桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制分析

孙占栋

【摘 要】随着近年来施工机具、施工技术的不断改进和完善，灌注桩中存在的断桩、缩颈、露筋、塌孔等主要质量问题得到了有效抑制，但是由于施工工艺和施工方法不妥导致的质量问题还是时有发生，文章结合某桥梁工程钻孔灌注桩的施工工艺和施工方法，对其具体流程和常见质量通病进行了分析，以便更好的提高工程质量。

【关键词】桥梁钻孔灌注桩；施工工艺；处理措施

1 施工准备工作

1.1 平整场地

平整场地是为了安放钻机做准备，因此，施工前应对施工场地上的杂物进行清除，并平整压实钻机需要的施工平台。

1.2 勘察现场

因钻孔桩机械属于大型设备，施工前必须对邻近区域的地下管线及构筑物的位置及分布情况调查清楚。对于跨越河流的还要考虑汛期防洪的安全要求。

1.3 测量放样

施工前应对各桩中心进行测量放样并复核测量，无误后及时测放护桩。钻孔灌注桩的施工设备主要有三种：冲击钻机、回旋钻机和旋挖钻机。在现场施工过程中，要根据钻孔地质情况、桩径、桩长及施工条件选择钻机类型，同时还要兼顾施工工期和经济成本等因素影响。一般情况下，冲击钻主要用于地质较硬、有岩石等较硬地层的施工，如黏性土、砂类土、砾石、软硬岩层及各种复杂地质；回旋钻在粘土、亚粘土、淤泥类土质和粉砂层地质中施工优势明显，施工速度仅次于旋挖机，且施工成本比旋挖钻低，它分正、反循环两种型号；旋挖钻机适用于各种土质地层，砂类土、砾石、卵石及软-中岩石，成孔速度快，孔底干净，可以满足各类大型基础施工的要求。

2 钻孔灌注桩施工工艺过程

2.1 平整场地

为钻机提供稳定的作业平台，防止钻机偏移引起偏孔和钻机倾覆及罐车沉陷等问题。针对场地情况采用清除杂物、换除软土、平整压实处理，场地位于陡坡时，也可用枕木、型钢等搭设工作平台。场地在浅水中时，要用筑岛围堰法施工，筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。在深水中施工时必须采取水中围堰法。

2.2 护筒埋置

护筒是埋置于钻孔桩孔口的一个圆筒，在进行埋置护筒前必须进行测量放样，因护筒已经埋置，桩位就已确定。埋置护筒的作用：定位、避免孔口周围杂物掉入孔内、保持泥浆水位，防止坍孔。

护筒的埋置要求：钻孔前在现场放线定位，护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，倾斜不大于1%；埋置护筒要采用人工挖孔埋设，外围黏土夯填，埋置深度为护筒外径的1～1.5倍，不得小于1m，护筒壁厚6～12mm；护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m；在水深大于3m 以上的水域沉入护筒应利用工作平台和导向架辅助，采用振动、锤击、射水等方法沉入；多节护筒联接时，接缝应牢固、不漏水，筒内连接处应无突出物；钻孔、吊放钢筋笼及浇筑水下混凝土过程中不得撞击护筒。

2.3 泥浆制备

泥浆的作用：在孔壁形成泥皮稳定孔壁、润滑钻具、悬浮钻渣用于正循环排渣。它由泥浆密度、黏度、含砂率和胶体率组成，对于不同的钻机，泥浆密度有不同的要求，在实际工作中要视具体情况来选。

2.4 钻孔施工

安装钻机前，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷，钻头或钻杆中心与护筒中心偏差不得大于5cm；无论采用哪种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实；钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m 以上或地下水位以上1.5～2.0m，在冲击钻进中取渣和停钻后，应及时向孔内补水和泥浆，保持孔内水头高度和泥浆密度和黏度；起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出土不得堆积在孔内周围；钻孔作业应连续进行，钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对，留置好各地层的渣样，钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深进行检查，并填写钻孔记录表，孔位偏差不得大于10cm。

2.5 成孔质量检测

成孔后的质量检测可从垂直度、孔深孔径、沉渣厚度三个方面进行。现在有一种钻孔灌注桩垂直度检测仪，可以检查孔径、孔深、垂直度及倾斜度及指标，由水准仪、折射管、导引筒、调节机构等组成，是一种比较精确的测量仪器。最常规的办法是自制1 个3m 长外径与设计孔径相等的钢筋笼，用吊具吊起，中心对准孔顶轴心，缓缓下落，每隔3～5m 检查一下吊绳的偏位情况并做好记录。这种方法直观简单，在实际中经常应用。对于沉渣厚度的检查，首先要准确测量桩的终孔深度，桩的终孔深度应采用丈量钻杆长度的方法测定，取孔内钻杆长度加上钻头长度，钻头长度取至钻尖的2/3 处。沉渣底标高通过铅垂直接测量，测绳下到底后上下手一掂可以感觉到触到岩石那种感觉，或者有一定的停滞感，说明到达沉渣位置了，铅垂线长度直接用钢卷尺测量，用铅垂线测量后的长度与钻杆长度相比较，差值就是沉渣厚度。

2.6 清孔

钻孔过程中会有一些泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩石紧密结合，保证桩的承载能力。清孔常用的方法有抽渣法、吸泥法、换浆法和泵吸反循环清孔等。

2.7 钢筋笼的制作和安装

钢筋笼必须严格按照设计图纸加工，主筋焊接前应进行弯制，确保主筋焊接后同轴线，搭接长度不小于5m，主筋焊接使用502 以上焊条，焊缝饱满、无砂眼，焊渣或焊瘤要及时敲除。钢筋笼的安装，根据护筒顶及桩顶钢筋笼的标高计算吊筋长度，吊筋悬挂于钢管或方木上，钢管或方木上支撑于坚实的地基上，防止其下沉以保证钢筋笼底位置符合设计要求。

2.8 灌注混凝土

在灌注混凝土前，要注意声测管的安装位置及安装方法，以保证正确安装。首盘混凝土的灌注时，需要验算混凝土料斗的体积，即第一斗混凝土的体积必须使封底后导管埋入混凝土面不少于50cm。每车混凝土灌注前，灌注人员需加强监测其质量，发现离析、泌水、和易性差的混凝土应退回拌合站。首批混凝土灌浇正常后，应紧凑、连续不断地进行灌注，严禁中途停工。灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升拆卸导管，一般保持导管的合理埋深2～6m。浇注完毕后，应对桩身进行完整性的检验，可采用超声波检验法、抽芯法、低应变检测和动测法。

3 施工过程容易出现的质量通病及处理措施

虽然在施工的过程中采取了相当严格的施工工艺，钻孔灌注桩的施工工艺也比较成熟了，但在具体的施工过程中还中存在着大量的施工风险，比如塌孔、卡钻、掉钻、浮笼、断桩等一系列事故，给我们的施工带来诸多不便。现将常见的事故原因及处理措施介绍如下：

3.1 塌孔

在浇注的过程中，泥浆、黏土质量不符合标准，孔内水头高度不够，清孔后放置时间过长都有可能导致塌孔。出现塌孔情况后，要视具体的情况采取不同的措施，可重新设置护筒、采用加长护筒、位置较深不严重时，可继续钻进等。

3.2 掉钻

掉钻的原因有钻杆连接处有损伤、转速不当或扭转弯曲折断、超负荷等情况。处理措施，掉钻后要及时摸清情况，制定切实可行的打捞方案。

3.3 断桩

灌注过程中发生埋管、卡管、阻管及其他一切情况都可能造成断桩。导管拔出混凝土面或导管接头处漏水等是其主要原因。

应对措施：在灌注混凝土开始不久出现的问题，应迅速拔出导管和钢筋骨架，将可吸出的混凝土尽量吸出，重新注入混凝土；发现导管进水或其他故障时，如有充足时间，在灌注混凝土不初凝的情况下，可将导管拔出，修理后采用管底堵塞的隔水方法，重新插入导管，去掉底塞恢复灌注或直接将导管插入已灌注的混凝土中，将导管内的水和表面稀松的混凝土吸出后重新灌注。

4 结语

桩基是桥梁的基础工程，是保证桥梁正常使用，不发生安全事故的先决条件。作为1名桥梁钻孔灌注桩的基础工作者，不仅要在实际的工作中有过硬的现场操作技术，还要掌握具体的施工工艺要求及施工方法，以便能打好桥梁的基础桩，保证桥梁工程的质量和安全。

【参考文献】

[1]贺光俊.关于公路桥梁路基路面的施工技术[J].科技创新与应用，2012（05）.

[2]安清，陈磊.浅述土质路基填挖方案[J].科技信息（科学教研），2008（24）.

[责任编辑：杨玉洁]