浅谈公路桥梁钻孔灌注桩施工技术要点

曾秀飞

摘要：钻孔灌注桩作为一种基础形式,以其适应性强、成本适中、施工简便等特点,将被广泛地应用于公路桥梁及其他领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素较多,对其施工过程每一环节都必须严格要求,文章对公路桥梁钻孔灌注桩施工技术要点做以探讨,以便有效地对工程施工质量进行控制。

关键词：公路桥梁钻孔灌注桩质量控制

0 引言

钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用，具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，但灌注桩地下施工不可预计因素多，工程质量较难控制，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能造成质量事故，因此，施工中必须严格监管质量。

1 准备阶段

1.1 施工人员对施工地点地质情况、桩位、桩径、桩长、标高等了解清楚。

1.2 桩位放样。测量人员将4 根直径400mm 的钢管打入强风化层作为定位桩。

1.3 将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定，确保导向框位置准确。

1.4 插打钢护筒。钢护筒壁厚12mm，根据各墩不同地质情况决定护筒长度，护筒下沉深度穿过覆盖层。

2 钻孔阶段

2.1 安设钻机，使钻杆中心重合，其水平位移及倾斜度误差按规范要求调整。

2.2 用冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，才能开钻。

2.3 钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术，在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁。钻进速度始终和泥浆排出量相适应。

2.4 孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，护筒内水位始终高于水库水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。

2.5 钻进过程随时留取渣样，每米不少于1 组，在离设计标高1.0～1.5m 范围内，每30cm 留1 组，每根桩渣样不少于3 组。

3 成桩的制作以及质量控制

3.1 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上要因素之—。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：黏度测定17- 20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于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。

3.2 钢筋笼的制作及安装阶段

3.2.1 进场的钢筋必须出具合格证或产品质量检验报告，同时还按现行钢筋检验标准取样试验，不符合质量要求的钢材严禁使用。

3.2.2 在成孔过程中及时组织钢筋笼的加工制作。钢筋笼采用分节制作后搭接焊的方式，接头错开，在同一截面内，接头数不超过钢筋总数的50%，同时声测管固定在笼的内部，均匀分布在圆周的四个点上。

3.2.3 起吊钢筋笼时，吊点准确，保证垂直度，然后对准孔位徐

徐下放，吊装过程中，节与节之间进行焊接，必须保证焊接长度和质

量，且要控制焊接时间不宜过长。

3.3 灌注水下混凝土前泥浆的制备和第2 次清孔

灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第1 次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.00- 1.20，测得孔底沉渣厚度小50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管，沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注，由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第2 次清孔，当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。

3.4 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。

3.4.1 水下灌注砼的性能参数

①砼原料。为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，对不合格的材料（如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。②砼初凝时间。一般砼初凝时间仅3～5h，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5～7h，因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于8h。③砼搅拌方法和搅拌时间。为使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30％的水，然后与拌合料一起均匀加入60％的水，最后再加入10％的水(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60- 90。④坍落度选择。为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，砼坍落采用18- 20cm，并随时了解混凝土面的標高和导管的埋入深度，气温高，成孔深，导管直径250mm 之内，取高值，反之取低值。

3.4.2 砼灌注操作技术

①首批砼灌注。砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关，孔径越大，首批灌注的砼量越多，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼。此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动。这样能使砼顺利下滑至孔底，下灌后继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。②后续砼灌注。后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔门返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。③后期砼的灌注。在砼灌注后期。由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。④砼灌注速度。在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼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。

4 结语

钻孔灌注桩的适应能力强，在公路桥梁建设中的应用非常广泛。钻孔灌注桩的优点是对各种土层和土质都能正常施工，且不受地下水位高低的影响，造价适中、工期较短、节约钢材，一般能满足各种荷载的需要。因此，对于桥梁基础施工中深水作业，钻孔灌注桩是最理想的基础形式，但对施工过程出现的质量事故，必须及时、彻底的处理，桥梁的工程质量是以基础的工程质量为前提的，钻孔灌注桩的质量是必须确保的。