陈浪

贵州桥梁建设集团有限责任公司

摘 要：以某桥梁项目桩基工程施工实践为依托，结合深层地质条件、外部复杂环境，为提高项目施工实用性与安全性，提出了符合本项目特征的超长钻孔灌注桩施工方案。对该方案在复杂地质工况下的施工要点加以探讨，形成了超长钻孔灌注桩设计参数，并对施工工艺进行了梳理。

关键词：公路桥梁工程;钻孔灌注桩;施工技术要点;

作者简介：陈浪（1983—）,男,本科,高级工程师,从事公路工程项目管理工作。;

0 引言

钻孔灌注桩即借助机械钻进行桩机掘进，将钢筋笼置于桩孔内灌入混凝土从而形成灌注桩[1]。该工艺在众多工程项目施工中广泛应用。众多学者对钻孔灌注桩相关工艺进行了分析研究。有学者对风化岩地基应用大直径长螺旋钻孔灌注桩方案的地基承载力进行了研究。有学者对加固区形态分布与水泥浆扩散方式间的关系进行了分析。还有学者利6根钻孔灌注桩应用抗压桩、负摩擦桩、顶拔桩三种不同模式的剪切特性加以分析，并进行了现场加载试验。以往钻孔灌注桩相关研究多以理论研究为主，笔者基于某桥梁桩基工程特点，分析了复杂地层应用超长钻孔灌注桩方案的可行性，并对其工艺参数、施工要点加以探究，旨在为指导现场施工提供了参考。

1 工程概况

某桥梁项目为四跨下承式钢拱梁组合桥，南北侧引桥分别为2 m 25 m与（30+28+32)m钢箱梁结构，桥梁全长407.6 m，共9跨，桥面宽度为43 m，主桥墩桩径为1.5 m，桥墩为3 5号，其余桥墩桩径为1.2 m，下部结构以承台结构联合钻孔灌注桩基础的方式承重。桩基均为C30水下混凝土灌注桩，合计122根，最大桩径1.5 m，最长桩46.2 m,0号墩台与9号墩台为20根1.0 m桩径，3号墩、4号墩、5号墩桩径为1.5 m，余者墩桩桩径为1.2 m。桩位布置情况如图1所示。

2 钻孔灌注桩生产性试验

2.1 试验目的

复杂地层中，水上灌注桩钻孔施工中，需保持p H值、泥浆黏度、相对密度、含砂率等指标合规，桩基可正常施工[2]。

图1 桩位布置（单位：cm) 下载原图

2.2 试验位置及参数说明

试验位置选定6号墩水中桩基作为试验桩基，固定p H值在7.0 9.0范围内，泥浆相对密度1.06 1.20范围、黏度在18 28 Pa·s范围内，施工中钻孔工艺选择冲击成孔法，现场对试验桩基进行荷载箱式静载检测、高应变检测和声测试验，确保施工顺利进行。

2.3 试桩结论

静载试验检测结合高低应变检测，证实了试验桩桩基为I类桩基，符合规范要求，达到设计标准[2]。

3 钻孔灌注桩施工工艺

3.1 施工工艺流程

钻孔灌注桩的施工工艺流程如图2所示。

3.2 施工工序控制要点

(1）用全站仪对业主和设计单位提供的控制桩点进行施工复测，遵循市政桥涵施工技术规范进行作业，确保内业计算、外业测量符合标准，利用控制桩进行平面控制网布设，并完成高程加密。复测后将测量结果呈交监理工程师，核实无误后方可进行后续施工。

(2）以10 mm厚钢板卷制作桩基钢护筒，内径、桩径差约为0.2 m，制备完毕后埋设岸上桩基钢护筒（0,7,8,9号），参考地质勘察结果，将2 m长钢护筒埋设后，保持顶面高出地面30 cm。于测量放样孔中心位置四周埋入保护桩，便于后续复测，采用人工配合机械开挖的方式定桩回填[4]。桩孔内置入钢护筒，底部以黏性土填充并压实，外壁采用黄泥密封或用泥浆堵实，对钢护筒下放后的桩位进行复测，确保无误后需保持其与顶面平高，钻机上不得压放重物避免影响其性能，不利于钻机对中定位[5]。

图2 钻孔灌注桩施工工艺流程 下载原图

(3）采用定制钢护筒进行水中桩基埋设，固定后于临时平台搭设后放置入水。1 6号墩桩基为水上墩，以10 mm厚钢板卷制备而成，需保持内径与桩基桩径差为0.2 m，按照2 m标准进行护筒设计，每个护筒设置为2节，均为10.5 m，使其发挥永久性保护作用。钢护筒加工完毕后，焊接内撑，避免转运中变形，定位下放时将内撑去除。保持钢护筒加工直径误差在2 cm以内，于刃脚30 cm处焊接钢板补强，下放时，需借助导向架进行水上墩桩基钢护筒定位，导向架结构如图3所示。

图3 导向架示意 下载原图

(4）下放钢护筒前，借助导向架进行放样，根据测量结果将其置于施工平台，随后由汽车式起重机配合振动锤，完成钢护筒下放工序，需保持钢护筒两节均处于同一垂直线，借助导向架进行钢护筒角度调整，避免移位，需控制钢护筒平面偏差小于5 cm，垂直度小于5/1 000，下放完毕后，需保持护筒顶面与施工平台平面高程差50 cm。

(5）钻机就位后，检查其性能是否良好，确保无异常或故障[6]。通过待测桩位定位确定钻机位置，钻孔前需保持钻机稳定，确定钻机及钻杆位置，保持钻杆垂直，借助自动控制系统进行校正，确保钻机垂直后方可施工操作。

3.3 钻进成孔技术

3.3.1 泥浆制备

施工现场泥浆池容量约为钻孔容积的1.5 2倍，底部与四周以塑料布覆盖避免泥浆外漏，也可采用其他措施加以封闭[7]。现场常用的泥浆制备设备包括水力搅拌器和泥浆搅拌机，前者多用于黏土造浆，后者常用于膨润土造浆。

造浆完毕后，进行性能检测。钻孔施工中进行含砂率、泥浆密度等指标检测，将检测数据如实填写在泥浆试验记录表中，根据地质变化进行泥浆性能指标的适度调整，确保性能达标，符合施工规范。施工现场设置回收池进行泥浆回收，沉淀净化后将其输送至储浆池。多重工序回收处置后，并检测合格，方可重复利用。

3.3.2 钻进

(1）钻机就位后将其持平，并牢固支垫前支点。成孔施工操作中需对钻机水平度及时检测，发现钻机前支点下沉时，及时调整并将其顶起，钻机平整且达标后方可继续进钻。

(2）钻孔前，保持钻头位置居中，拉起钻头保持护筒顶面与其平齐，于钢护筒护桩上绑十字线并确定桩位是否与钻头吻合，及时调整钻头避免偏差，确保钻头中心、基桩中心与钻机吊绳保持一致[8]。严格遵循施工图纸、技术指标，钻孔中采集钻渣样本，判断钻孔土层与地质勘测结果是否保持一致。

(3）坚持“减压钻进”原则，严格控制钻孔施工。钻孔桩刚进入岩面或挺进岩石交界处对冲程加以控制，与岩层平稳接触后调整进钻速度。

(4）钻孔桩到达指定标高后，及时将岩样取出并根据取样特征结合钻进速度判断是否达标[9]。

(5）终孔后，及时采集渣样判断样本是否符合持力层要求，并采用钻具推算法、测绳法进行桩基成孔深度检查，定期检查钻孔过程中的偏位状况，及时发现异常情况并加以纠正。

(6）根据钻头钻具长度、护筒顶标高，进行孔底标高的计算，并利用钻具推算法或绳测法获取成孔深度，计算钻孔孔底标高、钻孔深度、持力层均符合设计标准方可终孔，并定期以钢尺复测，减少测量误差[10]。

3.3.3 终孔

钻孔至设计深度后，对钻孔周边区域地质情况进行核查，对比地质柱状图与钻孔取样钻渣，判断地质形状是否达标。不符合勘察设计资料标准者，及时通知现场设计代表或监理工程师处置。符合要求者，进行孔径、孔深、孔型等基本信息的确认。

采用测控仪对终孔孔径、孔壁、垂直度、孔深等数据进行检测，成孔后钻机显示界面的钻孔深度、测绳测量所得钻孔深度数据分别记为L1和L2，若L2

表1 钻孔桩基成孔质量检测指标 下载原图

4 施工方案调整

该桥梁项目陆地施工区域，桥梁下部结构桩基均能顺利成孔且完成灌桩，但由于水下底层结构复杂，水中灌注桩桩基成孔施工中易出现卡钻、塌孔现象，对桩基施工工期产生影响，由于打捞钻头、重复施工，导致施工成本明显增加，项目支出远高于普通灌注桩造价。为解决这些施工难点，该项目对施工方案进行了适度调整，增设钢护筒并合理延长其长度，确保高效成孔，保障灌注桩质量。调整后方案如下：

(1）钢护筒直径为1.2 m，埋设于不透水层深度大于2倍的钢护筒直径；钢护筒直径1.5 m，埋设于不透水层深度大于1.5倍钢护筒直径。根据试打情况，直径不足1.5 m的钢护筒厚度为12 mm，直径1.5 m以上的钢护筒厚度为14 mm。

(2）钻头钻进卵石层后，调整泥浆相对密度为1.3。

(3）完成桩基管桩后，钢护筒埋深约4 m，难以拔出且拔出后会对桩头混凝土质量产生影响，所以采取承台下部分钢护筒永久保留的措施，承台上区域于承台拆除后清理的方案。

(4）钢护筒埋设采用120 k W双夹振桩锤配合80 t履带式起重机同步施工，确保钢护筒埋设垂直度，保障现场施工得以顺利进行。

5 结论

综上所述，文章对某桥梁复杂地层应用超长钻孔灌注桩施工方案进行了分析，总结出以下施工要点：

(1）因桩基土层土体结构稳定性差，超长钻孔灌注桩钻孔施工前，需根据项目特点、现场要求提前做好人工造浆工序，为成孔提供循环泥浆。

(2）严格控制黏度、相对密度等人造泥浆参数，实现可循利用目标。

(3）严格控制钻孔速度，结合不同土层结构特点、设置钻进速度，砂层需采取低速钻进策略以确保护壁稳定，砂层较厚地质需对成孔后首次清孔质量严格控制，以避免钻孔沉渣大量沉淀[11]。

(4）控制钢筋笼加工工艺参数，控制预拼装精度，并于运输、起吊、安装等过程中做好防护，避免钢筋笼变形。

(5）超长钻孔灌注桩施工方案的关键在于水下混凝土灌注，施工现场应用大料斗配合搅拌车进行连续灌注，严格控制施工进度避免延误工期。

(6）结合项目实际和工艺特点，通过增设钢护筒的方式使施工速度明显加快，同时避免了对地层扰动，确保施工顺利进行。

参考文献

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[9] 雷志辉,邹小卫.旋挖钻锤击整节钢护筒穿越流沙层施工[J].中国住宅设施,2022(9):67-69.

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