谈桥梁钻孔桩施工技术

韦启清

摘要：钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、施工简便、成本适中等特点广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。但影响灌注桩施工质量的因素很多，因此对其施工过程每一环节都必须严格要求，稍有不慎或措施不严就会在灌注中产生质量缺陷。本文就如何在各个施工环节中充分重视、精心施工等问题进行探讨。

关键词：桥梁 钻孔桩 施工工艺 问题 防治措施

对于桥梁工程，钻孔灌注桩施工技术在很大程度上决定了施工的效果。在施工过程中，要根据桥梁的特点，制定合理的施工工艺，选择合适的钻机，做好施工组织工作及技术交底工作，明确工程人员的职责，充分做好施工的准备工作。

1 施工准备

①软弱地基土要进行换填夯实后方可进行钻机就位，钻孔前首先对所施工场地进行整平。②要在桥墩四周开挖排水沟。③为防环境污染，钻孔前要将泥浆池及泥浆循环系统施工完毕。

2 施工要求

①钻孔前要精确测量桩位中心线及护桩坐标，报请监理工程师核查无误后并经现场技术人员同意后方可开钻。②要随时记录钻孔过程中所钻地层地质特性，遇到与设计不符立即上报现场技术人员或主管人员以便及时解决、处理、上报。③钻孔操作人员要时刻注意钢丝绳质量状况，要严格按照冲击钻操作规程进行操作，如有问题及时更换钢丝绳。④施工进行两班制时要有交接班记录并对所交接内容记录完整。

3 钻孔灌注桩施工工艺

3.1 桩基定位 由全站仪精确定出桩位，在木桩顶以标记标识。将桩位引出到桩径以外并用钢桩固定以便再校核护筒的位置。

3.2 桩基成孔 平整场地之后钻机就位，确保钻头精确对准桩位后开钻。根据不同的土质来调节泥浆的稠度，钻进过程中保持水头高度并详细记录土质状况。泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量，泥浆护壁是钻孔灌注桩关键施工技术之一。泥浆护壁按土层性质可以用粘土造浆，在砂层、砂夹层等易塌孔的土层中钻孔，应采用人工制备的特殊泥，如用膨润土造浆。注入干净泥浆的比重应控制在1.1左右。若泥浆稠度过小，不利于护壁和排渣；若泥浆稠度过大，会延缓钻进速度。泥浆的作用是护壁、携砂、冷却钻头和润滑，其中以护壁和携砂为主。

用水准仪测得护筒顶标高，根据设计图纸计算出桩基总长度。成孔后用测绳复核桩基长度。清孔是借助泥浆流动时产生的动能冲击桩孔底部的沉渣使其悬浮，泥浆循环流动将悬浮的沉渣从桩孔带出，最终达到清孔的目的。如果地质中有砂夹卵石层或容易塌孔的土层则在吊放钢筋笼之前要根据沉淀厚度决定是否进行二次清孔。在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。

3.3 钢筋笼加工与吊放 ①钢筋笼加工采用长线法施工。钢筋笼分节加工制作，长度大于15m的桩基本节长按15m制作，最后一节为调整节。为保证相邻节段可在胎架上对应配对绑扎，将每根桩的钢筋笼按设计长度分节并编号。声测管的安装，除在底节钢筋笼安装时焊接在钢筋笼上外，其余各节均预先绑扎在钢筋笼内。②钢筋笼用平板车运至现场，吊装时配备专用托架，在孔口利用汽车吊吊放。确保上、下节钢筋笼对接时中心线保持一致，下放前检查钢筋笼垂直度，主筋对位后使用钢筋对焊机按照设计要求搭接长度焊接。为防止混凝土浇筑过程中钢筋骨架上浮，钢筋笼安装就位后立即将钢筋笼中四根加长主筋与钢护筒顶部焊接固定。

3.4 导管下放 导管下放之前再次用测绳测量孔深，如沉淀厚度在允许的范围内则根据孔深计算需要下放的导管数量。导管连接过程中一定要做到严实紧密，连接处用橡胶圈密封，防止灌注混凝土的过程中导管漏水。

3.5 水下砼浇筑 水下灌注混凝土主要通过导管来完成。施工中要尽量防止混凝土离析。施工前，必须根据砂石和水泥的品种、规格，结合含水率变化情况调整现场的配合比，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，以使每根桩的配合比都能正确无误，严格计量与测试管理，详尽记录量测数据，按要求制作试件。

水下灌注混凝土时，必须严格按施工要求拌制混凝土，施工中控制好混凝土坍落。如果混凝土未充分搅拌，会降低混凝土强度。导管埋置深度应大于2米小于4米，灌注过程中不宜将导管底端提离混凝土面。施工中，混凝土坍落度宜控制在18厘米～20厘米，要严格按设计标高控制混凝土面标高，同时确保导管埋置深入符合设计要求。灌注到与桩顶标高相距8～10米后，及时将混凝土坍落度下调至12厘米～16厘米，以确保桩身上部混凝土抗压强度达到设计值。水下灌注施工（如拔管等）要严格按工艺流程和技术要求连续灌注，向上提升导管时使力不宜过大，升降幅度要适中。若导管升降幅度过大，孔壁会因受到混凝土体的冲刷而坍落或下坠，桩身夹泥。在灌注过程中为确定每段桩体的充盈系数，施测频率为每灌注2～3米/次，桩身混凝土充盈系数至少应大于1。

4 钻孔灌注桩常见问题及防治措施

4.1 断桩

4.1.1 断桩的形成原因分析。钻孔灌注中还可能出现的一个严重的质量问题——断桩。要控制断桩的出现，就要从施工初期开始准备。施工前要编制合理的防止断桩的施工预案，加强质量控制。①灌注阶段，测定已灌混凝土表面标高错误，致使导管埋置深度小于2米，出现拔脱提漏的问题，进而出现夹层断桩的现象。尤其是灌注后期，探测仪所测数据存在误差，或超压力达不到设计值时，技术人员误把泥浆中混合的坍土层视为混凝土表面，施工中这样的情况屡见不鲜。为防止这一问题发生，工程人员必须严格遵守操作流程，认真施测，控制好提升导管的力度，以免因误操作破坏灌注质量。②灌注混凝土时，要严格按设计要求控制导管埋深。如果导管埋置过深，或长时间灌注，会降低已灌注混凝土的流动性，导管壁与混凝土之间的摩擦力会逐渐增大，加之导管型号老旧，提升阻力较大，向上提升导管时极易使导管破裂或将其拉断引起断桩。③卡管是诱发断桩的主要因素。灌注时采用人工配料，一旦混凝土配比控制不当，极易使混合料稠度大小不均，从而导致坍落度大幅度波动。若混凝土坍落度大于设计值，会导致混凝土离析，导管极易被相互挤压的粗骨料堵塞；若灌注时间过长，或混合料坍落度小于设计值，相应缩短了混凝土初凝时间，致使混凝土下落阻力增大使导管堵塞而出现卡管现象，并且最终诱发断桩。这就要求工程人员在施工中必须严格控制混凝土配比，合理安排灌注时间，以免断桩事故发生。④坍塌。灌注施工中，如果井壁严重坍塌，或出现流砂、软塑状质等，造成类泥砂性断桩，主要是因为工程人员质量意识不高，或缺乏施工经验，致使施工质量不达标，而出现此类现象。坍塌一般发生在较深的位置，后续处理困难重重。严重的坍塌事故还可能因无法及时整改而拖延工期。⑤灌注时，井中水位骤然下降、导管漏水、停电、机械突发故障等诸多因素都可能使灌注中断而产生断桩。这要求工程人员施工前必须做足准备工作，预测施工中各种突发状况，提前制定应急预案，确保一次灌注成型。

4.1.2 断桩处理方法。①原位复桩。原位复桩法虽然效果好，但是操作起来有一定难度，工期长且造价高，因此施工中可结合缺陷数量、地质状况和工期计划有选择的应用。其操作流程是通过超声波检测发现断桩后，彻底清理并在原位重新浇注一根桩。②桩芯凿井法。如果断桩处较浅，可在断桩中心借助风镐凿一个比断桩部位深1米、直径80厘米的井，封闭清洗泥砂，设置钢筋笼，再采用挖孔灌注桩施工方法浇注膨胀混凝土。③接桩。灌注时出现断桩问题后，即通过声波准确定位断桩位置；根据土质特点，设定井点降水―开挖―混凝土护壁等工艺流程；挖至指定位置后凿毛处理桩表面，再结合挖孔灌注桩施工方法浇筑混凝土。

4.2 井壁坍落 成孔后灌注水下混凝土时发生塌孔。如果坍落幅度较小，可通过压浆、旋喷等工艺对缺陷进行补救；如果坍落严重，就需要回填进行二次成孔。

4.3 缩颈 在钻孔阶段，如果遇到膨胀的软土、黏土、泥岩，或钻锥磨损或未及时焊补，往往会产生缩孔问题。施工中要及时检查、修理或更换钻锤，及早进行孔内支撑，出现缩孔时，应进行扩孔。

5 结束语

桥梁钻孔灌注施工技术在桥梁工程建设中是一种比较常见的施工工艺，但在常见的施工过程中也有很多问题值得我们注意和解决。因此，确保桥梁建设质量和发展有效途径是加强和提高桥梁钻孔桩施工工艺。总之，在桥梁钻孔桩旌工中的工艺得当，技术合理，层层把关才能建成高品质的工程。

参考文献：

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[2]张波社.钻孔灌注桩施工质量控制[J].科技创新导报，2011（2）.

[3]王红.谈钻孔桩施工技术及质量控制[J]华南科技，2011.