浅析桩基工程在高速公路上的应用技术

摘要：确保桩基工程的施工质量是高速公路能否安全运行的重要保障。对桩基施工的有效控制，保证了工程的质量安全，也对企业发展具有重要意义。

关键词：桩基工程 钻孔 钢筋笼

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

1、施工准备工作

1.1平整场地道路

根据施工图纸上桩顶设计标高及自然地面高程，采用人工进行场地平整，按照设计钻孔平面的布置进行钻孔机械进出场道路修筑。在软弱地基上进行钻孔作业时，应对地基进行加固处理，必要时进行换填作业，保证钻机在施工时能正常施工。

1.2桩位测量放线

桩位放样的准确与否直接决定工程的质量安全，桩位放线时一定要严格按照测量规范要求准确的定出桥位，然后再经过复测，使定出的桩位误差控制在5mm范围内。通常桩位采用φ10mm、长35～40cm钢筋打入地下30cm，作为桩的中心点标记，在钢筋头周围洒上白灰圆圈作为标记，这样既有利于寻找，又可防止机械移位时破坏桩位。

1.3护筒制作埋设

护筒在钻孔前埋入桩位，护筒的制作及埋设方法如下：

护筒采用钢板加工制成，其钢板厚度为δ=6mm，护筒内径比钻孔桩设计直径加大20～30cm，护筒的长度根据钻孔桩的地质和水位情况确定。护筒埋设前要考虑桩位的地质和水位情况，对于地表为低液限粘土，地下水位很高时，护筒顶要高出地下水位1.5m，高出地面0.3m，直接置于夯实的粘土层（厚30～50cm）上，并在护筒的四周用粘土回填，分层夯实。

护筒埋设应控制好质量，以免在钻孔过程中发生孔口变形及坍塌，防止护筒底土层穿孔致使底脚悬空，造成塌孔，向外漏水、漏浆等事故。埋置好的护筒平面位置偏差小于5cm，护筒倾斜度偏差小于1%。护筒埋设前采用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，放四个护桩，并做好保护，埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心和桩位中心重合。

2、钻进作业

2.1钻机就位

根据桥的钻孔灌注桩设计形式，选择合适的钻孔机械，在中、弱风化岩层中钻大直径嵌岩桩一般采用转盘扭矩大，油缸压力大的机械，再配合部分反循环冲击钻机。钻机就位时应保持安平垫稳，钻杆垂直，以便在钻孔过程中钻机不会移位和倾斜。钻机就位后，要将钻头的钻尖对准孔位中心。具体方法是在护筒的刻痕处用线连成十字，钻头中心对准十字交叉点。

2.2泥浆制备

泥浆护壁的作用主要是使孔内形成具有一定高度的水头，产生向孔壁外的渗流压力，以克服向内的径向土压，从而保护孔壁的稳定，另外，泥浆还有浮碴作用。为充分发挥泥浆的护壁和浮碴作用，必须重视泥浆的质量，泥浆的比重和性能指标应满足《公路桥涵施工技术规范》的要求，控制失水率，粘土的备料量为成孔体积的100～120%。

2.3钻孔作业

钻孔前，根据地质勘探及水文资料，绘制出钻孔的地质柱状图，根据不同的土层可选择适当的钻头、钻进压力和速度以及泥浆的比重为主要参考数据。钻进过程，在土层变化处均应捞取渣样，判断土层，并记入记录表中。

按钻进工艺、机械技术要求及钻孔操作要点进行钻孔。钻进过程中经常检查桩径、垂直度、钻机位置是否正常等，填写钻孔桩施工记录并及时交接。经常对泥浆进行试验，设置泥浆净化系统，以清除钻碴，回收泥浆和减少对环境的污染。

成孔过程中，每钻进1m后，应采用罗盘式测斜仪或超声波测斜仪检测一次垂直度，发现偏斜及时纠正，保证成孔后垂直偏差小于1%。成孔结束后，使桩和桩位偏差控制在规定范围内。

桩深达到设计要求后，还必须检验桩径、桩位偏差、垂直度、泥浆厚度等并做好记录，合格后进行清孔换浆，降低孔内泥浆比重，减少沉碴厚度。准确测量孔深，计算出沉碴厚度，沉碴厚度必须控制在规范或设计要求范围内。

2.4反循环清孔

清孔方法采用换浆或抽浆清孔法。

清孔是钻孔灌注桩施工的一道重要工序，清孔质量的好坏影响水下混凝土浇筑、桩身质量与承载力的大小。为了保证清孔质量，采用两次清孔，在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转反循环清孔，调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑。第二次清孔利用导管进行，并在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则，需重新测量沉渣厚度或清孔。

桩孔达到设计深度后，用探孔器对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，确认满足要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。先静止1h，等悬浮物全部沉淀后再清孔，清至孔底泥浆比重为1.2左右时，在孔内加适量粘土用钻头旋转，将底部砂石浮起，再次清孔，清至泥浆比重为1.05左右，测量沉碴厚度，合格后开始下钢筋笼。

3、钢筋笼制作与安装

3.1钢筋笼的制作

骨架制作方法可用卡板成型法或箍筋成型法。钢筋笼在现场平地上集中制作，分节绑扎，每隔2m设置加强箍筋一道，纵向主筋采用焊接连接，整体或分节吊装入孔。在桩长不大、汽车吊臂够长时应尽量做成一节，在桩长很大时钢筋笼可根据吊车起吊高度分段制作。每段钢筋笼必须有足够的刚度，刚度不足者应增设加强箍圈。钢筋笼制作完后，要逐节进行检验。

当钢筋有焊接接头时，1000mm的区段内，同一根钢筋不得有两个接头。在该区段内有接头的受力钢筋截面面积不超过受力钢筋总截面积的50%。竖钢筋搭接采用双面焊。设计规范要求，桩基的钢筋笼中，直径≥25mm的钢筋采用机械硬联接，采用SA级接头。接头需要相互错开，满足施工规范的要求。

3.2钢筋笼的吊装和放置

钢筋笼搬运时要防止扭转、变形、弯曲。埋设放置钢筋笼时采用吊车整体吊装，对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼下放到设计位置后，马上检查钢筋笼的位置是否安装到设计位置，是否发生偏心，检查合格后，马上对钢筋笼进行固定。

4、水下混凝土的浇筑

浇筑钻孔桩的水下混凝土采用导管法施工。混凝土采用在有自动配料系统的拌合站集中拌合，倾卸车输送，吊车浇筑，桩机配合的施工方法。

混凝土须具有良好的和易性，配合比通过试验确定，坍落度宜为180～210mm；水泥用量不少于340kg/m3，含砂率宜为40%～43%，选用中粗砂；粗骨料最大粒径应小于40mm，连续级配；混凝土中可掺外加剂改善和易性和缓凝。

在浇注即将结束时，导管内混凝土柱高度减小，压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。如果混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，使浇注工作顺利进行，泥浆引流至适当地点处理，以防止污染。另外加大料斗至孔口的高差，使混凝土能顺利灌注，并保证桩顶混凝土的质量。

5、桩头处理和检测

待钻孔灌注桩的混凝土强度达50%以后，方可进行桩头处理，人工用风镐凿除桩头，桩顶标高要符合设计要求，待桩头处理完毕，对桩的承载力进行检测，检测应根据设计要求采用静载试验或大小应变法进行。设计规范要求桩长超过 40m的桩要用超声波法对整个桩身进行检查。灌注桩时，在桩身指定位置，按设计要求从桩头到桩底埋设三根Ф50mm的钢管，呈三角形布置。

结束语

以上，介绍了桩基工程的施工准备工作，并从钻进作业、钢筋笼制作与安装、水下混凝土及桩头处理四个方面进行了论述，在施工过程中严格按照设计规范施工是桩基工程质量的重要保证，对同类工程的施工具有参考价值。

参考文献

[1] 《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003

[2] 《公路桥涵施工技术规范》JTJ/T F50-2011

[3] 张建红.钻孔灌注桩施工中的问题及处理措施[J].山西建筑,2009。