桥梁钻孔灌注桩施工中常见问题及质量控制

郝梓淳

【摘 要】钻孔灌注桩是桥梁建设中采用的基本方法之一，掌握好钻孔灌注桩的施工工艺和施工中的质量控制措施是当务之急。本文详细介绍了桥梁钻孔灌注桩的施工工艺并分析了其施工过程中经常出现的一些问题，并提出了一系列有效的预防控制措施。

【关键词】桥梁钻孔灌注桩；施工工艺；质量控制

1.桥梁钻孔灌注桩的施工工艺

1.1钻孔前的准备工作

1.1.1测量放样

据设计图纸的测量坐标及现场三角控制网，用全站仪和经过检验的钢尺，定出孔位中心桩，并放出护桩，经复核无误后，以表格形式移交给钻机班组。

1.1.2泥浆的制作

制浆前，先把粘土尽量打碎， ，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，将打碎的粘土直接投入护筒内，使用冲击锥冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，即进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。

1.1.3钻机就位

埋设好护筒后，进行钻机就位，当使用卷扬机牵引式冲击钻和冲抓钻。就位时，只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可，其对中误差不得大于5cm。

1.1.4开钻前应注意的事项

首先，开钻前，在护筒内多加一些粘土，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固，必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。其次，冲击钻孔时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下3-4m后，可根据地质情况适当加大冲程。钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，还要掌握勤松动，少量松绳的原则；冲击过程中勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全质量事故的发生。

1.2钻孔灌注桩的施工工艺流程

1.2.1回转钻钻孔工艺

首先是初钻。先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进一定数量后，方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取在尽快时间内完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。然后是掌握钻进时操作要点。

1.2.2孔深、倾斜度、直径和清孔的检测

钻孔完成后，必须检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放钢筋笼之前，对孔内的石碴、泥浆进行必要的清理，做到孔内含泥量、含碴量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。

1.2.3泥浆排放

对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。

1.2.4钢筋笼的制作和安装

首先，材料的选择。制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径符合设计图纸的规定。然后是钢筋笼的制作。制作钢筋笼时，对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。钢筋笼的主筋尽量为整根，需要对接时，宜采用搭接焊接头，搭接的长度不小于5d，末端不设弯钩。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确；还有，钢筋笼的安装。钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。最后是入孔后牢固定位，容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。

1.2.5灌注砼

首先，是砼材料要求和导管、漏斗、储料斗的制备。组成砼的碎石、砂的级配良好，最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸，钢筋间距及砼拌和、装卸、浇注及操作为准。集料中的杂物含量，符合规范要求，必要时清洗和过筛，以除去有害杂质。拌制砼用水在使用前做水质化学分析。拌制砼前，先精确称量每盘砼所需的砂石材料，拌合用水以体积称量。搅拌时间从所有材料进鼓加水到排出，不小于2～2.5分钟，在下盘材料装入前，搅拌机内的拌合料全部倒完。最后是钻孔桩砼灌注。砼灌注工作开始后，必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。

1.2.6桩基的检测

桩身混凝土的抗压强度才用压力机检测，每桩试件组成为2-4组，28天抗压强度不小于设计要求。

2.桥梁钻孔灌注桩施工中常遇到的问题及质量控制措施

2.1钻孔偏斜

（1）原因分析：由于，钻架不稳，钻杆与导管不垂直，钻机磨损，部件松动及钻杆弯曲接头不正、扩孔较大处，钻头摇摆偏向一方、土层软硬不匀，致使钻头受力不均。

（2）预防及处理方法。

首先，及时检查调整钻架，使之垂直平稳。导架应经常进行水平、垂直校正，钻机设备应检修完好。其次，遇有孤石、木头等可由钻机钻透，采用冲击钻施工时，可用低速将石、木打碎，然后再以正常速度钻进。最后钻机偏斜较大时，填入土石重新钻进，控制好钻速。

2.2导管堵塞

（1）原因分析：初灌时因导管下端距孔底间隙小，混凝土上升不流畅；拌和混凝土离析严重或灌注过程中导管漏水；灌注时间长，表层混凝土已过初凝时间并开始硬化，导管内混凝土翻不上；拌和混凝土坍落度过小，流动性差；机械故障等原因，使混凝土在管内停留时间长而失去流动性，从而产生与管道较大的摩擦力；隔水塞制作不符合要求，起不到隔水作用或导管变形阻碍隔水塞灵活移动。

（2）预防及处理办法。

首先，控制粗集料规格、混凝土坍落度及拌和时间，保证混凝土质量，尽量缩短混凝土灌注时间。其次，使用导管前，应进行水密承载和接头抗拉试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深的3倍压力，防止导管漏水。还有，灌注开始不久，若因混凝土质量差、隔水栓中阻等原因堵塞，可用粗长钢筋或竹竿疏通，用铁锤敲振导管处理。因导管底部距孔底偏小，混凝土流动不畅发生堵管时，可将导管慢慢提升1m左右进行抖动，待混凝土流动后再下降导管0.6m左右。隔水栓制作尺寸应大小适中，组装导管时要检查导管内壁有无局部凸凹，导管出口是否向内翻转。

2.3灌注混凝土过程钢筋笼上浮

（1）原因分析：混凝土初凝时间太短，使孔内混凝土过早结块。清孔时，孔内泥浆悬浮的沙粒太多，混凝土灌注过程中沙粒沉在混凝土面上，形成较密的砂层，并随孔内混凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架。混凝土灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快；钢筋骨架不牢固，孔口未固定。

（2）预防及处理方法。

首先，要保证混凝土的质量，使其初凝时间符合施工规范要求，并保证灌注迅速连续。认真清孔，使泥浆中含砂率符合规范要求。并且当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土灌注速度。导管出口与钢筋笼底口不得齐平，还有，在底板设置环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固焊接于钢筋底部。

2.4坍孔

（1）原因分析：各种钻孔方法都可能发生坍孔事故。坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

（2）预防及处理措施。

首先，钻孔桩在穿过较厚砂层、砾层时，成孔速度应控制在2m/h以内，泥浆性能需控制其密度为1.3～1.4g/cm3，粘度为20～30s，含砂率不大于6%。其次，用冲击方法钻进时，可用粘土碎块直接投入孔内，由钻锥自行造浆固壁。初钻进孔口坍塌时，可填入片石、碎石土，反复冲击以增强护壁。最后，下钢筋笼时要保持垂直对中，防止碰撞孔壁。

总之，不论采用何种钻空方式，采取正确的钻孔工艺和制高质量的泥浆是保证成孔的关键，采用正确灌注水下砼方法可以效控制桥梁钻孔灌注桩的施工质量。