桥梁基础大直径灌注桩施工技术

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0引言
灌注桩是桥梁工程最常用的基础类型，而在特殊的地
质地层条件下，为满足工程要求，需增加灌注桩的直径，
即采用大直径灌注桩，因此对相应的施工技术提出了较高
要求，有必要通过分析和评价确定技术的合理性与可行性。

1工程概况
某桥梁结构采用中承式三铰拱结构，单跨跨长为
97.536m，桥面宽度为25m，下部结构为空箱式桥台与松木
斜桩。

为对该桥梁进行大修加固，使其保持在安全稳定的
状态，设计决定采用钻孔灌注桩对桥梁基础进行加固处理，
灌注桩的直径在3.2～3.6m范围内，为典型的大直径灌注
桩，桩长为45m，在桩顶采用横向系梁进行连接。

现围绕该
桥梁工程实际情况，对其基础加固处理中大直径钻孔灌注
桩施工技术进行如下分析研究。

2护筒制作与插打
按照设计施工图要求，钢护筒长24m、内径3.6m、壁厚
30mm。

在场内进行钢护筒制作时，应先以工艺要求为依据预
留足够的加工余量，然后对板料的位置进行对中，通过多次
对上轮进行滚弯调节，促使板料产生初步弯曲，再通过不断
滚动完成弯曲。

完成对钢护筒的拼装后，将其吊升到胎架实
施总装，最后通过自动埋弧焊使钢护筒成型[1]。

成型后的钢护筒利用双联动振动锤进行插打，振动产
生的激振力利用夹持器不断传递到钢护筒筒身，使钢护筒
下沉到设计要求的标高。

在钢护筒下沉的过程中，需要用
全站仪对钢护筒垂直情况进行动态监控，当发现超差时应
立即纠正。

双联动振动锤的技术参数如表1所示。

表1双联动振动锤技术参数
型号APE400B 偏心力矩/
（kg·cm）
30000
最大激振
力/kN
6406
最大上拔
力/kN
3560
悬挂质
量/kg
47200
激振频率/
（r·min-1）
400～1400
振幅/
mm
30
3泥浆制备与循环
泥浆配备按照以下性能指标进行：①黏度在20～28Pa·s 范围内；②密度在1.06～1.10g/cm3范围内；③含砂率不超过1%；④pH值在9～11范围内；⑤胶体率不小于95%；⑥失水量不超过20mL/30min；⑦泥皮的厚度不超过3mm[2]。

为及时、有效排出钻孔中的钻渣，保证钻孔效率，需在泥浆净化系统配置泥浆处理装置。

当检查发现泥浆性能不满足要求时，以泥浆指标为依据在泥浆中适量添加处理剂，实现对泥浆性能的有效改善。

从泥浆分离装置中分离产生的渣土与废浆都存放于临时储渣斗当中，再利用泥浆船运走，于指定地点进行处理。

钻进到设计要求的标高后，需将钻具提高到与孔底相距20cm的位置继续转动钻具，使泥浆保持循环，实现对泥浆性能的有效调整，确保泥浆的性能能够达到以上各项要求。

在桥头两端分别设置泥浆池，并在制浆区中安装泥浆搅拌装置，制浆完成后储存在储浆区中并安装泥浆泵，利用泵机向钢护筒中输入泥浆。

在钻孔过程中，利用压风机向孔内输入高压空气，使泥浆沿钻杆被抽出并沿着出浆管不断进入分离装置中，对砂石进行筛分。

在混凝土灌注过程中，还需在桥头准备一定数量的泥浆船，泥浆在排浆管的作用下流入到船舱当中，由泥浆船及时运输到指定的地点进行处理[3]。

4钻进成孔
钻机以灌注桩的直径、长度和桥址范围内地层岩层为依据选择，该工程选择KTY4000型动力头钻机，该钻机的主要性能参数为：①最大钻孔深度为130m；②排渣方式以气举反循环为主；③低转速扭矩在0～6kN·m范围内；④高转速扭矩在0～15kN·m范围内。

钻头根据场地土层地质情况确定，由于场地范围内存在杂填土、素填土与粉土等在内的多种土层，所以选择六翼式刮刀钻头与滚刀钻头。

钻孔采用以上钻头与钻机进行，钻孔时，以钻具运转情况为依据确定钻头和钢护筒之间是否有摩擦、钻孔当中是否存在异物，当发现问题时，应立即根据实际情况制定有效措施进行处理。

待钻进到钢护筒底端上部2m后停止钻进，对泥浆指标进行调整[4]。

经检查确认钢护筒中的泥浆指标符合设计要求后，方可
桥梁基础大直径灌注桩施工技术
何栋栋
（石家庄市公路桥梁建设集团多种经营处，河北石家庄050000）
摘要：结合某桥梁工程实例，对其基础处理中使用的大直径钻孔灌注桩施工技术进行分析和评价，内容包括钢护筒的制作与插打、泥浆制备与循环、钻进成孔、钢筋笼制安和混凝土灌注，实践表明，该工程所用大直径钻孔灌注桩施工技术合理可行，能够保证质量、工期和成本，实现环保高效，为同类工程提供技术参考。

关键词：桥梁基础；钻孔灌注桩；大直径灌注桩
中图分类号：U445.551文献标识码：B
总547期
2020年第25期（9月上）
继续向下钻进，在钻进至钢护筒底端后，开始气举反循环，此时要注意钻头和钢护筒之间不能发生碰撞。

若发现钻头和钢护筒之间有摩擦，则不允许强行钻进，而是要以钢护筒的实际倾斜状况为依据对钻机具体位置进行调整。

钻头从钢护筒中钻出后，结合地层确定钻进参数，当地层为淤泥质粉质黏土时，泥浆黏度应处在19～22Pa·s范围内，密度应处在1.12～1.23g/cm3范围内，含砂率不超过2.5%，pH值在
8～9范围内，胶体率不小于95%，失水量不超过20mL/30min，泥皮厚度不超过3mm；当地层为粉土夹粉质黏土时，泥浆黏度应处在19～22Pa·s范围内，密度应处在1.12～1.23g/cm3范围内，含砂率不超过3.5%，pH值在9～10范围内，胶体率不小于95%，失水量不超过20mL/30min，泥皮厚度不超过3mm；当地层为粉质黏土时，泥浆黏度应处在19～22Pa·s范围内，密度应处在1.12～1.23g/cm3范围内，含砂率不超过2.0%，pH值在9～10范围内，胶体率不小于95%，失水量不超过20mL/30min，泥皮厚度不超过3mm。

在不同地层之间的交接部位应特别注意钻孔的进尺、气量、压力和转速，同时每钻进完一层就要进行一次扫孔，并随时对泥浆的性能进行检测与控制，保证钻孔孔壁安全[5]。

待钻孔的实际累计进尺满足设计要求的标高后，由监理工程师进行检查验收，待检查验收确认合格后，通过气举反循环进行清孔。

在清孔的过程中，需将钻头提升到与孔底相距20cm的位置，以较慢的速度空转，使泥浆进入正常循环状态，实现对泥浆的有效置换。

待钻孔的泥浆性能达到以上要求后方可停止清孔，拆除钻具并移动钻机。

5钢筋笼制安
在钢筋笼制作过程中，需在分段部位由直螺纹套管进行连接，一般分成两个轮次，其中，第一轮次分成三段，总长为36.2m，在第二轮次制作过程中，需将1#段拆除，对2#和3#段进行左移，开始制作4#段，其总长为36.1m。

因有变截面，所以2#和3#段的底座需要做成双层钢板，用螺栓进行连接[6]。

为避免对钢筋笼进行起吊与安装时产生变形，应采用专门的胎架与吊具。

利用龙门吊将钢筋笼的上端稳固吊住，然后用胎架使钢筋笼平稳竖立。

钢筋笼上的吊点应处在加劲箍处，同时对焊缝予以加强。

因钢筋笼的直径和自重都较大，可通过悬挂环的设置来解决支撑与悬挂定位方面的问题。

对钢筋笼进行安装的过程中，需将悬挂环设置在钻孔平台的表面，然后把需放入孔中的钢筋笼使用加劲箍支撑于悬挂环上，之后即可对下一节钢筋笼进行起吊，并对两节进行对接。

6混凝土灌注
混凝土灌注导管为内径为350mm、壁厚为10mm的无缝钢管，导管之间的连接方法为快速接口。

下入导管之前，需做好相关试验并检查是否存在损伤，卡口和密封圈是否处在完好的状态，导管的内壁是否保持光滑。

在导管拼装过程中，应对导管内壁与接口表面进行检查，确保没有杂物，如果导管发生变形，则不允许在施工中使用。

导管需利用起重机进行下放，保证导管处在钻孔的正中心，下放过程中应保持匀速和缓慢，以免与钢筋笼之间发生卡挂。

混凝土灌注开始后，导管的底端需要和钻孔底部保持0.5m的距离，导管在初灌过程中的埋置深度按1m控制，初灌的混凝土量，通过计算确定为14.5m3，由于可能会受到扩孔率与桩尖的影响，所以初灌量确定为20m3。

在初灌混凝土过程中，需在钢护筒中利用泥浆泵对泥浆进行回收，以免泥浆进入到河道中对河道造成污染。

灌注时，导管埋置深度不能小于4～6m，每完成一车混凝土的灌注都要对钻孔中的混凝土液面高度进行检测，做好相关记录，为之后的导管拆除提供正确指导。

将混凝土灌注到桩顶后，需要超灌1.5～2.0m，用于保证桩头的灌注施工质量[7]。

钢筋笼制作过程中，需在U型管处开出直径为8mm的小孔，以此形成一个完整的单向阀，它主要由以下三层构成：①图钉，用于覆盖孔眼；②橡胶带，其外径比钢管小3～5mm，总长6cm；③密封胶带，用于覆盖橡胶带。

在安装压浆管之前，应对其进行清洗，清除管中的杂物，并在完成安装后进行压力试验。

待混凝土灌注1～2d后，使用清水对单向阀进行冲刷，使管路保持畅通。

待桩身混凝土实际强度达到设计要求的80%之后开始压浆，压浆材料为普硅水泥。

7结语
综上所述，本文对桥梁基础加固处理中使用的大直径钻孔灌注桩技术进行了分析研究，实践表明，桥梁使用大直径钻孔灌注桩技术合理可行，可保证质量、工期与成本，实现环保与高效的目标。

参考文献：
[1]王震方.桥梁基础大直径灌注桩施工技术研究[J].工程
技术研究，2019（16）：88-89.
[2]刘尧.桥梁冲钻孔灌注桩大直径桩基施工技术[J].城市
建设理论研究（电子版），2016（36）：72-73.
[3]王亮，路鹏.大直径钻孔灌注桩施工关键技术研究[J].
中国水运（下半月），2019（10）：255-256.
[4]李理.大直径钻孔灌注桩施工技术研究[J].建筑技术开
发，2019（S1）：280-283.
[5]袁超.超长大直径钻孔灌注桩施工中的问题及施工建
议[J].四川水泥，2019（8）：254.
[6]沈明.桥梁项目中的大直径灌注桩施工技术[J].中国高
新科技，2019（24）：55-57.
[7]魏文丰.浅析大直径、深桩基施工技术控制[J].建设科
技，2018（8）：116-117.。