铁路桥梁钻孔桩施工技术探究

【摘要】铁路桥梁的质量直接关系到桥梁的安全，而桥梁的安全主要取决于桥梁的基础。钻孔桩基础对于桥梁的质量和安全来说有根本的保证。本文对钻孔灌注桩施工工艺及方案进行了详尽的探讨,并针对性地提出了具体的处理方法,以完善桩基施工工艺,提高桩基工程的质量。并就建设单位、施工单位、设计单位、监理单位的责任和任务等进行了分析，从而确保铁路桥梁的质量，进而保证铁路交通的安全。

【关键词】铁路桥梁；钻孔桩；质量安全

中图分类号：K928文献标识码： A

施工单位必须要按照要求和标准及技术指南进行施工，严谨把控工艺及工序管理，确保钻孔桩的工程质量。且及时填写内业相关资料。

1施工前的主要准备

1.1 钻机就位

钻机采用 多 台 KJ- 60 型冲击钻，在拟安装钻机基础部分用合适的土加片石垫高筑岛并碾压密实，再满铺枕木两层，以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。然后进行钻机就位，控制调整垂直度和水平，钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。

1.2泥浆制备

在合适的位置，配制制浆池、储浆池及沉淀池，各池之间用循环水槽连接，施工中钻渣随泥浆从孔内排出进入沉淀池，人工用网筛将钻渣捞出，使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内，形成不断的循环，另外，泥浆池内壁用黏性土抹平，覆盖塑料布。造浆材料宜选用优质黏土，必要时加入膨润土和外加剂，保证泥浆自始至终性能稳定、沉淀少、护壁效果好和成孔质量高.设专人对泥浆进行粘度、相对密度、含沙率测试，当泥浆指标达不到表内规定时，及时调整泥浆指标。

1.5 钢护筒制作与埋设

钢护筒直径一般比桩基直径多20-30cm，采用 3～5 mm 钢板制作，高度 2 m，在距护筒顶面 10cm 处，切割一个 30 cm×40 cm 的排浆孔.把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，拉护桩十字线，然后移动钢护筒，使钢护筒圆心与护桩十字线交点位置重合，同时用水平尺或锤球进行检验，确保护筒竖直，调整完毕后在护筒周围对称、均匀地同填最佳含水量的黏土，并分层夯实，夯填时应注意防止护筒偏斜，保证其位置偏差不大于 5 cm，倾斜度不大于 1%即可。在护筒排浆孔的位置，开挖设置排浆槽，使其与泥浆池连通。

2 钻 孔

2.1 钻孔施工要求

摆放钻机时错开布置。钻机就位时，使其底座平稳、水平，钻架竖直，通过测量控制使钻杆中心与孔位中心基本重合，偏差不大于 5 cm。开钻前，首先把钢护筒里面上部土层人工清除，然后在护筒内多加一些粘土，对部分淤泥质部位还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固孔壁，防止塌孔，确保成孔质量。钻进时应坚持减压钻进，并保持重锤导向作用以保证垂直度，防止形成斜孔、弯孔。由于该桥地层松散、软弱，刮刀钻头的刀齿能轻易插入土层中，钻孔阻力极大，在这部分土层中钻孔时的钻压、转速均不能过高，经过实践总结上层松软的粉细砂层钻压控制在 5～10 t，转速控制在 3～4 rpm/min；密实状细砂层钻压控制在 15～20 t转速控制在 5 rpm/min。开始钻孔时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下 3～4m后，可根据实际情况适当加大冲程。钻斗提升时，泥浆在钻斗与孔壁之间流速加快会冲

刷孔壁，有时还会在孔内产生负压，遇松散砂层极易塌孔，因此必须控制提钻和下钻速度，应以慢速、匀速提升和下放。本工程钻斗升降速度控制在 0.6 m/s 以内。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听冲击声，以判别孔底情况，如有淤泥粘钻、卡钻情况，及时向孔内

补充粘土和片石。

2.2 控制泥浆比重及抽碴

及时向孔内补浆补水，孔内水泥浆水平面应保持在高出护筒脚至少 0.5 m 以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁。但比护筒顶面低 0.3 m，防止泥浆溢出。泥浆比重应比施工规范稍大，施工规范为 1.1～1.3，钻孔过程中由于地质为砂性土，含砂率大，泥浆粘度小，故泥浆比重可控制在 1.6 左右，等终孔时再把泥浆比重调整下来。抽碴时应把碴筒放到孔底后上、下提放几次，使其多进些钻碴，然后提出。在抽碴后适当投放少些粘土造浆，不宜一次倒进过多，防止粘结。

2.3 清 孔

钻孔施工过程中必须及时检测孔深、直径和倾斜度，以确保终孔后钢筋笼的安装。

终孔后及时清孔，孔内含泥量、含碴量和孔底沉渣应符合设计要求。

3 钢筋笼的制作与安装

按设计图纸和技术规范要求进行钢筋笼制作，由于钢筋笼长度大、分节多，为加快钢筋笼入孔速度，减少孔口 2 节钢筋笼焊接工作量，该桥钢筋笼接头采用直螺纹机械连接接头，在孔位处对接安装，钢筋笼在钢筋车间采用长线法制造。成品钢筋笼应垫高存放，防止变形，还应该加盖篷布，防止淋雨雪生锈。在钢筋笼上下端及中间每隔 2 m 同一截面上还应设置四个钢筋“耳环”，防止钢筋笼外砼保护层的厚度不够。用于桩基检测的声测管同时安装固定在钢筋笼内壁。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装，不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。就位后应固定牢固，容许偏差不大于 5 cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。同时仔细检查每一节声测管并做水密试验，确认无砂眼等缺陷。

4 桩基水下混凝土灌注

4.1 混凝土搅拌

桩基砼强度等级设计为 C30为宜，根据实验室选定配合比集中拌制，塌落度取 16～20 cm 之间，坍落度损失 2 h 内不得大于 1 cm；含气量≥2.0％，易于水下灌注。冬期施工时，混凝土的入模温度不低于 5℃，夏期施工时，混凝土入模温度不超过 30℃。为保证灌注砼的连续性，为防止停电而导致施工中断，搅拌

站备用一台应急发电机。

3.4.2 混凝土运输

为保证施工的连续和混凝土的质量，宜采用混凝土罐车进行运输。

3.4.3 混凝土灌注

本桥采用水下灌注混凝土，灌注前先把导管安装好，安装前要进行水密、承压及接头抗拉强度试验，进行水密试验的水压力不低于孔内水深的 1.5 倍压力。安装时应记录好导管的长度及节数，导管下端距桩底控制为 0.3～0.5 m，确保导管不透气漏水。混凝土灌注必须连续进行，拆除导管所耗时间尽量缩短，一般不超过 15 min。在灌注混凝土过程中，严格测量混凝土高度，及时提升导管，提

升导管不能过猛，当提升法兰接头露出孔口一定高度时，拆除导管，动作要快导管埋深一般保持在 2～4 m，最大埋深不大于 6 m。灌注混凝土速度要快，灌注桩顶标高控制在高出桩顶设计标高 0.5 m 以上，在混凝土初凝后，拔出护筒，凿除桩头多余混凝土。

4 钻孔施工中常见质量问题及处理措施

孔过程中常会出现偏斜孔、卡钻、掉钻、缩孔等问题，在此根据工程实际提出处理措施，以保证施工质量。①偏斜孔。由于钻机支撑不好、桩孔地质构造不均匀

等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏斜孔时，应将钻机重新对中整平，然后采用片石加粘土、水泥等组成的混合物将钻孔回填至合格成孔的高程处，待地层静置稳定后重新开始钻孔，严格控制，及时纠偏。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速减慢。②卡钻。由于“探头石”引起的卡钻，可以先往下放钻头，而后强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回、

破损，从而顺利提起钻头；因钻头穿过岩层突变处导致卡钻，优先采用水下爆破的方法进行处理；由于钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头被沉泥沉砂包围而无法提升，应插入高压水管稀释钻头处泥浆，消除粘结，提起钻头。③掉钻。由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头脱落，应及时采取恰当的方法实施打捞。④缩孔。由于特殊的冲积砂质软土、淤泥质土，局部流塑性土层地质情况，该桥容易发生缩孔。针对缩孔，可采用块石土、小片石回填，重新冲击，反复操作，直到孔壁稳定不再缩孔为止。

⑤封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理干净，重新请示监理检查，符合设计和规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。⑥堵管。发生导管堵塞，可以少量提升导管而后快速下落进行疏通或者及时加长上部导管的长度而后以一次性较大方量混凝土冲击灌注疏通导管。⑦断桩。断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一以下时，一般采取冲击钻清除已灌注混凝土，再实施原位灌注桩基。断桩截面位置处于设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大时，可采用人工挖孔后按照要求接桩。⑧钢筋笼上浮。发现钢筋笼上浮后，应立即暂停灌注。对于钢筋笼上浮在 1 倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，重新冲孔施作。

5 结 语

铁路桥梁工程中，钻孔桩的质量是关键环节，必须严格按照工艺流程，确保桩孔质量，从而确保铁路桥梁的质量安全，让桥梁更好地为经济建设服务。

参考文献：

[1] 冀晓梅.浅谈桥梁工程钻孔桩施工工艺及事故分析[J].山西建筑,2011,37(23).

[2] 崔天宝郑州黄河公铁两用桥主桥长大钻孔桩施工技术[J].世界桥梁,2011,(1).

[3] 褚英文钻孔桩施工中的质量问题及处理措施[J].黑龙江交通科技,2009,32(12).