桥梁工程钻孔灌注桩施工质量控制探讨

张炳涛

摘 要：桥梁工程中采用钻孔灌注桩基础，施工中经常出现塌孔、钢筋笼上浮及断桩等现象。笔者针对这些问题产生的原因进行分析，并根据本人施工经验，对钻孔灌注桩的施工工艺、技术要点、质量控制等多方面进行阐述，结合施工技术规范和施工现场对钻孔灌注桩的施工技术进行浅谈。

关键词：钻孔灌注桩；施工技术；工艺流程

1 引言

钻孔灌注桩在我国基础建设行业广泛应用，并积累了大量的施工经验。钻孔灌注桩是在地下施工形成，成桩质量的优劣直接与施工过程控制紧密相连，由于桩基工程是在地下浇筑施工很难直接观测进行控制，容易出现质量问题，如清孔不彻底沉渣偏多、钢筋笼保护层厚度不足、断桩等。出现质量问题难以补救，因此，必须加强对钻孔灌注桩的施工过程中质量控制，避免出现质量事故，保证桩基的质量。

2 施工技术原理及工艺流程

钻孔灌注桩，是指通过将大量混凝土迅速灌注排开孔底的水及泥浆，并一次性把导管的出料口包裹到混凝土的一定深度之中，进而对下一步灌注的混凝土和孔内水及泥浆起到隔离作用，然后再不断地把高流态混凝土注入桩孔。在这个过程中，应不停歇的按规范要求提升导管高度并使出料口埋入混凝土的深度距离不能过小，这样就可以根据出料口及入料口之间的高度差形成巨大的压强，将后续的混凝土挤入之前的混凝土。

通常情况下，钻孔灌注桩的施工工艺流程为：施工准备工作→泥浆准备工作→测量定位→埋置护筒→桩机就位→钻进成孔→检查已完成的成孔质量→放置钢筋笼→向水下部分灌注混凝土→移出护筒→全部完成，进行质量检测。钻孔灌注桩的施工工艺流程较为复杂，在施工过程中，有许多重点事项在施工时是需要注意的。

3 桥梁工程中钻孔灌注桩施工的技术要点、质量控制

3.1 钻机成孔技术要点、质量控制

3.1.1 确保桩身成孔垂直精度

如我单位承担施工的桥梁工程，基础设计为钻孔摩擦桩，桩径1.5m，平均桩长50m，穿过土层分别为粉质粘土、软塑、粘土中密细砂、中砂、粗砂，最后桩基落座于持力岩土层。为保证钻孔桩施工质量，施工前对所有的参建人员进行作业前的技术培训，提高作业者的技术素质，对设计提供的相关测量坐标采用GPS定位和全站仪复核测量，确定实测桩基中心坐标符合设计标准，并对每个桩位坐标建立临时控制网，按测量及施工要求对每个桩位设立纵、横向控制点，用于护筒埋设及桩机对位。钻机就位前先对场地进行平整、碾压，保证钻机安放稳定，避免场地基础不均匀沉降产生钻机倾斜，经常检查支架和钻杆的垂直度是否满足要求。

3.1.2 采取隔桩施工

钻孔灌注桩的桩身土体对桩基产生侧向动压力，特别是在成桩初期，混凝土强度很低，采取隔桩施工方法比较合理，可以有效防止桩间土压力过大造成塌孔、缩颈等现象发生。

3.1.3 桩位、桩径

护筒定位后及时复测护筒的位置，中心线偏差不大于50mm，钻机固定后还要再次复核中线点的误差在允许范围内，护筒采用5-10mm钢板弯制，高度大于地面0.5m，周围用粘性土壤回填密实，防止钻孔过程中发生漏浆的现象。在桩机就位后及时复核钻机底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便校验成孔深度。钻机钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时修补或调换钻头。

3.1.4 泥浆比重

施工时根据实际土质状态，我们采用了反循环钻机进行钻孔桩施工，泥浆在钻孔桩施工中对护壁和清孔有着很大的影响，因此，对于施工过程中泥浆的控制必须严格。实际施工中，泥浆比重按1.05～1.1控制，入孔泥浆黏度根据该桩基础土质实际情况按20～25s进行控制，含砂率控制在4%、PH值7.65，浆体用料选用优质黏土，为确保在钻进过程中护壁质量，防止坍孔，随时检验泥浆比重和含砂率，并且按时做好检查记录。对于施工过程中泥浆的质量和黏度控制，必须严格按技术要求落实，达到其护壁的作用。

3.1.5 灌桩前清孔和二次清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣和调浆浓度，孔底沉渣是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔时按换浆法清孔，及时向孔内注入新鲜泥浆保持孔内水位高度，控制方法如下：排出的泥浆应达到手捻无2-3mm的颗粒，用泥浆测试仪测试；泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度为17-20s，浇筑混凝土前桩底沉碴厚度不大于200mm，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重达到施工要求。孔底沉渣厚度应小于50mm，如沉渣厚度超标应进行二次清孔直至符合规范要求，并要立即进行水下混凝土的灌注工作。

3.2 灌注成桩技术要点、质量控制

钻孔灌注桩混凝土的施工是在水下进行的，因此具有隐蔽性强及容易造成质量缺陷，因此水下混凝土浇注的质量控制是关键，灌注混凝土施工主要有以下几个技术要点：

3.2.1 为确保钻孔桩质量，严格检验水泥、砂、碎石机外加剂检查合格证及二检报告，发现进场原材料有问题，应重新取样送检，检测合格后再进行混凝土搅拌。

3.2.2 使用导管灌注水下混凝土，导管在使用前进行渗水试验和模数组装，导管接口处用法兰盘加橡胶垫相互用高强度螺栓连接，靠近作业平台设三根一米导管，混凝土采用水下混凝土标准配制，塌落度控制在180-200mm。导管连接要好，并加好橡胶垫。

3.2.3 为防止发生质量事故，在混凝土搅拌时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制，水下混凝土坍落度一般采用18-20cm，并随时观测灌注混凝土顶面的标高与导管的埋入深度关系，导管的埋置深度一般宜保持在2-4m，当灌注至距桩顶标高8-10m时，调整塌落度至12-15cm。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管，使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成孔内混凝土波动冲刷孔壁，导致孔壁泥浆下落，桩身夹泥，这种现象在砂层地质的施工环境下比较容易发生。

3.2.4 为确保桩顶施工质量，混凝土灌注高于设计标高，灌注结束后将高出设计的混凝土凿除。增加的高度一般不宜小于0.5米。在实际施工中，为确保桩基与承台的搭接质量，桩基的灌注高度较设计高度高出1.0-1.5m，初凝后凿除该部分，将外露钢筋嵌入承台。保证桩基混凝土强度符合要求，且与承台结合严密。我单位施工的该桥桩基共计306根，成桩后经无损桩基检测Ⅰ类桩98%，Ⅱ类桩2%，满足验收要求。

4 结束语

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，造成巨大的经济损失。因此，要求施工时在施工技术措施上要充分落实，并加强质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后，制订出施工质量控制措施标准、实施方案，以便有效地对桩基施工质量加以控制。工程成败的关键，重在落实。

钻孔灌注桩施工是桥梁工程中一个关键的分项工程，其施工质量直接关系到桥梁工程的安危。要加强监控，坚持预防为主，以保证钻孔灌注桩的质量。

参考文献

[1]铁路桥涵工程施工安全技术规程TB10303-2009.中华人民共和国铁道部发布，2009.

[2]韩剑光.钻孔灌注桩施工技术和质量控制[S].中国水运，2009.

[3]铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003.中华人民共和国铁道部发布，2003.