钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用

1 钻孔灌注桩施工技术概述

钻孔灌注桩是一种通过机械钻孔形成桩孔，随后放置钢筋笼并灌注混凝土形成桩体的基础施工技术。其核心原理是通过桩体将上部结构的荷载传递至深层承载力较好的土层或岩层，从而提升整体结构的稳定性。该技术在公路桥梁工程中应用广泛，特别是在软土地基、填土区等不良地质条件下，能够有效解决传统浅基础承载力不足的问题。

根据成桩方式和施工工艺的不同，钻孔灌注桩主要可分为以下几类：一是干作业成孔灌注桩，适用于地下水位以上的土层，通过螺旋钻机直接钻孔，无需泥浆护壁；二是泥浆护壁成孔灌注桩，在地下水位以下施工时，依靠泥浆维持孔壁稳定，防止塌孔；三是套管护壁成孔灌注桩，采用钢套管临时支护孔壁，适用于松散砂层或易坍塌地层。

从受力特性角度划分，钻孔灌注桩又可分为摩擦桩和端承桩。摩擦桩主要依靠桩身与周围土体的摩擦力承担荷载，适用于软土地基；端承桩则将荷载通过桩端传递至坚硬持力层，常见于岩层较浅的地区。在实际工程中，往往采用摩擦端承组合桩型，以充分发挥两种受力机制的优势。

2 钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的具体应用

2.1 公路桥梁工程中钻孔灌注桩的设计与施工流程

公路桥梁工程中钻孔灌注桩的设计与施工流程是一个系统化的工程实践，需要综合考虑地质条件、荷载要求和施工环境等多重因素。设计阶段首先需根据工程勘察报告确定桩型、桩径和桩长等关键参数。对于软土地基桥梁工程，通常采用大直径摩擦端承桩，通过桩身与土体的摩擦力和桩端承载力共同承担上部结构荷载。设计时还需计算单桩竖向承载力特征值，确保满足《公路桥涵地基与基础设计规范》要求，同时考虑群桩效应的影响。

施工流程遵循“测量定位-护筒埋设-钻孔成孔-清孔验孔-钢筋笼安装-混凝土灌注”的标准化作业程序。桩位放样采用全站仪进行坐标定位，通过“初放-复核”双检制度控制放样误差。护筒埋设深度一般穿透软弱土层进入稳定地层 1-2 米，确保护筒中心与桩位中心偏差不超过 50mm 。

钻孔环节需根据地层特点选择旋挖钻机或反循环钻机。对于黏土地层采用低转速钻进，砂层则需调整泥浆配比防止塌孔。泥浆性能控制是成孔质量的关键，比重宜保持在1.05-1.15g/cm³ ，黏度控制在18-22s。清孔分两次进行，终孔后立即用换浆法清除孔底沉渣，灌注前再次检测沉渣厚度，确保不超过 50mm 。

钢筋笼制作采用标准化胎具，主筋连接优先选用机械套筒连接。安装时采用吊车配合定位导向装置，确保保护层厚度偏差不超过 :±20mm 。针对大跨径桥梁的深长桩基，2025年已推广使用分段制作、空中对接的工艺，通过高强螺栓连接保证结构整体性。混凝土灌注采用导管法连续施工，导管直径宜为 200-300mm ，初灌量保证导管埋深不小于 1米。灌注过程中严格控制导管埋深在 2-6 米范围，桩顶超灌高度宜为 0.8-1.0 米。

质量管控贯穿施工全过程。成孔阶段采用超声波检测仪监测孔径和垂直度；钢筋笼安装后需进行隐蔽工程验收；混凝土灌注时每根桩留置不少于 2 组试块。翟晓冬通过工程实例证明，“全过程质量监控可降低桩基缺陷发生率 30% 以上”。在环保要求日益严格的背景下，施工中还须设置泥浆循环处理系统，实现废浆零排放。

2.2 钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的质量控制与优化

在公路桥梁工程中，钻孔灌注桩施工质量直接影响整体结构的安全性和耐久性。2025 年工程实践表明，通过全过程质量管控和工艺优化，可显著提升桩基性能。质量控制需从材料、工艺和监测三个维度入手，形成闭环管理体系。

材料质量控制是基础环节。钢筋进场需核验质量证明文件，进行力学性能复检，确保抗拉强度、屈服强度等指标符合设计要求。混凝土原材料中，水泥宜选用 42.5 级以上硅酸盐水泥，骨料级配需通过筛分试验确定。杨富伟在研究中指出，“通过技术创新和严格的质量管理，钻孔灌注桩技术能够有效提升道路桥梁工程的施工效率、桩基承载力及环境友好性”。泥浆制备采用优质膨润土，动态调整比重、黏度等参数，在黏土地层中比重控制在 1.05⋅1.10g/cm³ ，砂层中提高至 1.15-1.20g/cm³ 以稳定孔壁。

施工工艺控制包含六个关键节点：桩位放样采用全站仪与GPS-RTK技术双重校验，平面偏差不超过 50mm ；护筒埋设垂直度偏差小于 1% ，筒顶高出地面 0.3-0.5m防止杂物落入；钻孔过程实时监测泥浆性能，遇软弱夹层时降低钻速至 2⋅3m/h ；清孔后沉渣厚度需小于 50mm ，采用测绳与沉渣测定仪双控；钢筋笼安装采用定位环控制保护层厚度，允许偏差 :±20mm ；混凝土灌注实施“首灌封底-连续灌注-控制埋深”工艺，导管埋深保持 2-6m。

质量监测体系采用传统检测与智能技术相结合的方式。成孔阶段使用超声波孔壁检测仪扫描孔径和垂直度；钢筋笼安装后采用探地雷达检测接头质量；混凝土灌注过程应用物联网传感器实时监测温度、坍落度等参数。2025 年新建的杭绍甬高速项目中，通过植入式光纤传感器实现了桩身完整性的长期监测，缺陷检出率提升 40% 。检测标准执行《公路工程质量检验评定标准》，桩身完整性采用低应变法检测，抽检比例不低于 30% ，承载力检测采用静载试验，抽检比例不少于 1% 且不少于 3 根。

工艺优化方向主要体现在三方面：智能化升级方面，推广基于BIM的施工模拟技术，提前发现工艺冲突；机械化改进方面，采用自动焊机提升钢筋笼焊接效率，引入混凝土自动配料系统保证配合比精度；环保措施方面，配置泥浆分离设备实现循环利用，设置防尘罩降低钻孔扬尘。

常见质量问题的防治需针对性施策。针对缩径问题，在软土地层中保持泥浆比重稳定，控制钻进速度；针对断桩问题，确保混凝土连续供应，备用发电设备应对突发停电；针对夹泥问题，严格清孔标准，控制导管埋深。陈名峰的研究表明，“钻孔灌注桩施工技术以其灵活的施工方式和高效的机械化手段，有效提高了公路桥梁工程的施工效率”。

结语

该技术通过标准化的施工工艺流程，有效解决了软土地基等复杂地质条件下的基础施工难题。桩位精准放样、科学泥浆配比、规范清孔操作和严格控制混凝土灌注等关键环节的质量把控，显著提升了桩基承载力和结构稳定性。2025 年工程实践表明，采用全过程质量监控体系后，桩基缺陷发生率明显降低，Ⅰ类桩比例提升至 95% 以上。该技术不仅适应性强，能应对多样化地质条件，还具有施工便捷、成本可控等优势，为公路桥梁工程建设提供了可靠的技术支撑。

参考文献

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[2] 陈名峰.钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁工程中的应用优势与适用性研究[J].《工程技术研究》,2024,(6):55-57.

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