公路桥梁钻孔灌注桩质量、安全控制浅析

◎李乾

在我国现代化建设的过程中，交通建设发挥着重要作用。桥梁工程作为交通工程的重点内容，其施工质量和安全更是社会各界所关注的热点话题。从工程管理现状来看，其中仍然存在不少桩基施工质量、安全控制方面的一些问题。基于此，本文就钻孔灌注桩施工质量、安全管理要点进行研究，以期提高桥梁钻孔灌注桩的工程质量与安全管理水平，在实际施工过程中起到一定的参考和指导作用。

一、公路桥梁钻孔灌注桩施工技术的特点

公路桥梁钻孔灌注桩施工技术是指采取机械钻孔或钢管挤土等方式在建筑地基土层挖掘出灌桩孔，并在桩孔内放置由钢筋笼或灌注混凝土做成的桩，公路桥梁钻孔灌注桩施工技术的优缺点主要有：

1.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术的优点。公路桥梁钻孔灌注桩施工技术与沉入桩中的传统锤击法相比，不仅施工过程中产生噪声和震动要小很多，而且还能建造比预制桩的直径大很多的桩，在不同土体或岩体的地基上都可以使用。

2.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术的缺点。公路桥梁钻孔灌注桩施工技术水平的高低对桩的承载力影响非常大。由于混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土质量不易控制。此外，公路桥梁钻孔灌注桩施工技术成孔速度慢，不仅要花费大量的施工时间，而且在施工过程中还会产生泥渣污染施工现场以及周边环境。

二、钻孔灌注桩施工过程中常见的质量问题及原因分析

1.断桩。

断桩的原因：现场施工技术人员因导管数量未统计正确；测绳尺度未观测准确；导管埋深计算出错致使导管提出混凝土面等。

2.钻进过程中塌孔。

塌孔的原因主要有：地质情况差；未选择合适的钻机；护筒埋深过小，钻进速度过快；未控制好泥浆性能（如泥浆比重、黏度、含砂率等）；护筒直径过小；钢筋笼固定扁担梁或料斗导管架搁置在护筒上，导致护筒受压而发生沉降或塌孔等。

3.桩底沉渣厚度过厚。

沉渣过厚的原因主要有：一清未将沉渣清干净，未按要求控制含砂率导致增加二清的难度；泥浆池和沉淀池尺寸和深度过小影响泥浆性能，尤其是砂性地质情况难以保证泥浆性能；第二次清孔时泥浆泵功率过小或立于泥浆池进口处，致使沉渣无法彻底抽出或泥浆含砂率过大导致沉渣厚度过大；二清至浇筑水下混凝土间隔时间过长也会增加桩底沉渣厚度等。

三、公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工技术应用要点

1.清孔桩的清理和施工准备工作。

底部泥浆桩的清孔一般可以分为一次底部流动冲击清孔与二次底部流动冲击清孔，其中冲孔的清理主要是通过底部沉积桩的泥浆粒和桩底部的泥浆流动冲击来清除大量沉积在底部的泥浆粒和桩孔底部上的沉积砂砾、岩渣等，由于底部沉积桩的泥浆粒和桩底部泥浆沉积往往具有较强的黏性，在桩的沉积泥浆流动波及冲击的过程中可以同时释放出其大量携带的悬浮泥浆粒及沉渣，这样就及时有效地清理了底部沉积桩泥浆孔。在施工准备工作中，必须要加强对技术和材料方面的控制，要求工作人员要对工程图纸进行详细的理解和掌握，对工程中出现的某些问题及时的进行团队协商和解决，依照相关规范将图纸中的纰漏进行实际施工中的确认和修改。

2.桩基的处理。

就现阶段的桩基工程来说，其在应用过程中主要是包含三个方面。首先是其在设计承载力方面需要使用到质量上乘的材料，并且通过加强截面尺寸或者是加强对桩身混凝土的强度，通过新型的施工工艺来应用效能更好的桩基。其次就是要保证桩基的机械强度，在桩基的施工中需要针对于具体的工程地质条件来进行分析，针对于具体的环境情况来使用相应的机械设备。当然，这就要对机械设备的质量提出更多的要求，对施工技术要求也更高。最后则是在公路桥梁工程的建设过程中，由于大多数工程都受到具体环境的限制，想要更好的减少这些环境因素带来的影响，还需要施工团队能够予以重视。

3.施工队伍组织架构。

在公路桥梁工程中需要设立多个岗位来共同完成钻孔灌注桩的施工工作。就目前来看，在钻孔灌注桩施工中需要包含施工负责人、安全员、质量技术员、技术员（测工）、钢筋（模板）工、机械操作工、灌注桩工人、电工，其中对于钢筋模板工人、机械操作工、灌注桩施工人员的配备最好在两名以上。其中，施工负责人主要负责灌注桩基础施工的组织、协调、现场指挥等工作；安全员负责灌注桩基础施工现场的安全监护和检查指导工作；质量技术员负责灌注桩基础施工全过程质量标准的控制、执行、监督和检查，同时还需要负责施工现场全过程的技术管理工作，协助现场施工负责人工作；技术员（测工）负责灌注桩基础施工的技术数据及测量工作；钢筋（模板）工负责灌注桩基础钢筋加工，钢筋笼的制作、安装工作，基础模板的组装、拆卸等工作；机械操作工负责灌注桩施工机械的操作和维护；灌注桩工人负责灌注桩基础混凝土浇筑、养护等工作；电工负责施工电源设备的安装、操作、检查和维护。企业需要根据上述岗位的具体需求来选择合适的人员，并且加强对人员的薪资管理、激励、绩效考核等制度，坚持带证上岗的要求，确保施工组织的有效管理和控制。

四、钻孔灌注桩施工过程中质量问题的预防措施

1.严格控制桩孔偏斜情况。

施工人员必须注意保持钻孔垂直度，在开始施工之前需要仔细检测公路桥梁桩孔是否存在偏斜现象，如检验结果表明公路桥梁桩孔已经存在偏斜情况，施工人员需要马上采取间断冲击的方法及时校正偏斜的桩孔，如果校正效果不够明显，设备操作人员应立即进行返工再重新钻孔。除此之外，施工人员在开始钻孔前，应对钻具进行全方位的详细检验，如发现钻具出现弯曲或磨损的情况，则不可再继续使用，同时提前做好钻孔周围杂物的清洁工作，以免影响钻孔的质量。施工人员还应注意控制钻孔的孔距，确保钻具底座和转盘水平，将钻具的基座安装在较为平稳的位置，在换层界面进行钻孔时，应采用轻压低速的方式钻孔，避免桩孔偏斜情况的发生。

2.严格控制钢筋笼制作工艺。

钢筋笼具有一定的抗拉作用，能够对桩身混凝土起到良好的约束作用。因此，在施工过程中，施工人员应严格控制钢筋制作工艺。首先严格控制钢筋产品质量，严禁为了减少公路桥梁工程项目施工成本支出而使用质量不合格的钢筋产品。其次，在开始施工前，施工人员需要做好钢筋笼制作图纸复核工作。在实施焊接处理过程中，需根据施工现场实际需要，对钢筋进行相应的挤压处理，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。此外，在制作钢筋笼之前，施工人员需保障封底的容积，确保能够顺利灌注混凝土，并严格控制混凝土的质量和埋置导管的深度，尽可能地延长混凝土的凝结时间。在钢筋笼的制作过程中，施工人员要在钢筋笼附近设置混凝土垫块，保证钢筋笼四周的混凝土垫块为圆形且对称。

3.塌孔的预防措施。

根据不同的地质情况选择合适的钻机（正循环钻机优点是有利于防止塌孔，安全性高；缺点是钻进速度较慢，适用于地质情况较差的地区。反循环钻机优点是钻进速度快；缺点是塌孔风险比正循环大，安全性较低，适用于地质情况较好的地区）；对于砂性地质及河道附近的钻孔灌注桩，护筒必须埋入原状土（或河床）以下2～4m，若发现河道附件桩孔渣样为回填类，应立即停止钻进，采取加深护筒等措施后方可继续钻进；控制钻机钻进速度，防止因钻进过快导致塌孔；严格控制泥浆性能，防止泥浆比重低、含砂率大导致孔壁失稳；护筒直径应控制在比桩径大20～40cm，护筒过小容易沉陷，护筒过大不便于安设吊筋扁担梁和导管架；检查钢筋笼固定扁担梁和料斗导管架是否搁置在护筒上，防止护筒受压而发生沉降或塌孔。

4.严格控制钢护筒连接质量。

在埋设钢护筒过程中，钢护筒需要连接的节点很多，所以大多数情况下焊接是最常见的。焊接质量直接影响着埋设钢护筒的稳定性和安全性，因此控制钢护筒连接质量是钻孔灌注桩施工过程中的重要环节。在开始焊接之前，施工人员需先确认焊接缝的长度是否满足开孔深度要求，并且要仔细检查连接板是否具有出厂质量合格证书。其次，施工人员需注意统计连接板的重量，将统计后的数据与连接板质量检验评定标准进行对比，如检验发现有质量不过关的连接板要及时退回。另外，对连接件焊接位置的检验也尤为重要，在连接板焊接完成后，施工人员需及时清除焊渣，确保连接板焊接位置检验合格后，并及时在连接件焊接位置涂抹防腐漆，确保钢护筒连接处的耐压性，从而延长钢护筒的使用寿命。

五、钻孔灌注桩施工过程中质量控制还应注意的事项

1.平面位置：在护筒埋设、钻机对中过程中必须采用全站仪对桩基中心进行校核，钢筋笼安放后需对钢筋笼中心复核，确保钢筋笼中心与桩基中心在允许偏差范围内。

2.做好钻机底排水措施，地基不得被浸泡，并采用铺垫钢板+枕木的措施，确保钻机平稳。

3.钻孔：加强孔深（不含锥形长度）控制，不得通过加深钻孔深度代替清孔。适当加大泥浆比重和黏度，控制钻孔速度，防止孔壁坍塌。

4. 钢筋笼标高：采取焊接3～4 根竖向钢筋控制钢筋笼标高，防止下沉与上浮。

5.沉渣厚度：不得超过设计要求，在“一清、二清（砼灌注前）”均应检测，在“二清”合格后及时灌注混凝土，防止间隔时间过久沉渣厚度超标及影响砼灌注。

6.导管：严格控制导管距孔底高度，不得小于20cm，每灌注一车混凝土后及时测量导管埋置深度，不得超过6m，否则，影响混凝土灌注。超过6m 时及时拆除导管，拆除时保证导管埋深不小于2m，防止导管拔离混凝土顶面。

7.钢筋笼加工与安装：杜绝“咬边、夹渣及焊缝不饱满”缺陷；套筒连接时确保钢筋对接紧密，节段间必须试拼并做好记号，防止现场连接时节段间连接不到位；在制作、吊装及安装过程中采取适当措施（十字或三角支撑）防止变形；堆放场地不得积水并采取覆盖措施。

8.重点检查声测管接头部位是否连接牢固、封闭密实，钢筋笼安放完成后在声测管内注水，防止混凝土浇筑过程中声测管漏浆堵管影响后期的超声波检测。

9.严格控制混凝土浇筑高度，确保桩顶标高高出设计标高不低于设计要求（一般高出设计桩顶标高不少于1m）。

10.桩头处理不得对桩基造成破损，截桩前采用环切法（但是不得损伤钢筋），严禁直接机械破除桩头，截桩后清除桩顶松散的混凝土。控制桩顶标高，一般桩基伸入承台（或系梁）不少于10cm。

六、钻孔灌注桩施工过程中安全环保工作应重点做好的工作

1.灌注混凝土质量控制。

钻孔灌注桩施工中一旦出现在质量上的问题就会严重影响到工程的成本支出，引发损失。而就目前在工程施工过程中，施工人员需要着重于对桩的质量进行保证，这主要分为以下五个部分。第一点是对材料的质量进行严格的检查。实际上材料的检查工作是需要企业专门派遣技术团队来进行的，其中还需要伴随监理人员、管理人员、采购人员以及相关领导的协同工作。对于不合格的材料要禁止用在混凝土中，要确保混凝土的流动性，避免因为堵塞的问题而引发危险。同时也需要保证混凝土在使用之后的养护质量。第二点是要对混凝土导管进行严格的测试，特别是密封性测试和防水测试，要在多次检查和复检工作后才能够投入使用，严格避免在浇筑混凝土的过程中导管口处混凝土遇水离析，产生泥浆等，否则会导致断桩的问题。第三点是要加强对防水开关的使用，这一点在工程上也十分重要，因为防水开关可以有效的减少灌注桩受到侵害。制作防水开关的过程是管的直径和充气橡胶球在导管项目中使用相同直径，这就可以在首批混凝土的压力作用下形成一定的排水栓，这样就能够达到防水开关的作用。需要注意的是，这样形成的防水开关主要是对直径小于1m 的桩使用。第四点是要为了能够防止破损的混凝土柱和泥混入混凝土并填充的问题，施工单位需要加强对混凝土坍落度和搅拌时间的控制，同时还需要加强对输液流程和操作方法的控制，确保其表面强度。第五点是指要保证桩混凝土的质量，要确保管拉的时机，并且要确保现场管理人员能够认真负责，对桩基础施工的质量进行实时的控制。

2.成孔阶段的质量控制。

成孔阶段中，施工团队需要加强对六个方面的质量控制措施，也就是针对于施工设备、桩身成孔垂直度、桩位和钻孔深度、泥浆质量、钻进进度六个方面进行控制，加强对孔的清理工作。因为施工设备和相应器具是钻孔灌注桩工艺的主要组成部分，所以对其的管理和维护十分重要，施工团队也需要根据不同的环境、桩径等来选择合适的孔成型机、钻头、钻杆以及相应的辅助器具。同时，施工单位需要加强对孔的直径精度的控制，定位好测定时间，并形成严格的控制框架，确保地上的孔洞能够保持施工精度。当然，施工单位还需要着重加强钻井深度、桩架等的质量控制，对孔隙形成的过程中进行质量控制。当然，在成孔阶段，施工单位需要确保施工时间和质量桩形成的时间尽量短，在保证精度的条件下，施工时间越少代表着钻井工作质量越高。

3.桩的检测工作。

在对桩的检测工作中，需要针对缩径、离析、接桩、夹层和断桩、沉渣五个方面来开展检测工作。而就目前来看，在工程中最常用到的检测方法有三种。第一种取样检测，这种检测方法适用范围较广，也是在工程中最常见的办法，其主要内容就是在浇筑每根灌注桩试验检测的过程中留取两组以上的试样，并对其进行混凝土强度的检测，进而达到对桩强度的检测。其次就是低应变动力法检测，其专门针对于在灌注桩达到养护过程时进行检测，检测内容在于对桩顶、桩体、浮浆、开凿处密实的桩头等。最后则是预埋管超声波检测方法，其主要就是通过对每个桩内设一定的PVC 管，通过相应的接头来进行连接，而管部的底端则是用PVC 螺纹堵塞封闭。这些预埋管之间闭合成三角形，并与钢筋笼相捆绑，完成这些设置后使用超声波方法来进行检测，可以达到对桩的百分百检测效果。

4.其他。

（1）夜间照明和临时用电：施工现场的夜间照明必须满足施工要求；做好临时用电工作，专业电工须全程值班。（2）场内运输：保持便道通畅，确保混凝土运输车辆在雨天和夜间能安全顺畅地进行运输作业。（3）起重吊装：检查起重吊装司机是否有证；起重吊装作业时须设置牵引绳，必须有专人指挥并设置警戒区；定期检查汽车吊随车使用的钢丝绳是否磨损严重，吊钩是否有保险装置、是否存在变形等异常情况；钢筋笼吊装禁止采用单点起吊。（4）基坑围护和孔口覆盖：泥浆池四周必须按要求设置护栏及警示牌，及时对孔口进行覆盖，防止作业人员坠落孔内。（5）环境保护：施工现场的泥浆和废渣应及时运出场外；施工现场应安排人员定期清扫和洒水，并对裸土进行覆盖，防止扬尘。

结束语：

总的来说，做好钻孔灌注桩的施工质量和安全工作，不仅有利于促进施工进度、提高工程质量以及降低施工成本，还能有效地促进经济的发展、提升社会效益。因此，作为桥梁工程技术管理人员，应清楚地掌握钻孔灌注桩施工中的质量、安全控制要点，并严格落实。