术工种进行岗位培训，施工人员需持证上岗。

(8）针对原材料、成品、半成品进行严格检验，不合格材料不得进场使用。

5 结语

综上所述，在公路桥梁工程中，钻孔灌注桩是一种常见的桩基础，具有施工方法简单、设备投入少、环境影响小的优势。文章结合工程案例，从埋设护筒、钻机就位、钻孔、清孔、钢筋笼制作安装、水下灌注混凝土等方面系统阐述了施工技术的相关要点。针对常见质量问题制定预防措施，建立完善的质量管理体系，结果表明，该工程施工期间未出现严重的质量问题，实现了预期管控目标。望通过本文能为同类工程的现场施工管理工作提供借鉴。

参考文献

[1] 张飞.关于钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].黑龙江交通科技，2020(9):132-134.

[2] 惠志巧，张海军.公路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制研究[J].住宅与房地产，2018(5):124-125.

[3] 谷文汉，温小非，赵如泉，等.钻孔灌注桩孔位及钢筋骨架新型定位技术研究[J].混凝土与水泥制品，2018(3):93-95.

[4] 吴超.公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用[J].工程技术研究，2020(20):72-73.

[5] 海宇锋.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术及质量控制解析[J].工程建设与设计，2017(5):163-165.

[6] 梁万达，姜占勤，丁浩.浅谈创优工程项目的施工质量管理措施[J].邢台职业技术学院学报，2021(3):95-98.