桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制措施研究

廉兆成

（中煤长江基础建设有限公司，南京 210046）

1 引言

钻孔灌注桩施工技术适用于我国国内大部分地质状况下的桥梁施工，但是其施工程序较为原始和复杂，容易受到建筑材料因素以及施工现场因素等影响。因此，在钻孔灌注桩实施过程中采取质量控制措施是非常必要的。

2 钻孔灌注桩的基本情况

2.1 钻孔灌注桩的深基础形式

随着经济的发展，工程建设不断进步，建筑物体量持续增加，这就意味着建筑物的基础荷载水平面临着不断增加的压力。为了保障建筑物的安全，建筑深基础成为多数工程项目的首选基础形式。尤其在我国面积广大的软土地区，建筑深基础更是桥梁建筑工程项目的必要基础形式。

桩基础是土木工程施工技术领域中最常用的一种深基础形式，其中，钻孔灌注桩是桩基础的一个最主要的桩型。钻孔灌注桩一般作为抗压桩应用于建筑工程项目中，有时也可以作为抗拔桩，或者用作抗压桩兼做抗拔桩，在建筑工程项目中发挥出双重作用。抗压桩对持力层的要求较高，需要选择较硬土层，如基岩层、砂砾层及碎石层等。

2.2 钻孔灌注桩的主要优缺点

钻孔灌注桩的主要优势体现在如下几点：

1）钻孔灌注桩的适用地质条件较广，不仅可以广泛应用于软土地区，在硬土地区也可以应用，而且实施效率较高。

2）钻孔灌注桩在桩孔的选择上，其桩径及桩长都是比较灵活的，相应承载力的取值范围比较大。

3）钻孔灌注桩的桩身抗弯性能较好，使钻孔灌注桩能够承受较大的荷载。

4）钻孔灌注桩一般为非挤土桩，挤土效应较小。

5）钻孔灌注桩的施工工艺成熟，施工条件要求简单，对施工机械的要求更低，一般施工机械水平完全可以满足使用需要，不需要额外准备过多的机器即可以完成施工。

钻孔灌注桩的主要缺点：首先，在桥梁工程项目施工时，由于不同土层受到的影响因素不同，施工过程中面对的情况比较复杂，因此，很有可能发生扩径、缩径、断桩等钻孔灌注桩身质量缺陷。其次，当钻孔灌注桩用作端承桩时，如果基岩是持力层，则很难控制钻孔灌注桩端承桩的桩底沉渣，这对于基桩承载力的发挥有较大的影响[1]。另外，钻孔灌注桩的桩身侧壁泥皮质量较难保证，一旦侧壁泥皮质量不过关，就会显著降低基桩的侧阻力，对整个建筑物的基础造成巨大影响。最后，对于坡地及持力层坡度较大的桩，施工中会发生滑桩现象；钻孔灌注桩的泥浆护壁在施工过程中会对周边的环境有一定影响。

3 桥梁施工中钻孔灌注桩的常见质量问题

3.1 桩孔垂直度不够

桩孔垂直度不够会导致在施工过程中，钻孔灌注桩的桩孔出现倾斜。一旦发生这种情况，会对桥梁施工质量造成不可挽回的影响。桩孔垂直度不够往往是由于在浇筑混凝土过程中缺少严格有效的管理，导致相应的参数不符合实际施工需求，施工质量达不到标准。如果这种情况在施工过程中没有及时被发现，那么情况持续恶化很有可能会导致严重事故。

就一般情况而言，如果由桩孔的垂直度不足导致钻孔灌溉出现倾斜时，说明在施工过程中桩基移位、桩端遇障碍物锤击偏心，或者发生了钢筋笼下沉的情况。发生这样的问题后，导管将不能顺利安装。虽然不会出现安全问题，但是桥梁的质量会严重受到影响，危险系数增大。

3.2 钻孔坍塌

在钻孔灌注桩施工过程中，一旦发生了钻孔塌陷问题，会对整个工程的施工进度产生很大的影响。施工人员在施工过程中，往往因为泥浆的黏稠度较小、相对密度小，而出现了一些在松软砂层进展得过快，而在中间的停钻时间却偏长，甚至钻孔、钢筋笼等碰撞了孔壁等人为因素的情形，既不能根据设计规定进行正常施工，同时又由于缺乏专门的负责人不能及时加以解决与修复，使正常施工过程中不能及时发现这一系列的问题和隐患，造成了钻孔区发生塌陷[2]。

此外，还要针对护筒的深浅需要做出合理的评价，一般情况下，护筒需要根据桩位进行设置，其内径应不小于桩径，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50 mm，同时倾斜度的偏差不大于1%。但是，如果对桩位的测量数值不准确，那么护筒的深度数值也是不准确的，由此便会造成钻孔坍塌。

3.3 钢筋笼上浮及下沉

在使用螺旋钻孔进行灌注桩施工时，经常会出现钢筋笼在下放的过程中，不能一次性沉放到位，而产生这一问题的最主要原因是钢筋笼过长，当钢筋笼下放到一定程度时便会产生卡顿现象，而这时的钢筋笼既不能继续下放又不能提上来，于是，施工人员便在被迫的状况下，在孔口部加以隔断处理。此外，钢筋笼还会发生倾斜，主要由于吊筋与主梁板或是分段的钢筋笼间，连接并不紧密或吊环松脱；或上下振动导管时，由于导管挂带钢筋笼，对骨架施以一较大外力，吊环松脱，而一旦将导管和钢筋笼分离时，钢筋笼就沉入了孔中。

4 桥梁施工中钻孔灌注桩施工质量控制

4.1 做好施工前期准备工作

任何一个土木工程项目的顺利实施，其前期工作都是必不可少的。完善的前期准备工作可以有效地保证施工过程和施工安全，预防质量问题发生。

首先，在钻孔灌注桩施工之前，应先把施工现场地表的垃圾杂物、浮土、污泥等清除掉。一旦发现施工现场土层存在不均匀的现象，要预先进行土壤压扁，若施工现场的土层质地较弱，可采用换填压实的方法进行加固。把整个现场的基层处理好，接着再安装施工机械，这样才能保证整个施工平台的结构稳定，为钻孔灌注桩施工奠定牢固的基础。同时，还需要确定桩柱位置。大桥的钻孔灌注桩施工流程中，一项关键的施工重点在于对桩柱部位的确定。在施工准备阶段，施工单位必须严格依据设计图样，对钻孔灌注桩的桩柱部位进行精确的勘测与放线，在钻孔灌注桩的具体位置做绑点并进行定位，并且对桩点的核对应分多次反复确认。

其次，必须检查钻机的工作状态是否正常，因为钻机是钻孔灌注桩施工的主要机械设备，所以，钻机的正常工作状态也会直接影响钻孔灌注桩的施工效率。在钻进技术上，优先选择冲击成孔法。在钻进过程中，始终严格控制并保证孔内水头高出地下水位或施工水位2 m以上，以确保孔壁的稳固性[3]。

另外，对于工程所要求施工材料的运送和储存也需要着重关注。在钻孔灌注桩工程中，最主要的2个环节是钻孔和灌注桩成型。除此之外，修筑便道、围堰筑岛和埋设护筒等施工项目中，其埋设的钢护筒顶端标高应高出原地面或围堰面50 cm，护筒底端埋入深度一般是不少于1 m，必须保证为黏性土并至少将护筒底埋入地下0.5 m以上。

最后，对于保证桥梁钻孔灌注桩的工程质量，提升施工的专业技术水平也是一种行之有效的办法。施工企业需要聘请专业的、经验丰富的桥梁工程施工人员和管理人员，确保桥梁施工过程中严格按照标准施工。同时，钻孔灌注桩施工人员和管理人员需要具有相应的技能证书和执业证书，需要定期接受相关的技术培训，强化相关知识，从而提升技术和管理水平，在技术上确保桥梁钻孔灌注桩施工的顺利完成。

4.2 合理控制进尺，确保速度适宜

钻进过程中，应合理控制进尺，确保严格按要求施工，速度不能过快或过慢。为了达到控制标准，需要提前做好勘察工作，全面掌握施工现场基本情况。在钻孔施工过程中，要求桥梁工程施工人员和管理人员详细掌握工程质量状况，同时还需要把控钻杆垂直度与钻孔深度。

施工过程中，如果钻孔深度超过钻头的长度，可使用正常速度钻孔。一旦发生渗漏或泥浆质量损失等问题，工作人员应马上停止灌浆，并及时按规定补足达到一定质量要求的泥浆。如果出现护筒漏浆等问题，为了确保工程质量，需要提起钻锥，先把泥浆注入孔中，待泥浆稳定后，再进行钻孔施工。同时，还要尽可能地加强并增大抗浮板的面积，从而增加钢筋笼与持力层的接触面，避免出现钢筋笼下沉的现象。除此之外，如果在浇筑桩基混凝土时吊筋出现向上“撺”的现象，表明钢筋笼出现上浮，需要放慢混凝土的浇筑速度，反复用钻机上的卷扬机慢提快落导管，由此让浮出的钢筋笼慢慢回放到浇筑的混凝土中。所以，对于泥浆的质量和数量都应高度重视，这样才能有效地控制进尺，使其有效满足桥梁工程施工需要。

4.3 确保清孔工作完成度

清孔是钻孔灌注桩施工中非常关键的一个步骤。因为如果沉积物发生堆积，势必会在施工过程中造成桩体承载能力的下降，对工程质量造成影响，对工程安全性产生威胁。对孔内进行清理一般需要进行两次，通常是在钻孔完成之后首先进行第一轮清理，然后在吊放钢筋之后，再进行第二次清孔，以保证清孔的效果。因此，对于相关施工规范中泥浆的控制指标：含砂率不超过6%；胶体率不低于90%等，在钻孔灌注桩的施工过程中需要严格把控，如果没有就地取材，则需要经过专门进行的泥浆配合比设计，一般采用高塑性泥浆以及膨润土，并且需要严格按照施工机械、工艺流程和穿越土层条件进行配合比设计。

5 结语

在桥梁钻孔灌注桩的施工过程中，对质量的管理及控制成为整个施工过程的重中之重。由于桥梁钻孔灌注桩施工的工艺较为复杂，在施工过程中，任何一个环节未做好都会造成整个工程质量的下降。因此，需要对钻孔灌注桩的质量进行有效控制，尽可能地避免施工过程中存在不必要的问题，进而有效避免施工质量隐患，确保桥梁施工质量，为项目工程整体质量的提升奠定基础，从而有效促进我国桥梁事业的发展和进步。