铁路桥涵施工中的钻孔桩施工技术

铁路桥涵施工中的钻孔桩施工技术
摘要：本文以某铁路桥涵工程为例，探究了钻孔桩技术在工程中的应用情况，并对孔壁坍塌、钻孔变形、技术交底等注意事项进行说明，以期作为同类研究和
铁路桥涵项目施工作业实践提供参考和借鉴，旨在为我国铁路桥涵长期发展提供
助力。

关键词：钻孔桩；铁路桥涵；施工原则；施工要点
随着铁路桥涵建设的发展，钻孔桩施工技术水平越来越高，其在铁路桥涵施
工中起到了至关重要的作用，可以使铁路桥涵的承载能力和稳定性得到持续的加强，从而提高铁路桥涵的安全性能。

在铁路工程中，钻孔灌注技术是一项重要的
施工技术，其施工质量对整个结构的影响较大。

该技术具有一定的隐蔽特性，在
地表或水上进行施工，其施工技术也较常规的方法更为复杂。

施工过程中若不进
行有效的管理，将会对整个铁路桥涵的安全运行产生不利的影响。

为防止桥面坍
塌等事故的发生，必须对钻孔桩的施工工艺进行科学、合理的应用，并严格按照
施工工艺规范和程序，保证施工过程中的每个环节都能有效地完成。

1钻孔桩施工概述
1.1控制钻孔桩施工技术的重要性
铁路桥涵工程建筑的施工在整体的工艺和操作的流程上也比较复杂。

因此钻
孔桩施工技术在工程中的应用效果很难得到有效的保障，一旦该施工技术的任意
环节出现问题，就会直接导致施工的结果达不到预期效果，影响整个铁路桥涵施
工作业的正常进度，对整个工程的质量以及行业的可持续化发展都有不利的影响。

因此，保证施工技术不受或者减小外界因素的影响是非常必要的，是保障钻孔桩
施工技术的优点和价值能够在实际施工中体现的重要途径。

1.2钻孔桩施工原则
为了在铁路桥涵施工中推广钻孔桩技术，文章从目前国内的相关施工现状出发，对其在工程基础施工中的应用进行了详细阐述，探究该项施工技术的应用要点。

（1）在对桥涵工程地基进行选型时，应对其地质特征、气候环境等进行深
入的分析，并始终坚持合理化、科学化的原则，以保证所制定的工程建设方案的
合理性。

同时，在具体的施工中，可以依据桥面的结构特性来确定其安全级别，
并依据其承载能力的特性，进行相应的设计工作，这样才能使工作的整体质量得
到改善。

（2）在具体应用施工工艺时，要根据周围的环境条件，制定合理的施
工方案，以改善钻孔桩的施工效果。

（3）在采用钻孔桩施工技术时，要针对现
场环境特点，采用相应的工艺技术，制订合理的设计方案。

（4）在铁路桥涵工
程中，应防止钻孔出现倾斜，并及时清除路面上的杂物，保证铁路处于平坦状态。

然后搭建施工作业平台，选用合适的工程材料，进行钻孔桩施工，增强技术应用
效果。

综上所述，钻孔桩能够很好地适应我国桥涵工程的施工工作。

2 钻孔桩在铁路桥涵建设中的应用要点
2.1 护筒埋设
在整个钻孔过程中，为了确保所用的桩机设备能保持与地面垂直施工，防止
因机械运转冲击而导致钻孔周围土层塌陷等施工事故。

一般情况下，护筒的内径
要比桩直径大30cm，防止护筒拉出时出现严重的挂钢筋笼等问题。

在埋设护筒时，应确保管身垂直，并使其倾斜误差在1%以内，其最大误差为桩身的1%。

同时，
在护筒的上部、下部各加钢筋。

护筒的埋入深度应超过1.5m，在安装护筒时，必
须在护筒的上端预留溢浆孔，这也是钻孔施工的关键。

在安装完毕后，将护筒调
整到适当的位置，再用混凝土进行充填，并将其紧固。

2.2 钢筋笼的制作钢
筋笼的制作必须在坚固平坦的地面上进行，然后将钢筋笼运输到工地。

为了
提高工作效率，一般会将钢筋笼分成多段，然后在工地上采用更加方便的机械装
置将钢筋笼连接起来。

在实际工程中，钢筋笼通常没有统一的尺寸规范，其长度
的计算公式是：有效桩长度+搭接长度+锚固长度。

在施工过程中，为了保证钢筋
笼的尺寸与所处的孔径相符，采用8mm的钢筋制作骑马筋，在钢筋笼外侧每间隔
2m环向增加四道定位钢筋，保证钢筋笼在孔中居中且有足够的保护层。

2.3 泥浆准备
泥浆的配制直接关系到桩基与施工的质量，所以在进行泥浆准备工作时，要
对各种材料的配比进行严格试验，并对其进行取样，按施工需要记录并进行大量
的泥浆搅拌。

泥浆的黏性可以用膨润土来提高，其他集料的粒度应按施工场地和
土壤的性质来确定。

在制作泥浆护壁时，应注意泥浆面高度，以保证泥浆表面高
于地下水位1.5m左右。

2.4 成桩
在清孔完毕后，进行钢筋骨架的安装。

导管必须完全居中，与基部间隔约
30cm，并在交界处放置隔水球。

在进行混凝土浇注之前，必须掌握准确的混凝土
比例，一般要求水灰比在0.5以上，增加混凝土和易性，但不能超过0.6。

在浇
注之前，对导管进行润滑，以改善混凝土在导管中的流动性，避免出现水泥沉淀、凝结等问题，从而影响工程质量。

一般情况下，混凝土的初凝时间约为3h，对于
较大的桩孔和较深的桩基，应加入缓凝剂，以保证其固化质量。

3 钻孔桩在铁路桥涵工程中的应用
3.1 工程概述
某铁路桥全长580m，桥面宽30.8m，设计车速80km/h，桥体上部为现浇预应
力混凝土箱梁，下部桥涵为钻孔桩，钻孔桩直径1.8m，共48根桩。

采用钻孔灌
注工艺，因现场地质条件复杂，钻孔施工困难，在工程实践中，对钻孔桩的施工
工艺提出了更高的要求。

3.2 桥涵钻孔桩施工
3.2.1 施工准备
首先，在施工之前，施工单位要组织施工人员对施工场地进行勘察。

勘察的
内容主要包括地质、水文条件等，并依据勘察资料编制施工方案和施工技术的试
验资料，编制出的施工方案需具备可行性，并附有审查过的图纸。

其次，在勘察
现场时，应对地下管线、构筑物进行勘察。

例如高压线、排水管道、电缆等，对
地下构筑物，明确各管线、构筑物的归属，并做好协调搬迁或维护工作，以防止
管线、构筑物在施工过程中受到破坏。

最后，根据现场勘察情况，制订相应的应
急预案，以便在钻孔或地基工程中发生突发事件时，能采取紧急处理措施，使灾
害影响降至最小。

3.2.2 埋置护筒
该工程中钻孔桩采用厚10mm钢板卷的钢护筒，内径为2.1m。

护筒必须具有
足够的刚性和强度，并且在连接处不能渗漏，能够经受多次重复使用。

护筒按桩
位置埋好，并保持竖直。

将护筒安装好后，在四周对角埋设钢筋，方便孔桩的定位，并使用经纬仪和钢尺测量护筒中心与桩位中心的误差。

一般情况下，护筒的
埋入深度应严格控制在进入密实土层以内。

如果护筒的基坑土壤质量比较差，或
基坑易渗漏，应先进行换土分层夯实，然后再进行护筒安装。

当护筒安装就位后，还要对周围进行分层填筑，并对其进行加固。

为了防止护筒产生位移，在夯击时，应保证其均匀、对称。

在夯击完成后，应对各项技术参数进行重新测试，通过测
试确定符合要求后，才能进行下一步的施工。

已埋好的护筒，其上部要稍高于地
下水位，以防止雨水从地表渗入保护管。

3.2.3 泥浆准备
（1）护筒埋好后，进行泥浆料的配制，并进行泥浆护壁，浆料配制时应结
合施工现场地质条件按比例配制。

泥浆制备是在泥浆池中进行，将适量的黏土投
入池内，然后用机器进行振动搅拌，按需要添加水，延长水泥浆成型时间，并对
其各项性能进行测试。

（2）泥浆制好后，其比重为1.1~1.3，泥浆含沙量小于4%。

各层所选用的泥浆黏度也有差异，一般底层的黏度为18s，疏松地层的黏度
为25s，通过机械将配制的泥浆泵入护筒，待注满后即可进行钻孔作业。

3.2.4 成孔
该工程中的钻孔桩主要采用孔内自然造浆，外围拌制泥浆进行补充。

在正循
环法施工中，由于泥浆上浮缓慢，对钻孔液指标的要求较高，需要充分注意这一
问题。

在钻孔过程中，每隔2h就要进行泥浆指标的监测，同时要密切关注土层
变化。

根据与地质图的对照，合理调整钻孔速度、钻孔压力等技术参数。

在钻孔
初期，要使用低速挡，以保证刀脚处的粘合牢固，充分发挥护壁的功能；在钻入
到护筒底部1m处后，根据土层情况，按常规速度进行钻孔。

钻孔结束后，钻孔
与桩底面保持50~80mm的距离，然后开始启动泥浆泵，使冲洗液在一定的时间内
循环。

周期结束后启动钻机，将钻头缓缓插入钻孔底，在一定的压力下，再逐渐
增加旋转速度和压力，并合理地控制钻速。

在常规钻孔时，要合理地调整各种钻
孔参数，不要随便改变钻具。

在实际使用中，要经常测量钢丝绳的松紧度，并根
据现场的地质情况随时进行技术指标的检验。

钻孔时，泥浆密度不得大于1.15，
黏度为18~22s。

从桩孔中喷出的泥浆浓度不得大于1.30，黏度控制在20~26s之间。

成孔必须一次成型，中间不得有任何停顿，为了确保成孔的顺利进行，必须
严格防止设备失效，需要提前在工地准备各种配件。

3.2.5 钢筋笼的制作与安装
（1）成孔后进行钢筋笼的制作和安装，钢筋笼的制作是在加工厂进行，钢
筋在加工之前必须检查钢筋的质量和尺寸，不合格的钢筋禁止使用。

钢筋的加工
按照设计要求进行。

钢筋连接部位应采用双面电弧焊接，焊接长度为5cm，焊在
主筋内侧，相邻主筋的搭接长度应大于30cm，焊缝部位不能有贯通缝，主筋必须
达到100%焊接。

（2）将焊接完毕的钢筋笼用平板车运送到工地进行吊装，采用
两点吊装方式，第一个吊点设在钢筋笼骨架的下方，第二个吊点设在钢筋笼骨架
的中部。

钢筋笼的吊点部位用木桩固定，防止在吊装时钢筋笼发生变形。

吊起后
的钢筋笼在半空中转动，放下时不得强行插入。

为了防止钢筋笼的上浮，在吊装
完毕后，要对吊装质量进行检验，验收合格后，立即进行清孔和混凝土浇筑。

3.2.6 混凝土灌注
（1）在钻孔桩施工中，混凝土浇筑是最后一步。

为了确保注浆质量，该次
施工所采用的混凝土坍落度应控制在180~220mm之间，并在混凝土中加入粉煤灰、缓凝型减水剂，以改善混凝土的和易性。

石料的直径为5~30mm，可防止由于颗粒
尺寸过大造成的管内堵塞，经搅拌的混凝土由运输车辆运到工地进行浇筑。

（2）采用导管进行混凝土灌注，并在全过程中持续进行。

为了保证第一批混凝土的灌
浆量，可以通过测定混凝土上表面到护筒顶部的间距，测定导管的埋设深度，确
保导管的埋设深度为4~6m。

在灌浆时边提升导管边放混凝土，在提升导管时要缓慢、均匀地进行，直至浇筑到设计桩顶1m以上，确保桩头的质量。

（3）在混凝
土浇筑期间，现场施工的温度应保持在5~30℃，如果工地气温低于5℃，可以采
用保温措施；如果工地气温超过30℃，尽可能在夜间低温时进行浇筑。

对于灌浆
形成的桩头，必须在承台施工之前凿掉，凿除后的桩头必须密实坚固。

3.3 注意事项
3.3.1 孔壁坍塌
在工程建设中，孔壁坍塌是钻孔过程中的常见问题。

孔壁坍塌的主要原因是
水分含量高、土壤疏松，而且在钻孔施工中容易发生震动，从而导致孔壁坍塌。

针对此类问题，必须严格按照施工方案和程序进行施工，合理地选用护管的埋设
方法，保证钻孔施工的正常和平稳进行。

同时要确保埋设地的土壤密度，必要时
进行换土回填重新钻孔，或用混凝土对坍塌的部位进行填筑，重新钻进。

3.3.2 钻孔变形
通常钻机的安装不够稳定，如果在组装过程中，基准线布置不够合理和精确，都会造成钻头偏移。

此外，施工地质突变、施工震动以及一些不可避免的岩石和
突变土层，都会造成钻孔主线的倾斜。

因此，在进行钻孔施工的过程中，一定要
做到钻孔对称。

如果钻孔太大或太深，都会影响到钻孔作业的稳定性，从而影响
整个工程的效果。

另外，在正式开始施工之前，还要对施工设备进行仔细检查，
从而确保钻头的工作性能达到施工要求。

同时，在进行施工作业时，如遇大块孤
立硬岩，应减缓钻孔速度，直至将孤岩碾碎，再加快钻孔速度。

为了确保孔桩的
倾角完全符合要求，在利用黏土等材料进行回填后，要对钻孔深度和尺寸过大的
问题进行处理。

3.3.3 做好技术交底
为了提高施工技术水平，需要加强技术交底，确保项目建设的质量。

技术交
底是技术人员编制施工流程中的技术要点，技术交底工作是在总工同意后进行。

在技术交底后，应清楚自身的工作职责和任务，熟悉并掌握已批复的施工方案，才能确保施工人员的技术水准。

4 结语
随着铁路桥涵等交通设施的不断完善，钻孔桩在工程中得到了广泛的应用。

在工程建设中，必须全面把握设计意图，对施工方案进行持续的优化与完善，以达到科学合理、技术先进、经济实用的目的。

为此，有关技术人员应对钻孔桩的技术进行深入的分析，并加强施工管理，将其与实际情况相结合，合理运用，提高铁路桥涵工程的整体质量。

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