灌注桩在桥梁基础中的应用技术探讨

【摘 要】本文通过结合工程实践，探讨了桥梁施工中灌注桩的主要技术、施工工艺和质量控制等方面，为同行提供了参考和指引。

【关键词】灌注桩；桥梁施工；水下混凝土灌注

1.工程概况

某桥梁由左右两幅桥组成，桥跨布置为（3×30+3×30）米装配式部分预应力混凝土箱梁，有预制箱梁60片，该桥基础经采取灌注桩施工，先针对该桥梁的灌注桩施工实施而展开探讨。

2.施工技术

2.1测量定位。各测量点（俗称大样点）采用光电测距仪进行闭合测定，无误后用混凝土固定，并安装防护标志，防止因重车碾压和重物碰撞后而产生位移。桩位测量采用全站仪测位法，但在桩位测定前，需对所用的测量基点进行复核，使其符合各种平面尺寸关系后方可使用该基点。桩位测定分初、复测，分别为挖埋护筒前和埋设护筒后，复测合格后，打入Ф12钢筋一根，作为钻机定位标志，然后用水准仪测定其护筒标高后，经现场监理验收合格后方可就位施工。

2.2埋设护筒。钻孔灌注桩的孔口护筒是保护孔口，隔离上部杂填松散物，防止孔口塌陷的必要措施，也是控制定位，标高的基准点。因此，每根工程桩施工前宜埋设护筒。护筒选用大于桩径10～20cm的钢制护筒，埋入深度以满足隔离杂填士，防止孔口塌陷为准，护筒四周间隙用粘土回填并捣实，以确保护筒稳定牢固。

2.3钻机就位。钻机就位时，转盘中心对准桩位中心标志的偏差应小于20mm，并用水平尺校对转盘水平，并做到天车中心、转盘中心与桩位中心成一垂直线。

2.4成孔施工。本工程采用正循环回转钻进方法，钻头选用单腰带三翼锥形钻头。施工中应根据地层情况合理选择钻进参数，一般开孔宜轻压慢转，正常钻进时钻进速度宜控制在6m/h以内，临近终孔前放慢钻速以便及时排出钻屑，减少孔内沉渣。通过3PN泥浆泵将循环池内的泥浆泵入钻杆内，从钻头返出，钻头切削土体形成的泥浆从钻杆与孔壁的环状间隙内上返至孔口，再通过立式排污泵或泥浆沟排入循环池，从而形成泥浆循环系统。现场备用立式排污泵。为防止相邻桩串孔或影响邻桩的成桩质量，相邻桩的成孔施工以满足4D或不少于36小时为宜。因此，对不满足要求的桩跳桩（间隔一桩）施工。

钻孔形成自由面时，由于受地层覆盖土压力的作用，使自由面产生变形，泥浆使用得当可以抑制变形的产生。因本工程土层自造浆能力较差，施工当中采用配制泥浆同原地层自然造浆相结合，在泥浆池中调节泥浆物理性能。根据不同的地质情况，选用不同的泥浆性能参数，来平衡地层的侧压力，以保证孔壁的稳定性，防止坍孔。配制泥浆常用材料有：膨润土、黄粘土等，也可以从其它工地运送优质泥浆调配。

2.5清孔处理。清孔是钻孔灌注桩施工重要的一道工序，为了保证清孔质量，本工程采用两次循环清孔。第一次清孔采用正循环清孔，第二次先采用正循环清孔，视清孔结果，如达不到沉渣控制要求则进行气举反循环清孔。为保证清孔后沉渣满足设计要求，在钻进将至终孔深度时，减缓钻进速度，使土层颗粒充分水化分散，为清孔的顺利进行，作好必要的前期准备。

第一次清孔在成孔结束时利用钻杆清孔，调制性能好的泥浆替换孔内泥浆与钻屑，时间一般控制在30～60分钟左右。第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后利用导管进行清孔，清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。如采用反循环清孔，风管长度以不超过孔深2/3为宜，空压机选择以不小于1.8m3为宜。清孔后沉渣控制在50mm以内，用泥浆比重仪和漏斗粘度计测定泥浆比重和粘度，各项指标均符合要求后请监理方进行现场验收，合格后方可进行水下混凝土灌注，并在第二次清孔结束后30分钟内灌入混凝土。

2.6水下混凝土灌注。导管采用直径为219mm或250mm，长度为3.5m和2.5m无缝钢管，游轮丝扣连接。该导管密封性好、钢性强、不易变形。在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残物，导管是否已经变形。下导管时，必须加好橡皮密封圈，以确保导管密封。使用后，必须清洗干净，整齐的堆放于指定位置。根据孔深配置导管长度，并按先后次序下入孔内，导管口距孔底距离控制在300-500mm范围内。当第二次清孔结束时，在30分钟内倒入足够的初灌量，以满足导管初次时埋入砼面深度超过1m。灌注前，导管位置应居中，导管底口距孔底0.5m左右，放好砂包或盖板。混凝土车靠近孔口后，将混凝土倒入漏斗，待混凝土装满漏斗后提起盖板，将漏斗内混凝土灌至孔底，同时砼车内的混凝土也连续地灌入孔内。

为了有效确保导管的埋深长度，每次拔管前必需用测绳进行测量后，由现场质检员确定应拔管的长度，并进行记录备查。对于连续灌注混凝士，导管埋深一般控制在3～10m的范围内。同时为了保证桩顶质量，一方面清孔时尽量降低泥浆比重，另一方面经常检测混凝土灌注的上升速度，尽量准确掌握砼面上升。灌注结束前准确测量桩顶标高，确保超灌长度不少于设计要求后方可停止灌注，以保证桩顶质量，同时，应减少材料的浪费。

2.7钢筋笼下放。钢筋笼由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作，并对钢筋搭焊质量抽样送检，同一规格每300个焊接接头抽样做一组拉伸试验。钢筋笼做到成型主筋直、误差小、箍筋圆，直观效果好。经质检员检验，并通过监理复检合格后，方可使用。本工程钻孔灌注桩桩顶标高均距自然地坪有一定的距离，都有一段空孔不需要灌注混凝土，如果不加以回填，将影响施工、危及施工安全。从经济和效果双方面考虑，采用袋装渣土回填空孔，至地坪下0.7～1.0m左右，再用石块和宕渣回填至孔口。

3.灌注桩施工质量提升

3.1钻孔护壁技术措施。钻孔形成时，由于受地层履盖土压力作用，使自由面产生变形，泥浆使用得当可以抑制这种变形。根据本工程地质条件，施工现场将设置若干个储浆池，开钻前先运一部分粘性土泥浆用于成孔护壁，结合地面人工调节泥浆物理性能。根据不同的地质情况，相应选用不同的泥浆性能参数来平衡地层的侧压力，以抑制孔壁的缩径、坍塌及进入持力层后的漏浆等现象发生。

3.2钢筋笼（钢构架）制作与主筋保护层措施。钢筋（角钢）选用具有质量保证书、并通过抽样复检合格的钢筋（角钢）。钢筋笼（钢构架）由专职钢筋笼工和持证电焊工上岗制作。钢筋笼（钢构架）在预制模中焊接成型，钢筋笼做到主筋直、箍筋圆、误差小、直观效果好。钢筋笼保护采用扁园柱体砼块，其直径为保护层厚度的2倍，即砼块厚度为50mm，中心留Φ10mm孔，用Φ8钢筋串焊在钢筋笼上，每环箍设3～4块等分，环箍间距@9000左右，以保证钢筋笼主筋有足够的保护层，笼顶加强箍处务必有一道砼保护环块。

3.3混凝土灌注技术措施。当清孔验收合格后（清孔过程中施工员预先与商品砼厂家预约供砼方量及大至时间），施工员通知混凝土供应商供砼（供应商混凝土原材料计量偏差应符合GB50204-92中允许偏差的规定），砼运输车到达现场后，施工员检查砼的和易性、坍落度等指标，验收符合要求后方能开灌。桩顶混凝土灌注高度控制，为保证钻孔灌注桩桩顶混凝土的质量，混凝土灌注时为确保桩顶混凝土面的真实性以专用工具从孔口取出样品为准。

4.结语

随着科学的不断发展，桥梁施工技术不断创新。灌注桩技术近年来发展迅速，设计和施工单位应该不断学习，更新施工技术和质量控制，并结合项目特点，制定严谨的施工技术指南，确保工程能够顺利进行。