摘要：高速公路钻孔灌注桩属于隐秘施工，工程结束后质量检查很困难。施工过程中存在着许多不可预计的因素，施工环节多而复杂，因此在实际施工过程中应该严格按照施工中的技术要求，否则将可能导致整个工程质量不佳，给投资方带来巨大的经济损失甚至造成不良的社会影响。
关键词：高速公路；钻孔灌注桩；施工技术
1高速公路钻孔灌注桩施工方法
1.1 混凝土制备
混凝土是灌注桩施工的重要施工材料，混凝土制备之前，现场施工人员必须严格按高速公路钻孔灌注桩施工的标准设计强度开展混凝土试配工作，保证混凝土配合比满足工作要求。混凝土制备过程中必须要注意以下几点问题：①施工过程中应尽可能选择初凝时间超过2h的水泥进行混凝土的制备，混凝土规格为 C30或者C30以上时，应选择标号为42.5级的水泥。②混凝土坍落度必须要保证在18～22之间。③尽可能选择细度模数在2.5～3.3之间的粗砂。④选择混凝土水下骨料时，要保证碎石料的最高粒径小于40mm。⑤混凝土拌制过程中如果使用了缓凝剂或者掺杂了粉煤灰，水泥的总量需要适当的减少。
1.2混凝土首批灌注量确定
混凝土首批灌注量对于整个钻孔灌注桩施工质量都有着重要的影响，正式灌注之前，施工人员需要将导管埋置在混凝土之中，埋深高度必须要大于1m，首批混凝土灌注量可以根据以下公式进行计算：
L = π /4×（ H1d2+H0D2） ×K，H1
= （ H － H0） × δ /δ0
式中：L为首次混凝土灌注量，d为导管的直径，一般情况下，导管的直径为0.25m；H0为混凝土灌注高度，包括管口到桩底距离h0以及管口埋入深度h1两部分，通常情况下，管口到桩底距离设置为0.4m，管口的埋入深入设置为1m；H1为混凝土中导管的长度；H为灌注桩深度；δ0为混凝土87的重度，可以设定为24 kN/m3；δ为钻孔清理后孔内泥浆的重度，钻孔泥浆清理方法不同，泥浆重度也不同，反循环清理时，泥浆重度在10.8～11.2之间，正循环清理时，泥浆重度在12.0～12.5之间，为了方便计算，可以设定为11.5；K为扩孔系数，与土壤质地有关，软土质扩孔系数在1.15～1.2之间，普通土质为1.1，计算过程中，无论是哪种土质都可以直接设定为1.1。
1.3导管及钢筋笼应用处理
导管使用之前，要对其接头抗拉性、水密承压性等性能进行全面的试验。钢筋笼制作时必须要严格按照相关设计要求进行，长骨架型钢筋笼主要采用分段制作方法，具体制作过程中需要根据实际的吊装运输调价确定分段长度。此外，钢筋笼制作时需要错开接头部位，在接头外侧设置好垫块，相互之间的竖向间距控制在2m以上，以免保护层被损坏。钢筋笼骨架顶部需要设置吊环，方便吊装。钢筋笼制作完成之后，中心位置与顶部误差、保护层厚度必须要控制在10mm以内，底部误差需要控制在50mm以内。钢筋笼安装过程中，主筋间距误差需要控制在20mm以内，倾斜度误差应小于0.5%，箍筋间距误差需要控制在10mm以内。
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1.4 钻孔、制浆
制浆过程中要合理地控制黏土、水以及外加剂的用量，钻孔阶段要采用泥浆对其进行保护。钻孔过程中要明确钻孔的位置，合理地控制钻进的速度，钻孔初始阶段，速度要尽量蛮，等到钻头完全进入之后才能够适当的增加钻进的速度，钻进时必须要保证泥浆均匀，因此可以利用泥浆泵进行散布。
1.5 护筒埋设
钻孔灌注桩施工过程中，护筒内径必须要大于桩径，一般情况下，护筒内径在20～40cm左右。护筒埋设过程中，护筒的中线必须要与灌注桩中线重合，误差应控制在50mm以下，倾斜角应小于1%。如果是旱地施工，护筒底部及周围的回填土需要分层压实，护筒应高出地表30cm左右，如果是在水中施工，护筒必须要高出水面1～2m左右。护筒的埋深主要取决于相关的公路施工设计标准以及施工现场的实际情况，一般情况下，钻孔灌注桩施工中，护筒的埋深为2～4m。
2高速公路钻孔灌注桩施工过程中坍孔问题及对应的解决措施
在成孔过程中或成孔后，孔壁坍落，造成钢筋笼放不到底，桩底部有很厚的泥夹层。孔壁塌陷形成的原因有：（1）泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。（2）由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等造成孔内水头高度不够。（3）护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水侵湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大塌孔。（4）在松软砂层中钻进进尺太快。提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。（5）水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。（6）清孔后泥浆相对密度、粘度等指指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆（或水），使孔内水位低于地下水位。（7）清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长。（8）调入钢筋骨架时碰撞孔壁。
预防和处理措施：（1）钻孔灌注桩是先成孔，然后在孔内灌注混凝土，周围土移向桩身，土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初期，桩身强度低，且灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的。因此，桩距应该适当，防止坍孔和缩孔。连续成孔时，应在距该孔的中心距离5m以内的桩的混凝土浇筑24h以后才能开始，或采取隔一个孔钻一个孔的工序。（2）在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。（3）在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆，塑性指数大于22并放慢进尺速度（钻孔进尺的平均速度一般控制在6-7m/h为宜），也可投入粘土掺片石或软石，低锤冲击，将粘土膏、片石软石挤入孔壁稳定孔壁。（4）根据本段地质情况确定泥浆比重。黄泥浆的比重控制在1.25-1.30左右，数量不少于单桩井孔体积的2倍。实践证明：高质充足的黄泥浆是确保钻孔灌注桩施工质量的关键之一。钻至井孔上段6-7m时，可不必向井孔内输入高压水，让钻渣自然形成浓稠的低质泥浆护壁，特别是护住护筒底脚处的井壁（这一位置最易坍塌）。（5）清孔时应指定专人负责补水（补浆），保证钻孔内必要的水头高度，中段6-7m可输入高压水承压清孔。下段6-7m输入黄泥浆，如此做法。（6）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻坍孔。部位不深时，可用深埋护筒法，将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。（7）发生孔口坍塌时，判明坍塌位置，回填砂和粘土混合物到坍孔处以上1-2m.如坍孔严重时全部回填，待回填物沉淀密实后再进行钻进。（8）搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短陈放时间。（9）成孔后，待灌时间一般不大于3h，并控制混凝土的灌注时间。
结语：钻孔灌注桩施工技术已经被广泛的应用于路桥工程建设中，其在高速公路施工中的应用为保证施工质量，必须要明确现存的问题，积极寻找解决措施。通过对施工技术以及施工工艺的不断研究，对工程施工选择预防为主、防范结合的方式，以求能够满足工程建设要求。
参考文献：
[1]李强.浅析高速公路施工中钻孔灌注桩技术要点[J].四川建材，2015
[2]石磊，单春宇.钻孔灌注桩施工质量控制关键技术的初步探讨[J].四川水泥，2015，12：189.[2017-08-28].
论文作者:何福成
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：钻孔论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 过程中论文; 导管论文; 进尺论文; 《基层建设》2017年第33期论文;