谈混凝土钻孔灌注桩施工工艺

王 天 荣

(太原市市政工程总公司，山西 太原　030002)



谈混凝土钻孔灌注桩施工工艺

王 天 荣

(太原市市政工程总公司，山西 太原030002)

以太原市滨河西路南延道路文源桥跨线工程为例，从施工准备、埋设护筒、钻孔、混凝土灌注等方面，介绍了钻孔灌注桩的施工工艺，并针对施工过程中出现的塌孔、缩径、导管进水等问题，提出了具体的解决措施。

跨线桥，钻孔灌注桩，钢筋笼，导管

0　引言

受承载力要求和地质情况的影响，桥梁通常用桩基作为基础。桩基中靠摩擦力作用的为摩擦桩，进入持力层的为端承桩。按照施工方法分为预制桩和灌注桩两大类，由于灌注桩工艺简单、适应于各种地层，所以较为常用。灌注桩的成孔方法有干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工挖孔等。

1　工程概况

滨河西路南延道路工程起点为迎宾路，终点为清徐清东路，全长约18.87 km，规划红线宽51.5 m。其中道路性质为加强型城市主干路，设计车速60 km/h。全线共设置中小桥11座(清水河桥、柳子沙沟桥、南峪河桥、天龙山路跨线桥、文源路跨线桥等)，其中文源路跨线桥工程，文源路上跨滨河西路，根据滨河西路断面布置，同时兼顾已实施的管线位置，桥梁采用(19+20)m简支空心板桥，桥梁总长43.85 m(含耳墙)，宽25 m，右前夹角94°。上部结构为后张法预应力空心板，板厚95 cm。下部结构桥墩采用桩柱式桥墩，桥台采用一字形薄壁桥台配桩基。桥墩桩直径1.5 m、长54 m，桥台桩直径1 m、长59 m，全桥灌注桩共计29根、1 686 m。

2　钻孔灌注桩施工工艺

1)准备工作。熟悉施工图纸和施工规范，全面理解设计意图。由项目技术负责人进行现场技术安全交底，并校核设计桩位数据无误后，用全站仪进行桩位坐标放样。平整并压实场地，接通电源、水源，修筑施工便道，以保证施工车辆行驶。在合适位置修筑泥浆池，要保证施工中泥浆的重复利用。由地质报告得出桩基施工位置地质为杂填土、其下有细中砂和粉质粘土，为保证钻孔质量及钻孔速度，施工中采用的钻孔机械为旋挖钻机。

2)埋设护筒。护筒有保证桩位、提高水位和保护孔口等作用，因而埋设时，要有十字控制线对中找平。本工程采用钢护筒，直径比桩径大20 cm。在护筒四周50 cm宽范围内将原状土挖除，回填夯实粘性土，当护筒底为砂性土时，护筒底50 cm亦应换粘性土，以防护筒漏水造成塌孔。护筒顶面应高出地面20 cm～30 cm，当水下混凝土灌注完成后，即可将护筒拔出。

3)钻孔。在砂类土层钻进时，应该采用高质量的泥浆护壁。高质量的泥浆护壁材料采用膨润土(8%～12%水重)，Na2CO3(0.1%～0.4%孔中的泥浆)，高质量泥浆需通过试验确定，其性能指标：胶体率不小于98%，泥皮厚小于2 mm，比重是1.1～1.2，酸碱度pH=8～10。

原则上是一个墩或一个台，取一根桩的土样，土样每2 m取一次，样本与图纸核对，发生变化时，取好样品装入塑料袋中并编号，应通知甲方代表和驻地监理。

钻孔是关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量。首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。钻孔的顺序也应事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。

4)验孔及清孔。成孔后应用验孔器进行验孔，验孔器采用φ38架管焊制，长6 m，直径与设计孔径相同。用测绳测量孔深，确认合格后开始清孔。清孔采用换浆或掏渣的方法，为避免隔时过长，孔底沉淀过厚，在清孔后尽快下钢筋笼及导管，并浇筑混凝土，否则孔底必须重新清孔。灌注混凝土前孔底沉积厚度应小于10 cm。清孔后泥浆性能指标在1.1～1.25之间、粘度18 s～20 s，泥浆比重采用波美比重计测定。

5)灌注前后各项准备工作。

a.钢筋笼加工制作。由于钢筋笼长度为53 m～59.2 m，整体吊装就位易产生变形，所以分3节制作，就位时再拼接组装。钢筋笼按规范和设计要求进行加工制作,为了保证施工质量并提高施工速度，钢筋采用直螺纹连接。加工的钢筋丝头自检及抽样检查均应合格。钢筋丝头螺纹应饱满，累计长度不得超过2倍的钢筋直径。直螺纹连接套筒要有合格证和材料质量证明书。套筒两端拧入长度应相等且端部顶紧。同规格同条件下的接头以500个为1个检验批，随机截取3个试件进行单向拉伸试验。若不合格，则加倍抽检，复检中有1个试件试验结果不合格，则此批接头不合格。

钢筋笼采用加强箍成型法，在压实平整的场地上放置枕木，然后进行钢筋笼的制作。每隔2 m用直径25 mm的螺纹钢设置加强筋一道，骨架主筋为24根直径28 mm的螺纹钢，在骨架主筋外侧螺旋缠绕直径10 mm的圆钢，在每个加强筋的四周设置4根定位钢筋，以保证钢筋笼的保护层厚度。分段预制钢筋骨架时，吊装、拼接应保证骨架直顺，在吊装时可在钢筋骨架内纵向用8号铅丝绑几根8×12的方木，以增加骨架刚度，在吊装就位后将方木拆除。

在第一节钢筋骨架下端主筋的端部，加焊加强箍一道，以防止下端的钢筋在骨架入孔时插入孔壁，或在导管提升时卡挂导管，钢筋笼顶面与底面标高误差不得大于±5 cm，平面纵横向偏差不得大于5 cm。

钢筋笼中用8号铅丝绑扎固定3根壁厚3.5 mm、直径为57 mm的钢管作为声测管，呈120°角布置，用钢板焊接封底。钢管采用焊接连接，顶部用木塞封闭，防止混凝土堵塞管道。

b.钢筋笼吊装、连接。钢筋笼为炮车运输、25 t汽车吊起吊。笼子采用扁担、3点起吊，以免发生扭曲变形。拼接钢筋笼时，先用套筒连接主筋，再把声测管连接起来，最后把螺旋筋补缠完整。

c.下导管。钢筋笼下放到位并固定后，立即下放导管。导管应事先在场地拼接，检查顺直度、有无渗漏现象，并应编号使用。导管直径为30 cm，逐段吊装接长、下放至距孔底40 cm为止。导管在混凝土灌注到位后及时拔出，冲洗干净，分类堆放以备再用。灌注混凝土前，应在孔口周围堵堰以防泥浆漫流，影响施工。

6)混凝土灌注。桩基采用C30商品混凝土，正常情况下为罐车自卸，受场地限制时采用泵送。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。灌注前，复测沉渣厚度应不大于10 cm。准确计算首批混凝土的用量，保证导管埋深不小于1 m。混凝土应连续灌注，不得中断。计算混凝土用量，并随时测量孔内混凝土面的高度，保证导管埋深为2 m～6 m。灌注时应注意灌注速度，以防钢筋笼骨架上浮。为了保证桩身质量，桩顶要超灌1 m。在混凝土达到设计强度后人工凿除桩头，保证桩顶高程，桩头应密实、无松散层。

首批混凝土量计算:

V=h1×πd2/4+Hc×πD2/4。

其中，h1为当孔内混凝土高度为Hc时，导管内混凝土与孔内水压平衡时所需的高度，h1=Hw×γw/γc；Hw为孔内混凝土面至孔内水面的距离，γw，γc分别为孔内泥浆和混凝土的容重;Hc为导管的首次混凝土埋深至孔底的距离;d，D分别为导管和钻孔桩的直径。

7)桩基检测。灌注混凝土时，应留取3组同条件养护试块，当试块强度达到设计要求后，进行桩身混凝土均匀性、完整性的检测。本工程由质监站指定机构采用超声波方法测试桩基质量，桩基检测合格后，声测管用和桩基同标号的水泥浆进行灌浆后，方可进行承台或系梁施工。

3　钻孔灌注桩事故处理

在钻孔灌注桩施工过程中如发生故障应采取以下措施：

1)造成塌孔的原因有：泥浆比重不够，孔内不能形成坚实的泥皮；钻孔通过强透水层时，孔内泥浆流失过多；在砂砾层中钻进时进尺太快；由于护筒接缝不严密而漏水，也能引起塌孔。所以在砂层中钻进时应控制钻孔速度，发现塌孔时，若塌孔数量小，可填粘土加碎石至塌孔部位，然后加大泥浆稠度，没过水头，继续钻进。若塌孔严重、护筒歪斜，应用粘土全部回填，暂停几天后在原位重新钻孔。

2)当钻孔发生倾斜、弯曲时，应在弯曲、倾斜处反复扫孔，使钻孔垂直。已偏斜严重者应回填重钻。

3)当地下土质为流砂时，应加大膨润土投入量，提高泥浆的相对密度，也可以加入粘土或砖块，来提高孔内的压力。

4)发现缩径时，加大泥浆的比重上下反复扫孔，直到恢复孔径为止。

5)当钢筋笼吊装就位后或浇筑部分混凝土发生塌孔时，需将钢筋笼吊出，重新成孔、清孔后再进行钢筋笼吊装和浇筑混凝土。

6)当首批混凝土量太少或导管距孔底的间距太大或由于测探有误而将导管拔出混凝土面时会导致导管进水。此时应将导管拔出，清除孔内混凝土，重下导管并灌注混凝土。当混凝土坍落度较小、浇筑较快或混凝土离析并过早初凝时，会导致钢筋笼上浮。当混凝土浇筑不及时或导管埋置太深时，也会引发灌注桩质量事故。

4　结语

百年大计，质量为先。在桥梁施工中，桩基是一项关键工序，同时也是一项隐蔽工序。桥梁靠桩基来承载，施工中应做到技术、安全两手抓，真正做到预防为主，把桩基施工中的质量事故和损失降到最低。

[1]TJT 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[2]桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997：409-420.

[3]基础工程施工技术[M].北京：中国地质大学出版社，2000：1-5.

Discussion on construction technologies of concrete bored pile

Wang Tianrong

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

Taking the overpass bridge engineering of Binhe west road south-extending road in Taiyuan city as an example, starting from aspects of construction preparation, embedding silo, drilling, concrete casting, the paper introduces construction technologies of bored pile. In light of collapse, shrinkage and conduit inflow and other problems occurring in construction process, it puts forward specific solving measures.

overpass bridge, bored pile, steel reinforcement cage, conduit

1009-6825(2016)21-0078-03

2016-05-16

王天荣(1981- )，男，工程师

TU473.14

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