高速公路施工中钻孔灌注桩技术分析

张 刚

(山西平阳路桥有限公司，山西临汾 041000)

1 高速公路施工中钻孔灌注桩的施工方法

由于高速公路施工中钻孔灌注桩的施工技术包含的内容非常多，下文就高速公路施工中钻孔灌注桩的主要施工技术进行了简要的介绍。

1.1 混凝土的制备

在对混凝土进行制备时，要先严格依据设计强度要求进行试配，然后再确定满足要求的混凝土配合比，并且严格按照确定配合比在施工现场进行混凝土的搅制。在对混凝土进行制备的过程中值得注意的是:宜选择初凝时间不小于2.0 h的水泥，对于C30及C30以上的混凝土，应采用42.5级水泥;建议选用细度模数为2.5～3.3的中粗砂;对于水下混凝土，集料尽可能的采用质地坚硬、颗粒洁净的碎石，最大粒径不应大于导管的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40 mm，建议采用单粒级的碎石配制矿料;坍落度的范围控制在18 mm～22 mm;水泥用量宜小于350 kg/m3，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，应不少于300 kg;水灰比宜采用 0.5 ～0.6;砂率宜为 0.4 ～0.5。采用泵送混凝土进行灌注，在首批的灌注完成之后，一定要不间断的进行连续的灌注，中间不能停顿。需加以重视的是，在灌注的过程里要防止杂物掉进孔底部，与此同时，要对孔内的混凝土高度进行实时的测量。在拆除导管的过程中要确保在15 min内将拆除工序完成，实际的灌注高度要比设计桩顶部的高度高出0.5 m～1 m。

1.2 导管

在使用导管之前，一定要全面试验它的水密承压和接头抗拉性，不可以采用压气来试压。

1.3 钢筋笼

制作钢筋笼时要依照相关的设计要求进行，假如是长骨架型的钢筋笼就可以采取分段制作，根据运输和吊装的条件对分段制作长度加以确定，从而避免在运输或者吊装时产生钢筋笼的变形。要想有效地控制保护层厚度就需错开接头并设置垫块在其外侧，设置大于四处的垫块在钢筋笼的横向，在竖向间空出2 m间距。与此同时，把吊环设置在钢筋笼的骨架顶部。待钢筋笼的制作完成之后，要在其误差范围进行控制，使保护层厚度以及中心位置和顶部的误差在±10 mm，底部误差在±50 mm，而对钢筋笼的安装误差范围则应控制在主筋间距 ±20 mm、箍筋间距±10 mm、倾斜度 ±0.5%。

1.4 清孔

在钻孔完成之后，要全面检查孔深和孔径，并在检查合格之后进行及时的清孔操作。在实行清孔操作时，要保持孔内水头，避免塌孔现象出现。清孔方法包括换浆、抽浆、掏渣、置换砂浆、空压机喷射等。在完成清孔操作之后，应提取孔底泥浆样品，进行性能指标试验，试验结果应符合规定要求。不得用深钻孔的方法来代替清孔。

1.5 钻孔、制浆

第一步就是根据设计时的比例用水、粘土、添加剂来制备泥浆，并采用泥浆作钻孔时候的护壁介质。在进行钻孔施工之时，要准确定位开孔位置，在慢速钻进的时候使用泥浆泵对它实行循环操作，一定要确保泥浆均匀之后再继续钻进。值得注意的是，要控制钻进的速度，开钻时要慢速钻进，在钻头全部进入地层后再实施快速钻进，假如出现排渣、停钻的状况时，一定要对水头以及泥浆密度和粘度情况加以关注。

1.6 护筒

设计的护筒内径要比桩径大，范围也要控制在20 cm～40 cm以内。在对护筒进行埋设时，应保持桩体中心线与护筒中心线重合，将平面误差控制在50 mm之内并且倾斜度不能大于1%。比如，在旱地条件下，就可以采取挖坑埋设的形式，即对护筒底部及四周的回填粘土实行分层夯实，高度要超出地面30 cm，假如在水里的应超出水面1 m～2 m。而护筒的埋深一般在2 m～4 m之内，这还要根据工程现场状况和设计具体要求来决定。

2 高速公路施工中钻孔灌注桩的施工问题处理

在高速公路的钻孔灌注桩施工过程中，经常会出现各式各样的问题，极大的影响了钻孔灌注桩的使用，确保桥梁工程钻孔灌注桩施工质量中非常重要的一项内容就是分析研究各类问题的生成原因和处理方式。

2.1 孔斜

造成孔斜的原因很多，主要包括:钻架不稳、部件松动磨损、钻杆弯曲;钻孔在遇扩孔较大的位置时产生偏移、土层软硬不均造成的钻头受力不均等。

处理的方式就是:当钻头偏斜较大时，先用土石进行填充然后控制钻速再重新钻进;当在土层内遭遇石块、木头等时，要先把它们打碎之后再继续钻进;要对钻架进行定期的校正，确保钻架的平稳垂直和稳固，从而使钻机设备能够一直处在最好的工作状态。

2.2 堵塞导管

导管堵塞的原因包括:导管下部和孔底间距太小、混凝土离析严重或者导管漏水、灌注的时间太长、混凝土的坍落度值过小、机械故障造成的混凝土无法流动。

处理的方式:制作满足标准的隔水栓，并在组装导管的过程中对其进行内壁检查;灌注操作才刚开始，假如是由于混凝土本身的质量或者隔水栓造成的堵塞，可以用钢筋或者竹竿进行疏通，假如是由于混凝土无法流动，就应该把导管向上提升，然后等混凝土能够流动之后再将导管沉入;有效控制混凝土的集料规格以及混凝土的搅拌时间和坍落度，把混凝土灌注的时间尽可能缩短;在使用导管之前对其进行严格的水密承压和接头抗拉实验，从而避免导管漏水现象的发生;在清孔之后要进行混凝土的及时灌注，从而避免沉渣过厚的现象发生。

2.3 钢筋笼上浮

钢筋笼的上浮原因:钢筋笼不稳固;清孔时泥浆的悬浮物过多;灌注混凝土的速度过快;导管提升中钢筋笼被挂住;混凝土的凝结时间太短。

处理方式:在钢筋笼的底部设置环形筋，同时焊接上牵引筋对其进行固定;确保安插的导管在中心点，并在灌注前对其实行升降，然后观察情况;在混凝土灌注到距钢筋笼底部1 m左右时，应降低混凝土的灌注速度，当混凝土拌和物上升到骨架底部4.0 m以上时，提升导管，使导管口高于骨架底部2 m以上，即可恢复正常灌注速度;在进行清孔的时候要保证含砂率符合要求;进行混凝土的灌注时要确保其连续性。

2.4 坍孔

坍孔的原因:泥浆与护壁要求不符;钻进速度过快;清孔操作不恰当;钻机作业的时候与护筒发生接触，钻机的振动导致坍孔;水位过高或者过低，前者会导致渗浆或反冲孔，而后者导致护壁失效。

处理方式:采用添加粘土粉、烧碱、木质素等方式对泥浆的性能加以改善;确保孔内水头的压力;防止孔壁和钢筋笼的触碰。

2.5 杂物掉落

杂物掉落的原因:卡钻时依旧强行操作，致使钻杆或者钢丝绳断裂;钻杆的接头有问题;钢丝绳的老化断丝;钻头套的质量有问题。

处理方式:进行杂物的清理，并对容易断裂、老化的部位进行定期的检查，一旦发现问题就进行及时的更换。

2.6 偏移

偏移的原因:钢筋笼、钻机没有居中或者桩体的位置出现错误。

处理方式:对桩体的位置数据进行严格的复核并且及时的上报，在报验合格之后再继续钻孔作业;确保钻机和钢筋笼位置居中。

2.7 断桩

断桩的原因:在进行清孔操作的时候，泥浆悬浮物的回沉就形成了沉积层，从而影响混凝土的上升，致使堵管和混凝土的灌注中断;在进行混凝土的灌注之时，由于机械故障或停电、漏水导致灌注的时间过长而引起混凝土的凝结等。

处理方式:确保导管的埋深范围在2 m～6 m之间，并且将导管缓慢拔出;备好备用电源，从而避免由于停电等造成灌注的中断，与此同时还要将单根桩体灌注的时间控制在超过初凝时间1.5 倍之内。

3 结语

通过对重要环节进行严格控制以及采取改进的措施，把握施工的要点，针对施工中出现的问题采取相对应的措施，可以确保在高速公路施工中钻孔灌注桩没有重大质量事故的产生，同时为了确保工程的质量，要在施工过程中始终坚持预防为主、防范结合的方式。

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