浅析斜拉桥深孔钻孔桩施工工艺
摘要：随着我国交通建设进程的不断加快，路桥事业得到了飞速发展。在路桥工程项目建设施工过程中难免会遇到深孔钻孔作业，因此，对深孔钻孔桩施工工艺进行分析探讨非常有必要。基于此，本文以《浅析斜拉桥深孔钻孔桩施工工艺》为题，进行了以下几方面的分析与探讨。旨在与同行进行业务交流，以期提高施工企业的施工工艺水平。
关键词：斜拉桥；深孔钻孔桩；施工工艺
由于钻孔灌注桩具有能在复杂的地质条件和恶劣的环境条件下成桩的优点，因而钻孔灌注桩被广泛应用于路桥工程建设施工中。深孔钻孔施工工艺直接影响着深孔钻孔的质量，因此，施工企业在进行斜拉桥深孔钻孔作业时，必须结合实际情况选择合适的施工工艺，同时努力提高自身施工工艺水平，加强施工质量管理与控制，从而为斜拉桥深孔钻孔桩施工质量达标奠定坚实的基础。
1. 钻孔灌注桩概述
灌注桩是作为基础承载力而被广泛应用，具有能在复杂的地质条件和恶劣的环境条件下成桩的优势势。钻孔灌注桩根据成桩方法的不同其分类和定义也不同，具有较为明显的特征：第一，与沉入桩中的锤击法相比，具有施工噪音小和震动较小的特点；第二，具有能够制成比预制桩直径更大的桩；第三，具有应用范围广的特点，能够应用于各种地基和各种土木工程中；第四，施工质量优劣对桩承载力影响较大；第五，钻孔灌注桩多在水下进行施工，施工质量难以控制 [1]。
2. 工程概况
该工程为某一高速公路上的矮塔斜拉桥，采用钻孔灌注桩作为桩基，总共有 104 根钻孔灌注桩，每根桩的直径为 1.5 米，长度为 60 到 100米左右。通过对工程现场地质进行深入勘察，得出该工程地质情况按照从上到下的顺序大致能分为四类，依次为素填土、粉土、粉质粘土、粉砂。
通过了解上述几点情况后，我们采用的施工机械设备有：反循环型钻机、法兰盘式钻杆、泥浆泵、空压机、钢制灌注导管、橡胶风压管。采用的钻孔施工工艺主要是泵吸反循环钻进和气举反循环二次清孔 [2]。
3. 斜拉桥深孔钻孔桩施工工艺
3.1 测量定位
采用精度高的全站仪、钢卷尺、水准仪对斜拉桥深孔钻孔桩进行测量定位。通常应分三次对桩位进行测定。第一次测量应在挖埋护筒前，第二次为复测，应在埋设护筒后，以此确保桩位和护筒中心位置不会有太大的偏差，同时做好桩位标记，而后用水准仪对护筒标高进行测量，并做好测量记录。在钻机就位后及时进行第三次测量，并仔细检查，确保钻机对准桩位标记。
3.2 埋设护筒
在钻孔的孔口应埋设护筒，这样能够对孔口起到保护作用，隔离一些松散物进入孔内，避免孔口塌陷，同时还有利于钻孔定位控制和钻孔标高控制。所以，在钻孔桩施工前埋设护筒是不可或缺的一个环节。钻孔护筒应选择比桩直径大 10 厘米的钢制护筒，且埋设深度必须符合能够有效隔离松散物、顶端应高出地面一定距离、具有一定倾斜度、中心偏差小于 2 厘米的要求。护筒埋设完毕后，应用粘土填实周边间隙，以此保证护筒的稳固。
3.3 钻机就位
钻机就位也是一个不容忽视的环节，必须确保转盘中心对准桩位标志，偏差不能超出 0.1 厘米，而后使用水平尺测量转盘水平，从而确保转盘中心、桩位中心以及天车中心处于同一条垂线上。
3.4 成孔
通常我们采用反循环钻进施工工艺来进行成孔施工，选用的机械设备为三翼条形刮刀钻头，最后利用原土造浆成孔。成孔后应在孔内涂抹护臂泥浆，且护臂泥浆的比重、黏度、含砂率、胶体率、 PH 值等均符合相关要求。成孔作为灌注桩施工时的重要组成部分，其质量的优劣不仅会对桩身质量和桩承载力造成直接影响，更会影响整个施工质量和进度，因此必须加强成孔质量控制。
3.5 一次清孔
当钻孔深度达到设计孔深度时应停止钻孔，并小心的提出钻头，而后采用泵吸反循环钻进施工，直至钻孔内的泥浆和孔底沉渣厚度达到相关要求，最后完成一次清孔。通常采用冲洗液进行清孔，且注意清孔时使用的冲洗液量应大于砂石泵的排量，不然孔内冲洗液量不足，就容易导致孔内水位下降，最终发生垮孔现象。此外，还应注意砂石泵的排量，根据实际情况进行适当调整，避免排量过大而出现垮孔。
3.6 钢筋笼制作与安放
钢筋笼的制作应在现场进行，并采用分节制作的方法，将主筋与加强筋全部进行焊接，并对主筋与螺旋盘进行满焊加固。在钻孔内安放钢筋笼时，首先应在孔口焊接钢筋笼，确保两节钢筋笼是顺直的，并注意在同一截面焊接的钢筋接头不得超出主筋的一半；其次，错开间距，应大于 35d，然后采用单面搭接的方法，且搭接长度应大于 10d；最后在完成钢筋笼后，应采用缓慢下放的方法，将钢筋笼放至孔内。
3.7 下放导管
导管应选用螺纹接头的钢制灌注导管，导管内径为 25 厘米，长度为 4 米。在下放导管前，应对导管质量进行严格的检查，确保导管管身无破损、接头丝扣良好。正式进行导管下放时，应将导管与孔口牢固连接，而后利用密封圈吊放入孔内，且导管在孔内的位置应居于正中，轴线顺直，避免出现卡挂钢筋笼和刮撞孔壁的情况。
3.8 二次清孔
二次清孔主要采用气举反循环清孔工艺，其操作方法主要包括以下几方面：第一，将异径三通接头安装在导管口。连接好风管与气液混合器，完成后仔细检查风管与混合器是否通畅，而后利用异径三通接头将气液混合器放入导管内。风管与风管之间应使用接箍紧密连接，连接时必须拧紧丝扣，以此避免风管下放时出现脱落情况。第二，将异径三通接头与排渣管一端相连接，并将排渣管另一端固定在泥浆沉淀池边。这样一旦采用气举反循环工艺，能够使泥浆快速排出。第三，对孔口的泥浆循环系统进行清理，促使孔口与泥浆池形成倒流，且补给通畅，注意泥浆循环系统长度不得小于 10 米。第四，钻孔灌浆完成后应小心、缓慢的将灌浆导管提提高，而后检查空压机、储气罐和风管系统，确保无问题后启动空压机进行送风。空压机送出的风会经由风管送至气液混合器中，最终使导管内产生空气泥浆混合液。而泥浆混合液会携带沉渣从导管内腔快速上返，经排渣管排入泥浆沉淀池。第五，进行清孔作业时，应随时注意调整导管底端与孔底的距离，并适当移动导管位置，以此确保孔底沉渣排除干净。第六，当泥浆性能指标达标后，应关闭空压机，而后对孔底沉渣情况进行测量检查，如果孔底沉渣排除干净，应卸除气举反循环清孔器具，并连接灌浆漏斗，转入水下混凝土灌注工序。如果孔底沉渣没有排除干净，则应继续进行情况直至排除干净为止。
3.9 混凝土灌注
3.9.1 第一次灌注
进行第一次灌注前，孔内导管应与孔底相距 0.5 米左右，而后用铁丝牢牢系住隔水塞并将其悬挂于导管内，然后灌注混凝土，剪断铁丝，让混凝土在自重作用下冲入孔底，这样就完成了第一次灌注。然后应对灌注的混凝土高度进行检查，确保埋管深度大于 1 米。
3.9.2 第二次灌注
首先，应对混凝土的配合比进行检查，确保混凝土配合比合格后将其均匀连续的灌注入导管中，灌注必须是连续不间断进行。在灌注混凝土时还应对孔内混凝土高度进行测量，并注意孔口是否出现返水情况。
将导管埋深控制在 4 米左右，如果出现返水偏小情况，必须及时找出原因并采取相应的措施进行处理解决，避免发生堵管事故 [3]。
4. 结语
总之，本文对斜拉桥深孔钻孔桩施工工艺进行了分析与探讨，具有非常重要的意义。钻孔灌注桩在整个斜拉桥工程中都起着举足轻重的作用，因此，施工单位必须选择合适的施工工艺并加强钻孔灌注桩施工质量管控，以此确保钻孔灌注桩质量合格达标，从而为整个斜拉桥工程质量奠定坚实的基础。
【参考文献】
[1] 李忠银 . 斜拉桥深孔钻孔桩施工工艺 [J]. 中国水运 ( 下半月 ),2010,01:144-145.
[2] 谷天本 , 王虎 . 大口径深孔钻孔灌注桩施工工艺 [J]. 中国建设信息 ,2007,22:64-67.
[3] 武万鑫 . 浅析大直径钻孔桩施工工艺 [J]. 中国高新技术企业 ,2008,18:213+216.
