谈高速公路钻孔灌注桩施工技术

郑卫平

(山西省公路局晋中分局，山西晋中 030700)

0 引言

钻孔灌注桩与其他桩基比较因其适应性强、施工工艺简单、机械操作方便、单桩承载力高、成本低、噪声小、振动小等原因而被广泛应用于桥梁和大型建筑物的基础。但是，由于它属于隐蔽工程，成桩后质量检查比较困难。再加上其施工工艺环节多，一环不慎，便会影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

本文主要介绍了钻孔灌注桩的特点，并通过工程施工中具体采取的施工方案来确保钻孔灌注桩的施工质量控制。因此，进行必要的防治是保证钻孔灌注桩成桩质量，确保基础工程安全的重要措施。

1 工程概况

某工程全长12 km，路线经过两条河流;属于季风型大陆气候，多严寒少酷暑，冬寒少雪，春干多风;年平均气温6℃，年内9月下旬～10月上旬气温降到0℃以下，3月下旬～4月上旬气温升到0℃以上;年平均降水为464.1 mm;土壤冻结时间开始于11月上旬，解冻于3月中旬，冰冻期为120 d～125 d，冻结深度平均为150 cm，最小为86 cm，全线有特大桥2座，大桥4座。

2 施工方案及质量控制

该工程桥梁多，桩基大多采用钻孔灌注桩施工，本着对钻孔灌注桩施工的质量控制，要充分发挥钻孔灌注桩安全、优质、经济、高效的优点，就需要在施工过程中加强各个环节质量控制，在有效控制钻孔灌注桩质量问题方面制定切实可行的施工与质量控制方案。

钻孔灌注桩施工工艺见图1。

图1 钻孔灌注桩施工工艺流程图

1)开钻准备。

首先做好场地布置规划，精确测定施工桩位和水准点，安放钻架、卷扬机及吊装设备，做好出碴、修钻准备工作，并对职工做好施工组织、技术安全交底，其钻架定位应安放在固定的基础上，确保承受反复荷载作用的刚度，钻架高度满足钻孔过程中钻具提升到位的要求，并保证钻架在钻孔过程中不发生位移和下沉的稳固措施，钻头对护筒顶面中心位置的偏差不大于20 mm，钻进过程中将进行定期校核，若有变动作及时调整。

2)护筒埋设。

采用挖埋式护筒的施工方法。护筒采用钢护筒，壁厚5 mm，护筒顶面高度高出施工地面0.3 m，护筒埋设保证准确、正、直，护筒顶面中心和护筒底面中心位置与设计桩位偏差不大于1 cm，护筒倾斜度的偏差不大于1%。

在护筒定位后及时复核护筒的位置。严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50 mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

3)护壁泥浆。

选用符合要求的优质粘土，其泥浆比重、胶体率、含砂率等满足施工规范要求，护筒脚下2m～3m范围的泥浆护壁处理是保证钻进过程中不坍、不漏的关键措施，利用冲击锥低冲程(0.5 m～1.5 m)反复冲钻造壁，以形成坚实的孔壁。

4)钻孔。

用冲击钻造孔(根据不同地质，择优选取回旋、冲击钻机)，在整个钻孔过程中，孔内应经常保持其稳定性及稠度适当的护壁泥浆，在钻进和出碴过程中应保持孔内水位的稳定，及时加水和粘土，以维持孔内水头差，以防坍孔。同时，随时检查钻头的直径，发现磨损情况严重，超过规定值时，应及时更换和修补钻头。

埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞，就会出现护筒冒水，防治措施:

a.在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实;

b.在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0 m～1.5 m的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒;

c.发现护筒冒水应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或位移时，则应重新安装护筒。

5)终孔、清孔。

当钻孔深度达到设计标高或要求起钻深度后，即终孔停钻，测量终孔标高。采用抽浆清孔法清孔，即下放除渣管及高压气管至孔底，开动空压机，采用气压反循环抽出孔底钻渣、泥浆混合物。清孔力求彻底，达到施工规范要求。清孔完毕，即对孔位、孔深、孔径、竖直度和泥浆沉淀厚度等进行检查，只有各项指标均达到设计要求后方可吊装钢筋笼。

虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，因其最大收缩率达1.2%，为提高测绳的测量精度，在使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常复核。

6)吊装钢筋笼。

钢筋笼严格按照设计要求在钢筋场工作平台上制作，钢筋笼的制作和吊装均要符合规范要求。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。在钢筋笼的沉放过程中，多采用边沉放边射水搅拌的施工方式，然后用空气升液法、砂砾等设备抽出搅混的泥浆，同时，要注意避免射水压力过大，破坏钻孔的完整。成孔后，待灌时间一般不应大于控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。

7)浇筑水下混凝土。

导管采用直径250 mm钢管，各节带垫圈法兰盘连接，下导管前作水压承压和接头抗拉试验。灌注前用空压机风管对孔底进行扰动，以减少泥浆的沉淀物。混凝土采用集中拌和站拌制混凝土搅拌车运输，汽车吊吊罐入仓。混凝土粗骨料选用砾石或碎石，集料最大粒径小于4 cm。首批灌注混凝土的数量必须通过计算以保证导管初次埋置深度不小于1.5 m。在灌注过程中提升导管要注意导管的埋置深度不得小于2 m，也不得大于6 m。灌注应连续进行，集中力量，一次灌注完成。

8)成桩检验。

桩基施工完毕，按照监理工程师的要求，采用无损检测法对钻孔桩进行检验。

3 结语

钻孔灌注桩事故处理的方法很多，难度也较大，无论采取何种先进的办法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉造成严重影响。因此，面对不利施工条件，应多次组织召开方案论证会，并通过试验桩摸索行之有效的施工工艺，在钻孔灌注桩施工中必须做到每个工序都严格按照规范操作，水下混凝土灌注统一指挥、紧张有序，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝事故的发生，确保施工进度。最后，现场管理人员要有高度责任心和事业心，要有以防为主的态度，对桩基的每一个施工环节都要重视，并精心施工，只有这样做，桩基的质量控制才能得到保证。