摘 要：冲击式钻孔灌注桩作为公路桥梁桩基工程中的常用施工工艺，具有施工受限小、钻孔快、成孔质量高等技术优势，能够在各类复杂地质环境中发挥重要作用。为确保该工艺技术效果的有效发挥，工程单位需要加强对冲击式钻孔灌注桩技术的研究和施工期间的质量控制工作。结合武江区Y273线重阳桥改建工程对冲击式钻孔灌注桩的施工工艺进行了详细论述，明确了施工放线与筑台、泥浆制备等准备工作要点以及护筒埋设、钻孔、清孔、钢筋笼装设、混凝土灌注等工艺技术要点，为相关工程单位人员提供参考。
关键词：公路桥梁改建;施工工艺;冲击式钻孔灌注桩;
作者简介：冯蕾(1986—),女，广东韶关人，本科，工程师，研究方向：农村公路建设养护等工作;
武江区Y273线重阳桥改建工程位于韶关市武江区重阳镇，是该镇连接外部的主要通道。旧桥位于武江区Y273线上，中心桩号为K0 114.00,原桥宽5.0 m, 横断面布置为：0.25 m(栏杆) 0.75 m(人行道) 3.0 m(行车道) 0.75 m(人行道) 0.25 m(栏杆)=5.0 m, 全长37.4 m。由于旧桥修建年代久远，桥面宽度不够，来往车辆只能在桥面单向通行。为适应重阳镇城镇化发展趋势，加快两岸人民的经济人文交流，武江区政府决定对重阳桥进行拆除重建。本文主要针对该改建工程所应用的冲击式钻孔灌注桩施工工艺进行详细论述[1]。
2施工准备工作公路桥梁冲击式钻孔灌注桩的施工主要包括成孔、清孔、钢筋笼下放、导管下放及二次清孔、浇灌水下混凝土、成桩等几个工序[2]。以导管法的方式进行水下混凝土的浇筑工作，施工时采取跳桩法，下面对施工准备工作进行详细论述。
2.1 初步放样施工技术和筑岛为确保钻孔灌注桩施工顺利开展，工程单位需要在改建工程开始前做好施工场地的清理工作，重点对桩基周边、施工便道区域存在的地下或地上障碍物清除，并做好场地排水和整平压实处理工作，必要时需要对现场进行换填土和压实处理，避免对施工机械的进出场造成阻碍，同时也能够为钻孔设备提供更稳定的运行环境。场地处理完成后，施工人员需要按照设计图纸要求在现场利用水准仪和全站仪等设备对灌注桩的位置进行定位，定位误差需要控制在10 mm范围内。在放线定位的基础上，施工人员需要做好钻井平台搭建工作，平台填筑时可以应用岩渣材料，平台与地表之间的高差需要控制在1 m左右，利用高差拉保证钻孔时的孔内水压力，在此基础上施工人员需要利用钢板在周边铺筑增加受力面积的平面，避免在钻机运行期间出现平台塌陷、失稳等影响钻孔质量的情况[3]。
2.2 泥浆制备泥浆材料主要用于护壁，本次所应用的泥浆原理为膨胀土或高粘度黏土，为确保泥浆护壁的可靠性，泥浆大量制备前需要进行配比试验工作，通过测试得到的泥浆材料参数指标详见表1,主要涉及pH值、失水率、胶体率、含水量、粘度以及相对密度等参数。
表1 泥浆材料的参数指标 导出到EXCEL
| pH值 | 失水率 | 胶体率 | 含砂率 | 粘度 | 相对 |
| 8～10 | ≤20 | ≥98% | ≤2% | 17～20 | 1.03～1.1 |
| 8～11 | ≤20 | 95% | ≤4% | 22～30 | 1.2～1.4 |
本工程所配置的泥浆材料在钻进测试过程中性能优异，能够满足钻孔灌注桩施工需求，工程单位在实际应用过程中需要结合地层情况和泥浆性能对所添加泥浆浓度进行动态调整，必要时利用外加剂调整泥浆性能，确保钻孔灌注桩施工高质量推进。
为确保各项工艺方法和器具设备参数等符合设计要求，施工人员应在正式施工前通过多个试验钻孔的方式对孔壁稳定性、孔底沉淤、孔径、钻孔竖直度相关参数进行核实确认，试验钻孔的数量应不低于两个，同时也需要预留不低于12 h的孔壁稳定时间，部分重点工程则需要对试验数量进行适当增加[4]。
3施工工艺技术要点3.1 埋设护筒在埋设护筒阶段，该灌注桩工艺所应用的护筒类型为钢护筒，埋设具体操作可以结合现场情况进行适当调整，常规工序流程和技术要点为：施工人员所应用的护筒长度为6 m, 其内径需要结合钻孔灌注桩的桩径进行调整，通常需要确保后者略低于后者20 cm; 为了避免护筒埋设完成后出现漏水或刚度不足的情况，施工人员需要针对护筒相互连接的部位做好焊接处理，并做好焊接部分的密封处理工作，焊接部分需要借助钢板强化，密封完成后需要通过水密性试验进行测试；在护筒埋设期间，施工人员需要严格控制埋设精度，这需要提前做好放样测量工作，并基于放样测量结果放置保护桩，需要基于不低于1.5倍桩基的数值控制埋设深度，同时确保护筒顶面比筑台高30 cm以上；此外，施工人员需要借助黏土将护筒周边夯实处理，并将十字护桩埋设于周边，利用混凝土或砂浆材料进行加固处理[5]。
3.2 钻进成孔钻孔施工过程中，施工人员需要对桩孔中心位置进行核实确认，具体需要借助护桩进行对照分析，同时需要通过对钻架进行调节确保桩孔、冲击锥、起吊滑轮线三者处于同一铅垂线之中，相对误差需要控制在20 mm范围内。定位完成后，初次钻进过程中，施工人员需要优先使用小冲程控制成孔质量，确保孔洞的圆顺度和竖直度符合设计标准，避免出现孔口塌陷或孔位偏移等质量缺陷。初步钻孔完成后，施工人员需要在6 m范围内选择中、大冲程钻孔，并实时做好残渣处理和泥浆性能的维持工作，同时也需要结合钻渣判断对地层变化情况，实现对钻孔质量的精准控制。
为规避塌孔等异常情况，在泥浆护壁应用过程中需要做好地下水位的勘察工作，应尽可能将泥浆液面抬升至超出地下水水位2 m的高度，特殊情况下也需要将高度控制在0.5 m以上，并严格把控泥浆性能指标，避免因泥浆砂砾、胶体率等参数不合格出现护壁性能不足的情况，避免因泥浆容重高引发过速沉淀问题。泥浆相对密度需要结合不同钻孔部位的土质参数进行适当调整，需要按照1.3～1.5的标准控制砂夹卵石部位的泥浆相对密度，按照1.1～1.2的标准控制砂性土与夹砂层部位的泥浆相对密度，按照1.1～1.6的标准控制黏土与亚黏土部位的泥浆相对密度，施工期间需要持续检测泥浆的砂率、胶体率、相对密度以及黏度等技术参数，避免出现相关技术参数超标的情况，同时也需要针对不超过1 m直径的灌注桩泥浆液面做好动态调整工作。
3.3 检孔与清孔检孔过程中，施工人员需要借助钢丝测绳检测孔深，测绳使用前需要利用钢尺对其误差情况进行核对，在孔垂直度与孔径检测过程中，施工人员则需要合理应用探孔器和井径仪，需要结合孔深度状况垂直度进行控制，误差需要控制在1%孔深范围内。确认桩孔参数符合设计要求后，施工人员乤做好清孔工作，有效清理底部存在的岩渣沉淀物，避免度桩基的承载能力造成影响。在清孔过程中，施工人员需要合理应用换浆法，通过将泥浆泵管接入桩孔内部，在换浆除渣期间，施工人员需要操作钻机在孔底维持钻头的小冲程运转，有效解决钻渣沉淀问题。泥浆泵将泥浆送入孔底后吸出沉渣，通过循环往复的动作将底部沉渣全部去除，最终使得新鲜泥浆填满孔洞，待达到质量标准后，施工人员对桩位、成孔质量验收合格后方可开展钢筋笼下放施工。
3.4 钢筋笼下放与声测管安装本工程采用的钢筋笼为整体式，在下放过程中需要布置钢筋笼台座以规避安全事故，同时将钢筋笼与导管同步下发，降低周转难度。施工人员需要结合护筒标高对钢筋笼顶高度进行控制，相对误差需要控制在50 mm范围内，同时需要确保钢筋笼与护筒中心线重合，并做好固定处理工作，避免在混凝土灌注期间出现钢筋笼浮动移位情况；声测管需要基于四边形或等边三角形的方式随钢筋笼分段安装，安装过程中需要做好定位工作，最终埋设于桩底部位；为避免出现管道被砂浆等堵塞的情况，施工人员需要借助木塞层材料密封声测管接头部位，并利用钢板确保底部密封到位。
3.5 导管下放及二次清孔在混凝土灌注前，施工人员需要维持孔壁结构状态的稳定性，避免因缩颈、塌落等问题影响灌注桩施工质量。为确保灌注桩承载力达到设计要求，施工人员需要严格控制孔底沉渣厚度，如摩擦桩的沉渣应具有30 cm以内的厚度，摩擦端承桩与端承摩擦桩则需要将厚度控制在10 cm以内，端承桩需要将厚度控制在5 cm以内；此外，在端部沉渣处理过程中，施工人员可以借助真空泵相关设备进行处理，必要时需要在钢筋笼装设后、导管下放前进行二次吸渣处理。钢筋笼吊装期间，施工人员需要做好竖直度相关参数调整工作，在避免钢筋笼变形、损坏的基础上确保吊装期间不会出现孔壁与钢筋笼碰撞的情况，并在装设完毕、二次清孔后做好底部沉渣、淤泥检测工作，确认无误后方可开展混凝土灌注施工。导管下放前，施工人员需要做好接头抗拉试验与水密承压试验工作，确认合格后则需要开展二次清孔施工，为保证护筒内水头符合施工需求，施工人员需要在清孔期间做好泥浆材料的实时补充工作，待孔深、泥浆参数以及沉渣厚度验收通过后，则可以开展混凝土灌注施工。
3.6 灌注水下混凝土水密试验与接头丝扣抗拉试验合格是混凝土灌注施工的重要基础，施工人员需要结合孔内水深控制管内水压，两种差距需要控制在1.3倍。导管下放期间需要避免与钢筋笼碰撞，必要时可以将钢筋笼与导管下放施工同步开展，下放完成后需要将导管固定牢固，最终其底部需要与孔底保持40 cm之内的间距，导管安装完成后，浇筑施工人员需要再次核对孔底沉渣厚度，避免影响灌注桩承载能力。
水密试验期间，施工人员需要确保管内水压低于管壁最大承压能力Pmax, 管壁承压能力则需要根据混凝土容重、混凝土在管内的最大高度、孔内泥浆容重、孔内泥浆深度相关参数进行计算。混凝土浇筑前，施工人员需要结合运输时间、气温等相关参数综合检测分析塌落度是否合规，对于1.5 m以内桩径的钻孔灌注桩施工，施工人员需要按照180～220 mm的标准控制混凝土塌落度，否则需要按照160～200 mm的标准控制塌落度。
钻孔灌注桩施工期间，施工人员需要充分掌握混凝土初始灌注体积，应结合10%桩身体积对第一斗混凝土体积进行计算与控制，同时也可以结合桩径与桩底浓度进行合理控制，通常需要在1.5～2 m3范围内控制混凝土体积。由于桩身强度质量与混凝土浇筑高度存在直接联系，施工人员需要严格控制成桩高度，通常需要基于设计标高进行0.5～1 m范围的适当抬升，在混凝土灌注前应做好材料标号相关选型控制工作，避免出现与设计要求不一致的情况，针对所灌注混凝土超出标高的部分，施工人员应做好处理工作，高度达到设计要求后应避免出现浮浆或夹泥等情况，必要时应组织人员重新浇筑。此外，施工人员需要在2～6 m范围内合理控制导管在混凝土中的插入深度，尺寸较长的钻孔灌注桩则可以适当增加插入深度。对于最后一次混凝土灌注操作，施工人员需要超出灌注标准60～100 cm, 确保混凝土灌注量达标，在将浮浆凿除后能够得到符合设计标准的桩顶强度指标。混凝土浇注接近尾声时，管内混凝土高度减小，压力降低，导致混凝土顶升困难，可加清水稀释泥浆，减小管外压力，使浇注顺利进行。
施工人员在隔水栓选用过程中需要确保其贴合导管内径且隔水性能良好，避免对施工质量造成影响。在灌注混凝土期间，施工人员需要严格控制搅拌与混凝土塌落度相关参数，混凝土调制过程中需要结合导管直径与钢筋笼主筋净距对骨料粒径进行限制，避免出现粒径超出40 mm或大于0.25倍最小净距的情况；在水下混凝土浇筑过程中则需要借助外掺剂改善混凝土缓凝效果和施工和易性；导管应用时则需要提前做好试压与试拼装工作，避免出现密封效果不佳的情况，通常需要按照0.6～1 MPa的标准控制水压。为避免因所钻灌注桩孔洞底部存在的沉渣含量超标，施工人员需要在清孔完成后及时开展混凝土浇灌施工，严格按技术标准把控混凝土面标高与导管埋设深度。对于地下水活跃区域，施工人员需要借助套管、水泥等材料应对活跃的地下水，避免混凝土浇灌期间出现地下水渗漏问题，同时也需要维持灌注施工的连贯性，避免出现停电与停水等情况。
4结 论综上所述，冲击式钻孔灌注桩施工过程中，工程单位结合工程设计要求做好施工场地的布置准备工作，严格按钻孔需求布置相应的钻机平台，并为钻孔施工配置合格的泥浆材料，为确保各材料性能、设备参数符合施工需求，施工人员需要通过钻孔试验的方式在施工前进行综合验证。针对钻进成孔施工，施工人员需要根据施工的不同阶段合理调整冲程，初始阶段应为小冲程以维持成孔质量；混凝土灌注施工需要做好相关试验检测工作，确认各参数合格后方可灌注混凝土。
参考文献[1] 王芳，陈正，陈建枫，等.岩溶区冲击钻孔灌注桩半护筒成孔技术[J].交通建设与管理，2022(2):68-69 139.
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[3] 代军涛，汤显政，邓贵茂.海域桥梁冲击钻孔灌注桩孔径扩孔、缩径成因分析及措施[J].公路交通科技(应用技术版),2017,13(5):30-32.
[4] 李昌辉，李开全，皮微微.冲击钻孔灌注桩在温州地区施工过程中遇到问题的处理[J].西部探矿工程，2018,30(8):19-20 25.
[5] 李明星.水利工程基础施工中冲击钻钻孔灌注桩技术的应用[J].内蒙古水利，2019(4):70-71.
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