公路桥梁施工中钻孔灌注桩技术的应用探究

1 钻孔灌注桩技术的定义与工作原理

钻孔灌注桩技术是一种通过机械钻具在地基中钻孔后灌注混凝土形成桩体的基础施工方法。其核心原理是利用钻孔设备在预定桩位处形成孔洞，随后置入钢筋笼并灌注混凝土，最终形成具有较高承载能力的钢筋混凝土桩体。这种技术通过桩体与周围土体的共同作用来传递上部结构荷载，显著提高地基的承载力和稳定性。

该技术的工作原理可分为三个主要阶段。首先是成孔阶段，采用旋转钻机或冲击钻等设备在预定位置钻孔，同时通过泥浆护壁或套管护壁方式保持孔壁的稳定性，防止塌孔现象发生。钻进过程中需根据地质条件调整钻速、钻压等参数，确保成孔质量。在软弱地层中，泥浆的护壁作用尤为关键，它能在孔壁形成泥皮，平衡地层压力。

其次是钢筋笼安装阶段。在钻孔达到设计深度后，将预先绑扎好的钢筋笼垂直吊入孔内。钢筋笼通常由主筋、箍筋和加强筋组成，其结构设计需满足抗弯、抗剪等力学要求。安装过程需确保钢筋笼位置准确，避免倾斜或上浮，同时严格控制保护层厚度，保证桩体的耐久性。

最后是混凝土灌注阶段。采用导管法连续灌注混凝土，导管底部始终埋入混凝土面以下一定深度，防止泥浆混入。灌注过程中需保持混凝土的和易性和流动性，确保桩体完整无缺陷。混凝土硬化后与钢筋笼共同形成钢筋混凝土桩，通过桩侧摩阻力和桩端阻力将荷载传递至深层稳定地层。

2 钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的具体应用

2.1 施工前的准备工作与技术要点

施工前的准备工作是确保钻孔灌注桩施工质量的基础环节，主要包括场地勘察、技术交底、测量放样等关键步骤。首先需要对施工现场进行全面踏勘，详细了解工程地质条件、水文情况和周边环境。技术人员应仔细研究地质勘察报告，重点掌握地下水位、土层分布、岩溶发育等关键信息，为后续施工方案制定提供依据。同时需对施工场地进行平整处理，清除表层杂物，确保钻机作业面稳定，必要时需进行局部压实或换填处理。

技术交底是准备工作中的重要一环，应由项目总工向施工班组详细说明设计意图、技术标准和施工要点。交底内容应包括桩位布置图、桩径桩长要求、钢筋笼配筋方案、混凝土强度等级等关键参数。特别要强调特殊地质条件下的处理措施，如遇到流砂层时的泥浆比重控制、岩溶发育区的钻孔工艺选择等。通过技术交底使操作人员充分理解施工要求，避免因理解偏差导致质量问题。

测量放样直接关系到桩位的准确性，必须采用全站仪等精密仪器进行。根据设计坐标在实地标定各桩位中心点，并设置明显的标志。为防止施工过程中桩位移动，需在桩位外围设置保护桩或十字线，便于随时复核。放样完成后应进行三级复核，即测量员自检、质检员复检、监理工程师终检，确保桩位偏差控制在规范允许范围内。在复杂地形区域，还需考虑地面高差对桩顶标高的影响，提前计算调整参数。

施工机械设备的选型和就位也直接影响施工质量。应根据地质条件和桩径要求选择合适的钻机类型，如回转钻机适用于粘土层，冲击钻适用于岩层。钻机就位前需检查机械设备状态，确保液压系统、动力头等关键部件运转正常。就位时需使用水平仪调整钻机底座，保证钻杆垂直度符合要求，一般控制在 1% 以内。同时要规划好泥浆循环系统布置，包括泥浆池、沉淀池的位置及连接管路走向，确保泥浆性能指标达标。

材料准备工作同样不容忽视。钢筋进场需检查质量证明文件，并按规范要求抽样复检力学性能。根据设计图纸提前加工钢筋笼，主筋连接宜采用机械连接方式，确保连接强度。混凝土原材料要严格把关，水泥、骨料、外加剂等均应符合标准要求。特别要重视配合比设计，确保混凝土具有良好的流动性和和易性，满足水下灌注的特殊要求。同时需准备充足的护筒、导管等周转材料，并检查其完好程度。

2.2 施工过程中的关键技术与质量控制

施工过程中的关键技术直接影响钻孔灌注桩的最终质量，需要重点把控以下核心环节。钻孔阶段的质量控制首要是确保成孔垂直度，采用双向测斜仪实时监测钻杆偏斜情况，发现偏差及时通过调整钻压、转速等参数纠正。在软弱地层中，需维持泥浆比重在合理范围，形成有效泥皮护壁，防止孔壁坍塌。遇到砂层或卵石层时，适当提高泥浆粘度和含砂率，增强携渣能力，保持孔底清洁。成孔完成后，使用测绳检测孔深，确保达到设计标高，并用检孔器检查孔径和垂直度是否符合规范。

钢筋笼制作与安装环节需严格执行设计要求。主筋连接推荐采用套筒挤压连接工艺，确保接头强度不低于母材。箍筋间距应均匀绑扎牢固，防止混凝土灌注时变形。吊装过程采用多点平衡起吊，避免钢筋笼扭曲。入孔后通过定位钢筋控制保护层厚度，防止钢筋笼贴壁影响耐久性。对于较长的钢筋笼，可采用分段制作、孔口焊接的方式，但需保证焊接质量和轴线对中。安装完成后应复测笼顶标高，固定牢靠防止上浮。

混凝土灌注是保证桩身质量的关键步骤，必须采用导管法连续作业。导管连接需密封良好，使用前进行水密试验。初灌时导管底端距孔底保持适当距离，确保有足够混凝土封住导管口。灌注过程中严格控制导管埋深，避免导管拔出混凝土面造成断桩。提升导管时要平稳缓慢，保持混凝土连续供应，防止形成夹泥层。桩顶标高应高出设计标高一定余量，保证凿除浮浆后桩头质量。对于大直径桩，可采用多导管同步灌注，确保混凝土均匀上升。

施工全过程需建立完善的质量监控体系。现场配备专职质检员，对每道工序进行验收并记录。重点监控泥浆性能指标，包括比重、粘度和含砂率，根据地质变化及时调整。混凝土坍落度每车必检，确保满足水下灌注要求。建立施工日志制度，详细记录钻进参数、地质变化、异常情况等信息。对于发现的质量问题如缩径、塌孔等，应立即停工分析原因，采取相应措施处理后方可继续施工。

特殊地质条件下的技术处理尤为重要。在岩溶发育区施工时，需提前探明溶洞分布，准备充足片石和水泥用于回填处理。遇到地下水位高的砂层，可考虑采用钢护筒跟进工艺，防止流砂导致塌孔。软土地区施工要控制钻进速度，避免过快扰动周边土体。对于相邻桩间距较小的情况，应采取跳桩施工顺序，减少相互干扰。通过针对性的技术措施，能够有效应对各种复杂地质条件带来的挑战，确保成桩质量符合设计要求。

结语

研究表明，钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中展现出显著的技术优势和应用价值。该技术通过规范化的施工工艺，有效解决了软土地基、岩溶地区等复杂地质条件下的基础施工难题。实践应用表明，其低扰动特性大幅降低了对周边环境的影响，同时较高的承载力确保了桥梁结构的长期稳定性。通过优化测量定位、护筒埋设、混凝土灌注等关键环节，显著提升了桩基施工质量，为公路桥梁工程提供了可靠的基础支撑。

参考文献

[1] 莲余,辉陈,彦杰蔡等.公路桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制措施研究.建筑结构,2022

[2] 何成.道路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用探析.智能城市应用,2024

[3] 景丽莉.公路桥梁项目中钻孔灌注桩施工技术分析.工程建设,2023