浅析钻孔灌注桩在桥梁施工中的应用

周明

摘 要：桩基对于一个桥梁来说尤为重要，在桥梁的见造中，桩基建设质量直接影响整座桥的质量，桩基不稳的桥梁，其工程质量难以保证。钻孔灌注桩的施工是桥梁中的基础施工，因而必须保证其质量，而灌注桩的质量受到施工中的各个环节的影响，针对施工中可能出现的问题应当全面予以考虑，提前预防，避免由于失误导致的桥梁隐患以及经济损失。文章着重针对钻孔灌注桩展开了探讨，针对其在桥梁施工中的施工要点予以分析，并针对其质量的提高与保障提出了几点可行性的建议。

关键词：钻孔灌注桩；桥梁施工；质量

前言

伴随着现代交通业的发展，基础设施建设得到了的空前的重视，引入了诸多新技术。而在交通建设中，桥梁建设处于重要的地位，而桥梁建设中基础施工显得尤为重要，钻孔灌注桩是目前桥梁建设中适应性较强且经济性适中的基础建设，以其简便的施工方式在桥梁建设中予以推广，并得到了一致的认可。大部分桥梁的基础施工的环境都较为特殊，在水下的施工环境无法观察整个施工过程，并且也不能对已经完工的灌注桩予以开挖验收。所以必须保证施工过程中的质量，否则任何一个环节都会对成桩造成影响，一旦出现问题形成缺陷桩，那么会造成很多不必要的麻烦，对工期造成影响是一方面，增加了成本往往是建设方不愿看到的。所以施工流程的规范以及严格控制施工质量，在成桩的过程中便注重隐患的消除，是目前钻孔灌注桩施工的重点，也是灌注桩质量保证最基本的条件。

1 准备工作

施工前需要进行的准备工作主要包括场地的准备、场地的测量、放样，设置钻机以及灌注泥浆的制备。中心桩位的确定需要在测量放样的过程中予以确定，并在这一过程中设置护桩，对桩位进行校核以确定准确的位置；制备灌注浆时需要同时配备回收池和泥浆池，以方便泥浆的制备，在钻孔泥浆的制备过程中需要采用膨润土或者粘土（高塑性），从而保证在钻孔时孔壁不会发生坍塌；设置好钻机后应当保证设备能够平稳、固定，不会发生歪斜以及移动现象。

2 埋设护筒

进行护筒的埋设除了对位置的固定外，还起到了对地面水的隔离作用，并可以形成一定高度的钻机内水头，对钻孔过程中孔内静水压力予以提高，从而令孔壁更加稳固，能够有效的防止坍孔现象的发生，保证灌注浆高程。护筒的主要材质有三种，分别是钢筋混凝土、钢材以及木材。其基本要求为水密性良好、使用寿命长。护筒的内径应当略大于钻孔直径，每节的长度应当在两米至三米的范围内。其中，在护筒的设置中，钢制护筒的使用较为常见，一般采用4mm钢板制作完成，直径约比桩径大20cm。为了保证泥浆循环通常，应当在护筒顶端设置出浆口。护筒的高度也应当进行必要的设置，保证高于孔外水位1.5米以上，同时应当注意，若护筒设置位置为旱地时，同地下水位的高度差应当保证大于1米，同时比地面也要高出0.3米左右。

3 定位桩机

桩机应当安放在稳固的地基之上，若安装位置的地基具有坡度或者地层较软，那么可以采用推平的方式予以处理，并采用枕木或者钢板予以加固。若钻孔机具有钻塔，那么应当同地笼配合，首先通过钻机将钻杆进行定位，在利用千斤顶安装机架，并将设备进行准确的定位。钻机的钻头、卡孔以及其中华龙、护筒应当保证在统一垂直线上，即中心保持一致，只有这样，钻机才能保持垂直。在偏差度上钻机位置应当小于2cm，当桩机同桩位对准后，应当对钻机横梁垫平，并采用缆风绳进行固定。

4 制备泥浆

钻孔泥浆由水、黏土（膨润土）和添加剂组成。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。一般上采用这样的参数：泥浆黏度18～22s，含砂率不大于4%～8%，胶体率不小于90%，塑性指数（IP）大于17。制浆前，先把黏土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的黏土直接投入护筒内，使用冲击锥冲击制浆，待黏土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。

5 钻孔

安防好钻机后应当对钻具、钻杆以及灌注桩的中心予以核查，保证三者的中心位置重合，继而开启电机，钻头下放，并开始关注泥浆，同时循序渐进的钻入，当完成首届钻杆的钻入后应当马上停机，安装第二节钻杆，重复上述过程，直到钻进深度达到设计要求。

开始作业后，控制速度和钻压，采用“低压慢进”措施，待钻至护筒底下1m后，再以正常速度钻进。在钻孔过程中，根据地质资料不同情况，选择合适的钻头、钻压、钻速和泥浆指标等参数，在土层变化处捞取碴样，以判别土层，并记录在表中，与设计地层核对。始终保持孔内有1.5～2.0m的水头高度，随时注意护筒泥面标高，及时补给泥浆，保证孔壁压力平衡，防止因水头不够而发生坍孔现象。泥浆护壁成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进。经采取有效措施后，方可继续施工。钻孔达到设计标高后，使用探孔器对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检查。必须做到平整，无松渣、污泥及沉淀等软层。

6 筋笼制作及安放

6.1 钢筋笼制作

钢筋制作在加工场进行，分段绑扎。主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离，原则分段长度不大于12m，并符合图纸尺寸要求。钢筋笼主筋拟采用挤压套筒连接器接头，并将接头错开500mm以上。为使钢筋笼有足够的刚度以保證在运输和吊放过程中不产生变形，每隔2.0m设置一道加强箍。加筋箍宜设在主筋外侧，以加强对钢筋笼的箍子作用，且不会增加施工难度。主筋间距允许偏差±10mm，箍筋或螺旋筋螺距允许偏差±20mm，钢筋笼直径允许偏差±10mm，钢筋笼长度允许偏差±50mm。

6.2 钢筋笼安放

钢筋笼搬运和吊装时，应防止变形。安放前应再检查孔内的情况，以确定孔内无塌方和沉渣；安放时要对准孔位，扶稳、缓慢、顺直，避免碰撞孔壁，严禁墩笼、扭笼。钢筋笼采用钻机起吊，第一段放入孔内后用钢管或型钢临时搁支在护筒口，再起吊另一段，对正位置采用套管连接逐段放入孔内至设计标高，最后将最上面一段的挂环挂在孔口并临时与护筒口焊牢，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。在下放钢筋笼的过程中，应当避免钢筋笼同孔壁之间的碰撞，若不易下放，应当对原因予以明确，而不能强行下放。在下放完成后应当保证钢筋笼的各面标高都符合相关要求标准。

在安装钢筋骨架时应当整体放入，且应当在砼灌注之前完成。若钢筋骨架的放入同混凝土的灌注之间衔接不好，则应当移去钢筋骨架重新放入。

7 清孔

为保证清孔质量，必须做到终孔后清孔一次和灌注桩前清孔一次。第一次清孔在终孔后，把钻头提起离孔底20～30cm，用泥浆泵把相对密度为1.05～1.2kg/m3的泥浆压入孔底，置换出孔内较浓的泥浆与沉渣，以泥浆性能参数控制。第二次清孔是在下好钢筋笼和导管后，以导管作为泥浆管把相对密度1.05～1.2kg/m3的泥浆压入孔底进行清孔；使沉渣厚度小于设计或规范要求为止。清孔后的泥浆性能指标为：含砂率小于2%，相对密度1.03～1.10，粘度为17～20Pas。清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位以上1.5～2m，以防止钻孔塌陷。清孔时要抓紧时间，防止时间过长，而引起沉淀过厚，或者引起坍孔。

8 水下砼的浇灌

8.1 导管的安放

在施工过程中需要严格把握砼导管的规格，桥梁的钻孔灌注桩施工中所使用的砼导管一般采用螺口砼导管，其分解长度大于1米小于2米，且壁厚可达10mm，最下端一节的长度一般在5米，且一般采用直径为300mm的导管作为砼灌注导管。在进行使用前应当对导管进行质量测验，试验内容包括导管的承压试验、水密性试验以及导管接头的抗拉试验等，并进行组装编号，对其尺度进行标示。在安装过程中，应当保证导管的轴线顺直且位置居中，避免在安装过程中出现由于碰撞造成的孔壁损伤，同时也应当注意防止钢筋笼的卡挂现象。

8.2 砼浇筑

8.2.1 配制水下混凝土

混凝土结构的质量会受到水泥质量、用量以及施工技术的影响，因而应当注意选用标号大于425的水泥，且用量控制在380kg/m3，灌注结束后期初凝时间应当大于2.5小时；另外混凝土材料的主要原料还包括骨料，其质量也会对混凝土结构造成影响，因而在骨料的选择上也应当予以重视，选择粒径应当为1/6导管内径至1/8导管内径，且小于1/4钢筋最小径距，同时骨料最大粒径应当小于40mm。在配制细骨料时应当选用中砂作为级配原料。为了增加混凝土材料的和易性，应当选用0.4的材料含砂率，且保证材料中水灰比为0.5。另外应当将拌和物坍落度控制在180mm至220mm之间。

8.2.2 水下砼的浇筑

在进行水下首次砼浇筑时，应当控制导管深度，保证导管的下口同所需要关注的孔底距离保持在250mm至400mm之间，且关注过程中保证砼储备充足，在储料斗中始终有砼，且导管在砼之中的埋深在拔球后应当大于1米。当进行拔球灌注时，灌注作业应当为连续作业。测锤是用来测试灌注砼面高度的工具，应当在灌注后经常使用测锤对砼面高度进行探测，以便对导管埋深根据需要进行适当的调整，同时应当派专人对砼灌注的状况进行记录。应当保证导管埋深始终保持在大于2米小于4米的位置，若情况特殊时则应当保证深度在大于1米小于6米的范围内。当灌注位置同钢筋笼接近时，应当减缓砼灌注的速度，以防钢筋笼出现上浮的问题，从而降低由于砼灌注产生的冲击力。桩顶的质量还应当通过加灌的方式予以保证，在灌注完成后还应当在桩顶进行1米左右的加灌，并在接桩前凿除多余的部分，并保证桩头紧密不存在松散层。在结束灌注前应当对灌注桩内的砼的数量进行核对，以确定灌注高度是否符合标准要求。

9 质量控制

桩基质量的优良与否会直接影响到桥梁的整体质量，桥梁结构中的上部结构是否安全稳定是以桩基的安全稳定作为基础的，因此桩基在满足规范要求外还应当注意以下几方面内容。

（1）预防为主。辅助采用直立措施。应当将质量问题在出现之前予以消除，充分做好施工准备，并制定预防措施，完善施工责任制，将责任分派到人；（2）严格审核建设队伍。用一流的人才打造一流的工程，采用先进的设备和工艺，保证最优质的灌注桩基础；（3）严格检测。无破损是灌注桩质量的基础要求，因而无破损检测是对钻孔灌注桩质量最重要的检测方式之一，通过该项检测对桥梁桩基质量予以保证。检测单位以及担任检测的个人必须具备相应的资格，资格审查不合格的不能担任桩基的检测工作。通过超声波检测对灌注桩进行无损检测，并在发现缺陷后及时的予以报告处理，并对处理后的桩基进行二次检测，以保证成桩的质量。

10 结束语

通过上述分析可以总结出，桥梁的建设是建立基础之上的，桥梁质量的好坏与否会直接受到基础稳定与否的影响，钻孔灌注桩作为使用最为广泛的桩基建筑方式之一，在施工過程中应当以实际要求做为出发点，以设计要求以及相关规范要求作为质量保证的前提，采用适当的工艺予以施工。在质量的保证上应当以预防原则为基础原则，控制施工质量，采取有效的措施对工程中可能遇到的问题予以解决，并在不断的总结中提高自身的水平，按时保质的交工。

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