桥梁钻孔灌注桩基础的施工分析

范国军

（许昌广莅公路工程建设有限责任公司 461000）

桥梁钻孔灌注桩基础的施工分析

范国军

（许昌广莅公路工程建设有限责任公司 461000）

伴随国家亚投行成立，“丝路”基金和“一路一带”基金的设立，高速铁路、高等级公路和城市道路将进入大规模建设，桥梁工程的建设亦将迎来再次高潮。桥梁基础中灌注桩的应用将更加广泛，但由于灌注桩施工工艺的特殊性和工程的隐蔽特性，要求其施工工艺必须有科学的依据。本文首先分析了钻孔灌注桩的含义及特点，然后分析了钻孔灌注桩的施工工艺及要点。

桥梁；钻孔灌注桩；基础

桥梁钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，是最容易出现质量的一种基础形式，为了保证钻孔灌注桩成桩质量，在桥梁钻孔灌注桩的实际施工过程中，要严格按照图纸进行施工和验收，发现问题及时进行记录和排查，严格控制好施工中的每一道工序，采取合理有效的处理机制、高效的措施方法，预防成孔桩事故，保正施工质量。

1 钻孔灌注桩定义分析

（1）钻孔灌注桩的定义分析：在桩位处用机械钻孔形成桩孔，利用膨胀土泥浆保护、稳定孔壁，并通过循环泥浆将切削碎的泥土、石渣屑悬浮后排出孔外，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的钢筋混凝土桩。

（2）钻孔灌注桩的优点：①成桩整体性好。桩身混凝土整体浇筑，没有接头，相对于需要接桩的管桩来说，桩长范围内整体性好；②适应性好。能适应各种复杂的地质条件，尤其有坚硬夹层的地质条件，优势更为明显；③桩直径范围广、承载力大，适用于各种桥梁。常用桩直径80～2500cm，单桩承载力特征值范围为1000～35000kN；有框架结构的可以采用单桩，群桩承台混凝土体积和承台用钢筋量都比较小；④需配制钢筋笼时，按工作荷载要求布置，节约了钢材；⑤施工过程中无挤土、无振动、噪音小，对邻近建筑物及地下管线影响较小。

（3）钻孔灌注桩的缺点：①有地下水的土层和淤泥土质不太适应；②单位承载力造价较高；③桩身质量比较不易控制，容易出现断桩、偏筋、缩颈和窝泥的现象；桩入持力层层深不易确定，不同的施工人员对土质判别可能会出现偏差，还有清孔是否合格等问题，因此钻孔灌注桩的质量事故较多；④桩直径大，孔底沉淀物不易清除干净，影响端部承载力，因而单桩承载力变化较大，容易造成沉降，影响结构物的整体质量及寿命；⑤施工周期长，一条约60m深的钻孔灌注桩成桩需10d左右的时间；遇到有夹层的地段，需要的时间可能还会增加；⑥施工工艺要求，要专门设置泥浆池，在施工过程中要连续把事先调制好的泥浆灌入孔内稳定孔壁，而混杂着碎石碎土的泥浆从孔顶流出，流入施工场地会造成其他工序的施工不便及场地污染。

2 施工工艺分析与研究

（1）施工准备：①检查施工单位资质。检查施工单位质量保证体系，管理体系；检查监理单位资质是否达到要求。②检查施工机械。施工单位的成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应。③做好施工方案。前期工作除了便道修整、施工场面整平布置、人机进场、通水通电等基本条件外，更重要的是做好施工组织。组织图纸会审及做好班组技术交底。④实验仪器、资料表格齐全及做好现场材料见证取样送检。

（2）桩测量定位。根据设计要求，采用全站仪、水准仪定桩孔中心及标高，打入带鞋钉的木桩标记。一般桩位由十字交叉线控制，桩位偏差要求不大于5mm。

（3）钻机就位。复核桩孔中心坐标，吊线锤检验钻机钻尖中心是否与孔中心在一条垂直线上。钻机正确就位后，调整机械使之水平、稳固。

（4）埋设护筒。护筒内径宜比桩径大20～50cm，且在护筒上、中、下端的外侧各加焊一道环筋，在护筒的上口边缘且距护筒顶约20cm处开设溢浆口。护筒的埋设深度不小于2.0m，护筒顶端高出地下水位1.0～2.0m，同时高出施工地面0.3m。护筒埋设时必须注意保持护筒垂直，护筒中心线对正测量标定的桩中心线，偏差不得大于5cm，倾斜度偏差不大于0.5％。护筒调整到位并固定后，周边用粘土均匀回填并分层夯实，以保证在钻孔过程中护筒稳定不下落以及周边不跑浆。钻进过程中应经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并及时处理。

（5）钻孔。钻孔过程中，首先必须控制好钻进速度。初期钻速不可太快，开孔时冲孔钻进速度要慢，在覆盖层需减压钻进，泥浆指标变化情况要经常测试，为使钻进速度与泥浆排放量相适应，钻孔内泥浆浓度必须及时调整。密切注意地层变化，检查捞取的渣样，记录结果，若发现地质情况与设计地质剖面图不符，要及时通知工程技术部和监理工程师，以便提出应对措施。当遇到松散粉砂土或流砂时，应控制进尺速度，选用较大密度、粘度、胶体率的泥浆；采取减压钻进施工方法，以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象的出现，保证钻头对孔底施加的钻压不超过钻头和压块重量之和60％。为保证钻孔过程顺利进行，还应定期检查钻头尺寸，发现磨损过度后，应及时补焊或更换新的钻头。保证钻孔内护筒、桩架不得倾斜，发现倾斜应及时调整。钻孔在达到设计桩底标高之后才能终孔，钻至预定深度时，应对孔深、孔径、倾斜度进行逐一检查，并以此作为终孔标高的依据。

（6）清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能；冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标应在：黏度测定17～20min，含砂率＜6％；胶体率＞90％等，在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性黏土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行，配合比设计。

（7）钢筋笼制作及安放。钢筋笼应根据设计尺寸及钻架允许起吊高度整节或分节制作，并应在清孔前制成，经检查合格后方可使用。分段骨架应确保不变形，接头应错开。为控制保护层应在钢筋笼外侧设置垫块，其间距竖向为2m，横向周围不得少于4处。如果钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，使得钢筋笼和孔壁的接触过于紧密，很容易造成钢筋笼上浮。因此应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在吊运过程中碰撞等因素引起的变形。钢筋笼吊放时，务必使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。安放钢筋笼时不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部。钢筋笼达到设计标高后，将其固定于孔口。

（8）水下混凝土灌注。钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度。因此，现场的配合比要随水泥品种、中粗砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。由于孔内压力较小，往往上部混凝土不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。在控制混凝土初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高混凝土的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。

3 结语

伴随桥梁事业的发展，钻孔灌注桩作为桩基础中常见的一种基础形式，以其施工速度快、占地少、相邻干扰小、承栽力大等优点，在桥梁工程中将会更广泛的应用。然而由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性，很多因素（地质因素、钻孔工艺、护壁、灌注、混凝土的配置等）会影响施工的质量，可能导致灌注中产生钻孔偏位、断桩、堵管、夹泥、孔壁塌陷等诸多质量问题。因此桥梁钻孔灌注桩的质量控制是保证施工质量的重中之重。本文提出了一些自己的观点和看法，可与同行共同探究。

[1]《桥梁施工规范》.2008.

[2]贾朝举.浅析冲孔灌注桩施工质量控制常见问题的分析及处理.

[3]史俊杰.桥梁钻孔灌注桩基础施工工艺.

U445.55+1

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1004-7344（2016）02-0141-02

2015-12-22