摘要：桩基施工是桥梁工程建设过程中的重点环节，同时还是确保整个桥梁质量的关键所在，通常情况下桥梁桩基施工往往采用冲击钻钻孔灌注桩施工技术，相比于其他施工工艺更能增强桩基的承载能力和自身稳定性，从根本上保证桥梁施工质量。

关键词：桥梁;桩基;冲击钻;钻孔灌注桩

引言

现阶段我国经济建设的不断发展对建筑工程项目的增加产生了一定带动作用，其中道路桥梁是经济建设及交通运输业发展的重要基础设施，路桥安全性成为社会与大众关注的焦点。冲击钻钻孔灌注桩施工技术在桥梁施工中普及并且作为主要技术，然而通过对诸多实践数据进行分析发现冲击钻钻孔灌注桩技术适用于地下或者水下环境，这样一来技术质量极易受到诸多因素的影响，为此在运用该项技术时一定要按照相关规范和要求严格施工，把控好施工质量，为后续施工工序有条不紊的进行奠定良好基础。

1.冲击钻钻孔灌注桩定义及其机械特点

顾名思义，冲击钻钻孔灌注桩也就是通过冲击钻机钻孔后就地灌注混凝土，进而形成基础桩。一般情况下冲击钻机也就是由卷扬机带动钢丝绳以此提升钻头，充分利用钻头在自由落下所产生的巨大冲击力，受到冲击力的影响钻头破碎岩层达到钻进的目的。冲击钻钻孔灌注桩施工过程中使用的冲击钻头都是采用自由落体方式破碎岩层，鉴于钻头质量较大且冲击末速度快，所以会形成巨大冲击力将坚硬的岩石层破碎，冲击钻机在运用于土夹层、卵石层以及风华基岩层的时候其还是一种效果非常明显的钻进设备。相比于回转钻机，冲击钻机成孔往往是通过钻头产生的冲击作用用以破碎岩石，以此达到钻进的目的，由此可见成孔稳固性较高，但是相比于冲抓钻机，其需要的护筒数量较少，并且几乎不会使用其他机械进行辅助施工。另外，冲击钻机主要是由机架、卷扬机、钢丝绳以及钻头组合而成，内部结构复杂性较低，并且移动就位非常便利，操作方便快捷，很少产生机械故障，对施工现场的条件要求也比较低。除此之外，冲击钻钻孔灌注施工适用范围较广，适合不同类型的土层、软岩层以及次坚硬岩层等，然而在施工过程中钻孔直径及其钻进深度会随着钻头直径以及钻机功率的变化而改变，通常情况下冲击钻机的钻孔直径在60-300cm之间，并且钻孔深度可以达到100m。

2.工程概况

普渡河1、2号大桥位于云南省滇中地区武定至倘甸至寻甸高速公路中，其中1号桥长709.00m，2号桥为804.00m。由于该工程施工现场地质状况不佳，部分路段存在碎石土层以及粉质黏土层，所以为了确保本次施工质量，综合考虑现场勘察资料选用冲击钻钻孔灌注桩施工技术，该技术可以满足现场环境要求，并且从根本上提升桥梁工程的质量。

3.桥梁桩基施工中冲击钻钻孔灌桩施工技术要点

3.1施工准备

在施工之前相关工作人员应该对施工现场状况、地质和水文条件等资料进行全面系统分析，同时结合勘察单位所出具的地质勘察报告制定出完善的施工方案。另外，在施工过程中应该严格按照相关规定要求制定一系列安全生产及保护环境的措施，确保灌注桩施工记录完整且妥善保存，合理选择成桩方式，配备充足的施工机械设备和机具类型。

3.2护筒埋设施工

在桥梁桩基施工过程中护筒埋设是其最为关键的施工环节，并且发挥了重要的导向与定位作用，护筒当中的水位与泥浆比可以在很大程度上增加孔内水压促使其高于外部水压，以此规避塌孔问题的产生。另外埋设护筒还对桩位有着一定固定作用，通常选择挖埋法来埋设护筒，这样可以提升冲击钻钻头位置的准确性，为之后提钻提供有利条件。护筒往往由较厚的钢板制作而成，一来在拔起时受力不会导致护筒变形，二来可以多次使用。根据前期地形地貌调查明确护筒中心位置，并进行准确定位，护筒安装工作完成后需要对其再次进行加固处理。一定要注意护筒内径应该大于桩径，通常保持在20～40cm范围内最佳，并且预埋深度应该控制在15～20m之间，确保其顶部高于地面30cm。

3.3钻孔施工

在冲击钻钻孔灌注桩施工过程中，钻机到达指定位置之前需要对冲击钻和相关设备进行检查，避免钻机出现故障而影响施工，一旦发现钻机磨损严重或者出现故障应该第一时间进行维修，确保其各方面无误后方可投入使用;完成机械设备的准备工作后，确保设备处于平稳状况，切不可出现沉降或者移位等不来那个味，只有这样才能保证开孔位置的精准性。另外对冲锤所使用的钢丝绳及护筒中心误差进行有效控制，误差不得超出1cm，锤头在升降过程中速度缓慢，确保其升降平稳性，以免与护臂、孔壁碰撞而对其造成破坏。不仅如此还应该保证钻孔施工的连续性，将整个钻孔过程完整记录下来，待完成钻孔作业后检测沉孔质量是否达到标准要求，同时针对泥浆效果进行试验，避免施工过程中出现质量问题，发现质量问题后及时采取措施予以处理，并补充泥浆，防止孔洞坍塌。钻进速度一定要均匀进行，确保其与泥浆的协调性，当然还需要结合泥浆补充状况对钻进速度予以控制，同时保证桩架与护筒保持垂直状态，一旦在钻进时出现不良现象，例如斜孔、塌孔、护筒冒浆、稳定性较差等，应该立即停止钻进，采取措施处理后再次钻进。

3.4清孔与检孔

运用掏碴法对钻孔进行清理，钻孔进度达到设计标高之后停止工作，提高钻头使其与钻孔分离，使用底端设置活门的掏碴桶将钻碴清理干净并掏出，同时在钻孔中补充适量清水，在没有大块钻碴掏出后静置沉淀30min再次进行清掏，如若掏出的钻碴没有较大砂石且泥浆不会粘黏手则完成清孔工作，但是需要对沉淀层进行检查，其厚度在5cm以内可以进行后续施工。完成钻孔工作后对成孔的中心位置、倾斜程度、钻孔底部标高、深度以及直径各个方面进行检查，其中钻孔中心位置应该满足施工方案要求，偏差控制在5cm以内，倾斜程度往往小于规定的1%，深度达到设计要求，只有满足上述这些条件钻孔质量才算达标[1]。

3.5钢筋笼安装

钢筋进场之前需要进行一系列实现对其外观、力学性能等进行检查，确保钢筋质量及尺寸达到施工要求。将钢筋骨架由存放地运输到墩位时可以使用钩机或者吊车进行运输，并且在各个加劲筋的地方都设置相同高度的支撑点，以免骨架受力不均而变形。焊接钢筋笼时应该对纵横钢筋交互点进行焊接，提升其焊接质量，同时按照施工设计在间隔2m的位置设置4个以上水泥砂浆保护层，水泥砂浆块由与桩基强度相同的砂浆制备而成，并且通过分节的方式制作钢筋笼，每完成一段及时运输到施工现象，并使用吊车将其起吊，再次对钻孔进行清理，随后分节安装于桩内，这种情况下安装速度一定要缓慢，保持匀速安装，避免速度过快出现碰撞导致钢筋笼变形。使用专用运输车把钢筋笼准确安装至钻孔的中心位置，起吊之前使用相关仪器对钻孔直径进行测量，如若出现收缩现象使用钻头进行处理，注意控制安装速度，安装必须按照安装规范或要求进行，以免操作不当而引发钻孔坍塌。

3.6水下混凝土灌注

桥梁桩基工程中往往采用钢导管进行灌注，施工中Ф25～30钢管使用较多，每节钢管长度为2～3m同时配备2节左右的短管，短管长度为1～1.5m。导管组中后期轴线偏差应该控制在钻孔深度的0.5%，也就是小于其10cm，其中施压力则为钻控股地段静水压力的1.5倍，并由钻孔深度和平台高度决定导管长度，在安装时尽可能使用螺旋丝扣型接头，并在接头处设施防松装置[1]。明确导管直径及内壁厚度，其中在明确导管直径时需要综合强度、刚度等各方面要求。导管在投入使用之前需要进行详细检查，确保其导管规格、质量符合标准要求以及连接良好，随后针对其拼接、水密以及承压状况进行试验。如果钻孔桩的桩顶在比钻孔中水面较低，那么其漏斗的口就应该高出水面4～6m，进而确保混凝土密实度满足施工要求。另外在混凝土灌注过程中导管地段与距离孔洞在30～50cm之间最佳，首次灌注混凝土的数量可以同时满足导管埋置深度及导管底部的填充需求，混凝土下落后连续灌注，间隔之间不得超过30min[3]。灌注过程中及时测量钻孔内混凝土顶面位置，确保导管埋设深度在1～3m，做好导管提升和拆除工作，对导管的埋设深度予以有效控制。

4.桥梁桩基冲击钻钻孔灌注桩施工常见质量及其处理措施

4.1冲击钻孔偏斜

在钻孔施工过程中倘若钻进时遇到体积较大的孤石或者探头石，并且软硬地层交汇区域岩石面倾斜度较大则会导致桩机所使用的钻头偏离中心或者出现掉齿现象，桩机出现不均匀沉降、位移。要想有效规避冲击钻孔偏斜问题的产生应该注意以下几点：第一，在安装桩机之前根据工程实际状况采用换填法等相应手段对软土地基进行有效处理，将一定数量的双排枕木垫于桩机两侧，确保其着地均匀，如果在施工过程中桩机出现下沉状况应该将其及时进行调整，确保桩机保持水平状态。第二，冲孔过程中增加锤牙及锤体的检查频率，确保其良好运行，避免冲锤偏心或者掉齿等不良现象的产生。第三，钻进过程中发现岩石面的倾斜度比较大，可将片石以及碎石填入孔洞当中，但是回填材料的硬度应该与岩石面接近，回填高度超过岩石面0.5m最佳，通过低捶密击的方式不断进行调整，直到将岩石面修平即可结束[4]。第四，在冲孔施工期间，如果遇到孤石或者探头石应该将冲击钻的冲锤进行调整，调至探头石比较高的一侧，将冲锤的冲程提高至2m随后猛烈锤击探头石，一旦击碎立刻改为低冲程。第五，倘若由于冲锤原因而造成的钻孔倾斜，需要对冲锤的锤齿及时开展补焊工作。

4.2孔壁坍塌

一旦护筒的埋置深度不够，其底部土层厚度达不到要求则会出现漏水现象;孔洞有浆液漏出或者清孔施工过程中没有及时将浆液补充充足则会造成孔洞内水头高度达不到标准要求，进而出现内部水压低于外部水压的状况;冲击钻钻头或者在钢筋笼安装过程中与孔壁发生碰撞、泥浆密度不高、水头对孔壁所产生的压力较小，泥浆密度未紧随实际状况而改变;完成清理成孔工作后混凝土灌注不及时、在冲孔施工过程中钻锤停止时间比较长、成孔内的水头没有在孔外水位线2m以上，弱化其对孔壁产生的压力，以上种种均会造成孔壁坍塌。

为了规避孔洞坍塌现象的发生，应该根据实际状况采取相应预防和处理措施。第一，对地质勘察资料进行分析和研究，根据施工现场地质状况对泥浆的比重及冲孔速度进行适当调整。第二，在埋设护筒时，需要对其底部及附近黏土进行夯实处理，避免漏水现象的发生。第三，冲锤在提升或者下降过程中以及开展钢筋笼安装作业时应该尽可能保持垂直状态，以免与孔壁发生碰撞影响质量，当然还需要注意，一旦开始冲孔施工作业大型机械设备或者车辆均可不通行。第四，待清理好成孔后应该立即开展混凝土灌注工作。第五，如果孔壁坍塌程度较轻可以通过适当增加泥浆比重，同时提升成孔内泥浆水头压力以及孔内压力的方式改善，如果坍塌发生在孔口处可以将护筒接长，四周均使用黏土重新进行夯实处理，再次开展冲孔工作。相反如果孔壁坍塌现象严重，应该使用砂类土予以回填处理，确保其稳定后通过小冲程、低速完成冲孔施工[5]。

4.3钢筋笼上浮

在冲击钻钻孔灌注桩施工过程中导致钢筋笼出现上浮质量问题的主要原因有两个方面，一方面在混凝土灌注到钢筋笼下的时候，倘若将导管提升并且其底部与钢筋笼保持1m距离，这种情况下混凝土从导管流出会产生巨大冲击力，钢筋笼在冲击力的作用下出现上浮现象。另一方面在钢筋笼灌注混凝土时如果导管埋置较深，上层混凝土浇筑时间较长已经接近凝固，这种情况下表层所形成的硬壳混凝土与钢筋产生较强握裹力，如若导管没有及时提升到钢筋底部以上，导管中流出的混凝土会产生顶升作用，在其带动下钢筋笼上浮。

为了杜绝钢筋笼上浮现象的发生，在灌注混凝土过程中应该时刻关注混凝土浇筑标高以及导管的埋置深度，一旦混凝土超过钢筋笼底端2-3m时应该将导管提升，提升到钢筋笼底部以上最佳;发现钢筋笼已经出现上浮之后应该马上停止混凝土浇筑工作，精准计算出导管的埋置深度以及已经浇筑混凝土的标高，根据计算结果将导管提升到一定高度随后在继续开展灌注工作。

4.4断桩

施工过程中出现断桩的原因有很多，主要集中在三点，第一，混凝土灌注过程中导管漏水或者导管提漏，进而出现夹泥层以及断桩问题的产生，而致使导管提漏的因素则是导管发生堵塞通常会采用上下振击的方式让堵塞的混凝土流出，但是这种情况下导管埋设深度较浅，极易出现提漏状况。第二，混凝土的灌注时间比较长，上部混凝土已经开始凝固并且在其表层形成硬壳，伴随着时间的增加泥浆当中的残渣也会逐步沉淀，导致大量沉淀聚集于混凝土表层，增加灌注施工的难度，堵塞导管同时不能及时提升导管到一定距离，基于此引发断桩现象。第三，导管埋设较深，由于刚开始浇筑的混凝土已经逐步固结，拔出导管后混凝土得不到及时充填，而泥浆却填入其中，以此发生断桩问题。

为了避免断桩问题产生应该尽量加快混凝土灌注速度，在混凝土灌注初期囤积诸多混凝土，这样所产生的冲击力可以突破泥浆阻力的影响，与此同时加快连续灌注速度，确保混凝土与泥浆始终保持流动，以免造成导管出现堵塞现象[6]。混凝土灌注过程中应该不断对导管埋设深度进行测量，确保导管准确性，并且按照相关规范要求严格操作。

4.5桩底沉渣量增加

检查工作不到位、成孔未清理干净或者未实施二次清孔等都会造成桩底的沉渣量较多，为此在施工过程中应该进行全方位检查，对测绳及测锤进行明确，如果清孔工作不能满足施工要求，需要采取相应措施改善泥浆的性能，进一步延长清孔时间。另外钢筋笼施工完成后需要对沉渣量进行全面检查，如若发现沉渣量较大并且超出规范内容需要进行二次清孔，以免沉渣较多对后续施工产生不良影响。值得注意的是二次清孔可以使用导管开展，也就是通过接头将导管以及胶管连接起来，下完导管之后，将其提升至成孔底端0.4m处，将泥浆泵与接管衔接起来，不断循环的泥浆可以将桩底沉渣清理干净。

结束语

伴随着社会经济发展，桥梁工程项目逐渐增加，桥梁成为我国基础建设过程中的重点项目，冲击钻钻孔灌注桩技术是使用较多的一种施工工艺，并且效果明显。然而在实际施工过程中应该按照相关要求严格操作，确保施工规范性，科学运用施工技术，把好各项施工工序的质量关，基于此提升冲击钻钻孔灌注桩施工质量，提升整个桥梁工程的安全性和稳定性，为交通工程更好的发展“添砖加瓦”。

参考文献

[1]侯思远.新店外环东段桥梁钻孔灌注桩施工技术研究[J].江西建材，2022（01）：146-147+150.

[2]杨普军.钻孔灌注桩施工技术在市政道桥工程中的应用[J].四川建材，2022，48（01）：129-130.

[3]陈正勇.桥梁桩基工程中的钻孔灌注桩施工及其控制研究[J].交通世界，2021（26）：109-110.

[4]胡志群.浅述桥梁冲击钻孔灌注桩钢筋笼上浮的质量控制[J].居业，2021（11）：103-104.

[5]卢思攀.基于岩溶地质斜拉桥索塔钻孔灌注桩技术应用探究[J].粘接，2021，45（02）：187-191.

[6]郭其团.桥梁钻孔灌注桩施工与质量缺陷的成因及其预防[J].科技资讯，2017，15（31）：69+71.