袁游洋
北京城建道桥建设集团有限公司 北京市 100022
摘要：近年来，以路桥施工工程为核心的交通运输工程借由社会经济迅猛发展的春风使得自身也得到了较快速的良好发展与进步，也受到了国家、社会及相关研究领域的高度重视。但飞速的发展也伴生出愈来愈大的行业压力，一些传统的路桥施工技术已不能较好地满足并适用于现代交通运输领域对路桥工程质量和施工效率日益增长的日益严格的要求。鉴于此，能更好适应多种地质情况和多种作业环境的钻孔灌注桩施工技术得到充分发展。钻孔灌注桩施工是路桥工程施工中一个核心的分部工程，该分部工程的各工序施工质量可以决定路桥工程下部结构是否稳定，直接影响路桥工程的整体建设质量。它具有施工流程便捷、效率高、适应性强等创新型优势。本文就特殊地质条件下钻孔灌注桩施工技术和质量控制进行分析和探讨。
关键词：路桥施工，钻孔灌注桩，细砂层地质，施工技术
绪论
近期参与施工的新疆维吾尔族自治区和田地区的47团至国道G580公路工程施工第三标段，本标段设计路线全长14.025公里，包含一座跨玉龙河的特大桥，特大桥采用34跨30米预制小箱梁先简支后连续组成，下部采用直径1.6米的钻孔灌注桩（摩擦桩），桩长38至40米，桩基施工区域地质为玉龙河细砂层地质。对于此种地质条件下钻孔灌注桩得以大显身手，但细砂地质容易塌孔的问题也伴随出现了，施工现场通过添加膨润土对泥浆的配比进行调整，形成优质泥浆，在孔壁上形成的均质致密泥皮使得孔壁更加稳定，很好的解决了塌孔问题。该过程中充分体出现钻孔灌注桩施工技术的实际应用价值，通过添加膨润土的泥浆也有效的保证钻孔灌注桩施工的质量。
一、钻孔灌注桩施工技术的内涵
1、钻孔灌注桩施工技术定义
钻孔灌注桩施工技术是在路桥工程施工现场通过机械成孔方式在地基中形成桩孔，钻机钻进成孔后，孔洞内部放置钢筋笼，导管安装完毕之后将混凝土均匀的灌入孔洞中，进而形成钢筋混凝土桩，采用机械钻孔的方法完成上述操作流程即是钻孔灌注桩法。
2、钻孔灌注桩施工技术优势
在路桥施工过程中运用钻孔灌注桩施工技术可以解决遇到软土地基而引发的横向移动、承载力不足和砂质地层钻孔容易塌孔等问题，还可以将地基表层上部结构的动载均匀的分布给深层的下部结构，减低局部塌陷、不均匀沉降问题，最主要的是：它具有适用于大多数地质条件、噪音小、造价相对较低和施工安全等特点。
3、钻孔灌注桩施工技术常见问题
当钻孔灌注桩施工技术实际应用到路桥施工工程中时,同样也时常会在工程中遇到很多施工问题,常见问题如下：
参与路桥工程施工的相关工作人员作业水平参差不齐，对成桩质量和成桩速度上存在很大差异。一部分参与路桥工程施工的作业人员的专业素养与能力不高,质量意识和安全意识也相对而言较差,这可能会直接影响到路桥施工工程桩基的整理质量和施工进度,进而降低了社会经济效益。对此，路桥工程施工的管理层人员应对参与工程施工的相关作业人员定期的进行专业培训和施工作业前的详细技术交底,从工程施工一线参与人员进行提高，从而有助于解决和改善以上状况。
钻孔灌注桩一般为水下混凝土灌筑，混凝土灌筑质量受到很多因素影响，增加了施工期间控制难度。经常因作业人员导管拔出长度太长出现导管底部与混凝土面分开的情况，可能导致断桩情况的发生。因此必须控制好首斗混凝土对导管底部埋设深度和灌注混凝土期间导管末端埋设深度控制在2-6m范围内。
软弱地层如细砂、粉砂、砂卵石地质情况下，钻机成孔过程中，坑壁不稳定极易导致塌孔现象发生，施工过程中应控制好钻机的钻进速度和垂直度同时，重点调控好泥浆配合比，必要时采用膨润土与SM植物胶为主要材料的优质泥浆护壁。
二、路桥施工中钻孔灌注桩的施工工艺要点
1、工艺流程
根据地质勘察报告，选用合适的钻机成孔，合理的调配泥浆配合比，桩基施工工艺：场地平整→桩位放样→制备护壁泥浆→护筒埋设→钻机就位→复验桩位→钻孔→成孔至设计高程→提钻→清孔→成孔验收→钢筋笼隐检→吊放钢筋笼→下导管→水下灌注混凝土并回收护壁泥浆→拔除护筒。
2、钻孔灌注桩的施工准备工作
施工准备工作在桩基工程施工全过程中所起到十分重要的作用，钻孔灌注桩的施工准备阶段在平整完场地后应通过全站仪进行桩位放样，确保桩孔的位置是准确无误的。即钻机就位后的钻机底座保持平稳，不发生倾斜和位移；钻头中心采用米字桩栓桩法对中，定位允许偏差≤20mm。
计算出护筒预埋的深度，护筒的垂直度偏差应控制在1%的范围内，预埋护筒的深度不应小于1m，内径大于孔径30cm左右，将预制钢筋笼和泥浆池的位置都提前预留出来，提前规划好混凝土的运输线路，确保施工中的每一个环节都能有序开展。
因本工程地质情况特殊，位于新疆维吾尔自治区和田地区玉龙河内，桩基位置地层中为细砂层，桩孔钻进过程中采用膨润土悬浮泥浆作为护壁泥浆，泥浆比重严格控制在规范标准以内，泥浆比重控制一般在1.15g/cm3左右（根据桩位处现况地质随时调整），采用泥浆比重仪进行检测泥浆浓度。施工过程中加强观察，注意孔内水位的变化情况，发现异常及时处理并上报，确保工程施工质量和安全。
3、成孔过程中的施工要点
（1）钻孔
成孔过程中的质量控制工作是钻孔灌注桩施工中的最重要步骤，钻机开钻后保持连续作业，钻进过程中经常检查桩径、中心位置、垂直度和泥浆比重。在进行钻孔过程中必须做好钻孔记录，反映成孔深度、土质情况等。若出现与地勘报告不符时，立即上报监理、业主，并请勘察单位重新勘验。钻进不得干扰相邻桩砼强度的增长，必须在中距5m内的任何桩的砼浇筑完成24h后才能开始。
（2）清孔
当钻孔深度达到设计深度且成孔质量符合要求后，采用掏渣法清孔。清孔时，孔内水位保持足够的水头高度以防止塌孔，然后钻机用掏渣钻头伸入孔底将沉渣进行清理，要求钻机将钻头降至孔底匀速旋转，略静止10s～20s反转关闭掏渣钻头闸门、慢速提升钻头。清孔后，孔底沉渣厚度不得超过100mm。如需二次清孔，则采用泵吸反循环法进行二次清孔，采用φ0.3m的导管进行清孔，通过砂石泵的抽吸作用，在导管内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的泥浆流向孔底，将沉渣带进导管内腔，再经过砂石泵排至地面沉淀池内。
（3）钢筋笼的制作和安装
按照施工图纸选用对应型号的钢筋进行下料加工，所有进场的钢筋必须材料证明证件齐全且进场复试合格后方可使用。钢筋每60t为一检验批，不同批号、不同炉号或不足60t时必须分别进行取样进行检测。钢筋骨架成型后，经质检员和驻地监理工程师检验合格后方可使用。
验收合格后的钢筋骨架在吊装下孔前，计算好吊筋长度并焊接牢固。钢筋骨架入孔时，钢筋骨架的轴心尽可能和钻孔同轴，避免钢筋骨架直接碰撞孔壁造成塌孔。桩基钢筋骨架起吊时一定要慢速匀速起吊，以免造成钢筋骨架变形。
4、水下混凝土灌注作业
在钻孔灌注桩的施工过程中，灌注混凝土的整个过程以及等待桩基成型的过程都属于典型的水下作业，那么要想实时全面的监测水下作业的施工状态就较为困难，而其关键施工内容就是确保水下混凝土的强度和桩身完整性。应根据设计提供的施工图纸和相关规范要求来确定桩基需要浇筑的混凝土理论用量。灌注过程中确保孔内在混凝土内部是均匀分布的，这样才能获得较为理想的浇筑密实度。对于水下混凝土浇筑质量，首先，应依据设计图纸和相关规范标准要求制作出合适的混凝土配合比，同时灌注前应对混凝土材料进行试验检测工作，比如坍落度、7天和28天同条件或标养试件的制作，确保最终成型的混凝土桩满足设计要求。
水下混凝土灌注采用导管灌注，导管在首次使用之前必须进行闭水试验，导管灌满水后，对导管进行打压。持续15分钟不漏水为合格，试验合格方可使用。导管接长采用丝扣连接，接头采用密封圈处理。控制导管底端至钻孔底空隙约为30-50cm。孔深、孔底沉渣厚度经监理工程师验收，钢筋骨架安装和导管安放完成，再次检测沉渣合格后立即灌注混凝土，混凝土连续浇筑不得间断。灌注首批混凝土后，导管埋入混凝土中的深度不小于1m，浇筑过程中始终保持导管在混凝土中埋置2m～6m。灌注的桩顶标高高出设计标高0.5-1m，以保证桩头混凝土强度；桩头部分在承台施工前凿除。
5、成桩检测
成桩后，进行基坑开挖，基坑开挖采用人工配合挖掘机进行，破桩头时采用空压机配合风镐进行，施工时从外向内，不得损伤钢筋，防止将桩头劈裂。待混凝土浇筑7天以后或达到设计强度的70%以上后，方可进行超声波测声法检测，检测频率为100%的逐桩检测，检测合格后方可进行下一步工序的施工。桩基进行无破损检测之前，应该将桩基顶面清理干净以免影响检测结果。
三、钻孔灌注桩施工质量控制措施
1、钻孔前质量控制
在钻孔灌注桩施工之前要开展严格的质量控制工作，钻孔之前施工单位必须做好充足的准备工作。首先，要制定严格的质量评价标准。在对各种材料进行采购时，必须严格按照质量标准完成采购工作，要选择质量达到设计要求的建筑材料。并且要对采购的材料进行严格的质量检测，如果出现材料不符合标准的情况，要对采购人员进行严肃处理。还要对不合格的建筑材料数量进行统计，制定材料采购计划。其次，施工方在选择供应商时，必须坚持公平公正的态度，选择产品质量达标、信誉较好的供应商。第三，施工单位在选择施工人员以及施工机械设备时，必须充分考虑钻孔灌注桩的实际施工情况，保证施工人员技术水平符合施工要求。同时要对施工机械设备进行严格控制，防止机械设备出现故障而影响施工进度和施工质量。
2、钻孔过程中的质量控制
钻孔施工过程是整个路桥施工的关键环节，钻孔施工过程中的质量控制结果对路桥的建设水平会产生重要影响。因此，必须重视钻孔过程中的质量控制工作。第一，施工单位必须建立严格合理的监督控制机制，对每一个施工环节进行明确划分，保证每一个员工的职责清晰明确。同时要建立质量监督小组对施工质量进行监督和检测，一旦发现不合格的施工程序要及时进行解决，保证每一个施工环节的质量。第二，施工单位要加强对施工人员的教育培训工作，提高施工人员的专业技术水平，同时也要强化安全教育培训工作，帮助施工人员了解安全施工对保证施工质量的重要性。此外，要重视对施工人员的施工行为进行监督和管理，保证施工人员在施工过程中能够严格按照相关的规范进行操作。
结论
在路桥工程的整个施工过程中，桩基的施工应是其最为关键的施工步骤，桩基具备了足够的承载能力，方能够支撑住整个路桥建筑物的自重以及外部可能会产生的各类荷载，其施工难度随着地质情况的复杂程度而增加，并且也具有一定施工风险。在具体的施工过程中，我们应确保钻孔灌注桩的桩基位置，同时对于成孔、钢筋笼制作安装和混凝土灌注工序的施工质量也应足够重视和严格把控。
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