浅议桥梁钻孔灌注桩的施工特点分析及质量控制
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摘要：本文主要对钻孔灌注桩的优点及适用范围、工艺流程、施工常见问题及其质量控制进行论述，进一步探讨钻孔灌注桩在桥梁施工中的应用。
中图分类号：U443.15+4文献标识码： A 文章编号：
1.钻孔灌注桩的优点及其适用范围
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型，钻孔灌注桩与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多，同时能建造比预制桩的直径大的多的桩，在各种地基上均可使用。
1.1钻孔灌注桩的优点
1.1.1适用性广
钻孔灌注桩适用于各种地层的桩孔施工，不受地下水位高低的影响。桩径1~25m之间，而且具有向大、超大桩径及超长桩发展的趋势。1.1.2施工灵活简便
施工工序简单噪音小，也适用于窄小场地施工，施工设备简便且方法容易掌握，培训后的地质钻工也能熟练掌握相关的施工工艺。
1.1.3具有较高的承载力
不同的桩径和桩长，其单桩承载力在几百千牛至几千千牛之间，部份甚至超过一万千牛，可作为低层建筑的基础或者高层建筑和重型建筑的基础。
1.1.4质量有保证
钻孔灌注桩成桩质量可靠，因此，在桩基施工中被广泛使用，信任度较高。钻孔灌注桩基础质量有保证，事故少，且出现单桩承载力达不到设计要求的情况较少，施工过程中主要严格按相关规范和技术要求，并认真控制相关技术指标和质量，能更好地保证工程质量。
1.2适用范围
钻孔灌注桩主要应用于城市工业、民用建筑和公路桥梁基础；适用于各种地层并可根据不同的地层选择适当的成孔方法，而且不受地下水位高低的限制，均可应用于岸滩、浅水及深水处。
2.钻孔灌注桩的工艺流程
钻孔灌注桩的施工工艺流程及其顺序：（1）测定桩位；（2）埋设护筒；（3）桩机就位；（4）钻孔；（5）清孔；（6）灌筑水下混凝土；（7）安放钢筋骨架。
2.1施工准备
施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。
钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
2.2钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
2.3埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
2.4泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
2.5钻孔
钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
2.6清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
2.7灌注水下混凝土
清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象
3.施工过程中钻孔灌注桩的常见问题
3.1灌注工程中出现导管进水
出现导管进水的原因：（1）主要是导管的接头不严，被导管中的高压气囊挤开接头间的橡皮垫；（2）焊接破裂导致水从接头或焊接中流入；（3）导管连接不好，提升时出现提断导致导管提升过猛；（4）测深出错致使导管底口超出原混凝土面，泥水易涌入。
3.2灌注过程中发生卡管
初灌时期出现隔水栓卡管，是由混凝土造成的，表现在：（1）坍落度过小；（2）流动性差；（3）级配不合理；（4）拌合不均匀或运输中产生离析；（5）导管接缝处漏水；（6）雨天运送混凝土没有加遮盖等，漏出的水冲走混凝土中的水泥，粗集料堆积堵塞导管。此外，机械设备出现故障原因等，导致混凝土长时间留在导管内，此时最初灌注的混凝土便已凝化，更阻碍了导管内混凝土的下落而堵在管内，造成卡管。
3.3灌注时出现坍孔
坍孔事故是由各种钻孔方法不当引起的，其征象表现为：在灌注时如发现井孔内水位忽然上升溢出，马上骤降并冒出气泡，出渣量明显增加却不见进尺，钻机负荷也明显加大。造成坍孔的原因：（1）护筒底脚周围漏水，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力；（2）护筒周围堆放重物，或由于机械振动等。
坍孔问题的处理措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处，捣实后重新钻进。
3.4灌注中出现钢筋笼上升