摘要：钻孔灌注桩以其承载力高、施工适应性强、造价合理等优势在路桥施工中获得广泛应用，本文针对钻孔灌注桩工艺类型多的特点分析了工艺方案优选的方法，然后结合旋挖钻成孔工艺对灌注桩施工工艺进行了阐述。
关键词：路桥施工；钻孔灌注桩；施工工艺
钻孔灌注桩是采用机械钻孔方式成孔，在孔内放置钢筋笼，并灌注混凝土而形成的桩。由于钻孔灌注具有桩承载力大、变形小、施工简便、易于操作、对环境影响小、适于各种施工条件等特点，在道路桥梁、港口码头、水利水电、房屋建筑等领域获得广泛应用。但钻孔灌注桩施工对技术运用有严格的要求，工艺不当常产生问题，例如塌孔、断桩等，故而选择适宜的工艺技术并严格按规程操作才能确保桩的质量，因此本文对路桥施工中钻孔灌注桩的施工工艺进行了分析。
1 钻孔灌注桩的工艺类型与方案比选
1.1钻孔灌注桩工艺类型
钻孔灌注桩是按照成桩方法命名的桩，1893年就开始应用了，由于历史悠久，100多年间产生了各种工艺类型。按照作业时对桩周土体是否挤压，大致可分为非挤土灌注桩和部分挤土灌注桩两大类。非挤土灌注桩在成桩过程中桩周土体基本上不受挤压，这是最常用的一大类，其下又可再分为干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法三个小类。干作业法成孔时无需任何护壁措施，适用于地下水位以上各类土层，主要有螺旋扩孔桩、钻孔扩底灌注桩、挤扩多分支承力盘灌注桩等工艺类型。泥浆护壁法钻孔施工时，利用泥浆稳定孔壁不坍塌而无需套管，此类方法应用极广，适于从淤泥到软岩、硬岩的各种地层，其工艺方法包括冲击钻成孔灌注桩、柱侧压力注浆桩、桩端压力注浆桩、钻孔压浆桩、钻孔挤扩灌注桩等。套管护壁法是在成孔过程中摇动并压入护套管，同时利用冲抓斗挖土的一种方法，由于采用全套管护壁，孔壁不会坍塌，适用于除岩层以外的各种土层，其工艺方法包括贝诺特灌注桩、短螺旋钻成孔灌注桩、旋挖钻成孔桩、反循环钻成孔灌注桩、长螺旋钻成孔灌注桩等。部分挤土灌注桩是成桩过程中对桩周土体产生部分挤土效应的灌注桩，此类工艺又分为冲击钻成孔灌注桩、桩端压力注浆桩、桩侧压力注浆桩、钻孔扩底灌注桩、钻孔挤扩灌注桩等[1]。
1.2钻孔灌注桩工艺方法比选
通过上一节的介绍可知钻孔灌注桩工艺类型十分丰富，这就需要结合工程特点选择最佳的方案。一般来说，选择方案应从适用性、可靠性、价值性、可操作性四个方面进行选择[2]。适用性是指工程的施工条件、环境条件、气候条件等是否相符，可靠性是指方案是否任何时候都能保证正常施工，价值性是指性价比是否有优势，可操作性是指从技术、经济角度考虑是否有实施的可能性。由于可选的工艺方案实在较多，应经过多重筛选。首先，进行方案的初选。由几个工程经验丰富的技术人员组成方案初选小组，利用专家评判法选出几个可行的方案。根据工程地质条件、水文条件、现场施工条件，分析施工中可能遇到的问题与难点，经过充分讨论筛选出几个可行方案，例如某工程选出螺旋钻成孔灌注桩、旋挖钻成孔灌注桩、潜水钻孔灌注桩、冲击反循环钻孔灌注桩4个方案。然后利用价值工程理论，从施工技术、施工质量、施工工期、施工费用、环境影响等方面选出技术经济性能最佳即价值系数最大的方案，例如该工程最终选出旋挖钻成孔灌注桩工艺。
2 钻孔灌注桩施工工艺与质量控制
2.1工艺流程以旋挖钻成孔灌注桩工艺为例，工艺流程[3]为：搭建钻机平台→桩位测设→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→验孔→头次清孔→下放钢筋笼→安放导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出护筒→桩头清理。
2.2 施工准备施工准备包括场地平整、定出孔位、铺设钻机轨道、搭设操作平台、埋设护筒等。桩位放样时，桩位中心点误差不超过100mm，并在桩位中心附近设置十字形控制桩，标明桩号。护筒采用厚钢板卷制（径厚比不大于120），内径比孔口直径大150mm[4]，圆度误差不超过5mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆沉放护筒采用锤击振动法，要求护筒中心与桩位中心偏差不超过50mm，倾斜度不超过1%。护筒分节制造，并在钻井平台连接。下沉至稳定土层2m以上。埋设好的护筒应高出施工平面30cm。
2.3泥浆制备
旋挖钻成孔可采用干钻成孔、无循环泥浆钻进成孔、全套管钻进成孔几种方式，采用泥浆护壁钻进时，应根据地层情况、钻机与工程条件配制泥浆。一般情况下，尽量利用地层黏土自造浆，泥浆稠度达不到要求时可添加膨润土。一般要求泥浆密度为1.1～1.15g/cm3，黏度10～25Pa•s，含砂率≤5%，胶体率≥95%。陆上钻孔可在泥浆池中配制泥浆，水中钻孔可在钢护筒或泥浆箱内配制泥浆。钻孔时，应始终保持泥浆面高出护筒外（或地下水位）1m以上。
2.4旋挖成孔
旋挖成孔的工效是循环钻机、冲击反循环钻机的20～30倍，所以近些年来在路桥工程中获得广泛应用。土层和岩层中小孔可一次钻进；岩层中大孔可分两次钻进，先钻小孔，再钻大孔。钻进前，检查钻头或钻斗直径是否符合要求，磨损过度的钻头应于更换。根据土层合理选择钻头规格。钻进时，随时观察垂直度，发现偏差应及时调整。根据地层情况采用适宜的钻进速度，钻至设计深度后，利用钻斗捞渣清孔，然后尽快验孔、移机。
2.5清孔
清孔分两次进行，头一次在终孔后进行，采用泥浆泵循环带渣或气举反循环方式。清孔时，出口泥浆达到密度1.05～1.10 g/cm3，黏度15～20 Pa•s，含砂率≤2%，孔底沉渣厚度不超过10mm为止。下放钢筋笼后，若桩底沉渣达不到要求，必须进行二次清孔。
2.6钢筋笼制作与吊放
钢筋笼在专用场地内分节制造，再运至现场吊放和连接。钢筋笼每节长度视吊运能力而定，应尽量减小连接与焊接次数。为了保证钢筋笼的刚度，直径超过1.2m应在主筋内侧设置加强箍来增强，加强箍内设置井字形支撑件。根据钢筋笼的保护层厚度设置定位钢筋，沿圆周等距布置4根。吊放钢筋笼时，利用槽钢或工字钢支撑在护筒上。两节钢筋笼之间采用套管连接。连接后抽去槽钢或工字钢，割下吊环，下放钢筋笼。在接长和下放钢筋笼过程中，应始终保持节间同心，骨架垂直。然后安装声测管（用于检测桩身质量）和导管（用于灌注混凝土）。
2.7灌注水下混凝土
检查导管气密性和水密性合乎要求后，即可开始灌注混凝土。开始时，导管底端距孔底约40cm，首盘混凝土灌入后，导管底端埋入混凝土的深度不少于2m。在整个灌注期间，导管都不能脱离混凝土表面，以防夹渣或断桩。在灌注过程中，导管应适当活动，活动范围应控制在0.5～1.0m之间。灌注到桩顶后，混凝土面应高出设计标高至少1.0m。
3 结语
钻孔灌注桩在路桥工程中应用具有良好的经济效益和社会效益，然而不同工程的施工条件可能存在较大差异，这就需要综合各种因素选用技术经济效果最优的方案，然后通过试生产确定适宜的工艺参数，在正式施工过程中严格按照工艺规程进行操作，并加强施工质量的控制，就能够达到预期的施工目标。
参考文献
[1]张忠亭，丁小学.钻孔灌注桩设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[2]董芳菲，李慧民.钻孔灌注桩施工方案优选研究[J].建筑技术开发，2012,39(4)：57-59.
[3]王彦虎，李相周，李晶晶.复杂地质超深入岩大直径旋挖钻孔灌注桩施工技术研究与应用[J].交通科技，2016(6)：37-39，54.
[4]曹铁锤，陈叶根.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术简析[J].城市道桥与防洪，2014(5)：171-172.
论文作者:车远程
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/8
标签：钻孔论文; 泥浆论文; 工艺论文; 钢筋论文; 方案论文; 导管论文; 混凝土论文; 《基层建设》2017年第23期论文;