灌注桩技术在桥梁施工中的应用
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摘要：本文结合工程实例主要论述了在桥基钻孔灌注桩施工中，常常会出现的问题；并对其施工技术及防治措施进行分析。
Abstract: this paper mainly discusses the combined with an engineering example in foundation in bored pile construction, will often appear problem; And its construction technology and prevention and control measures are analyzed.
Keywords: bored piles; Filling pile; Bridge construction
中图分类号：U445文献标识码：A 文章编号：
前言
目前，保证桥梁基础钻孔灌注桩质量的主要关键是施工，桩施工过程常易出现事故，必须及时采取措施补救。本文结合某道路桥梁灌注桩施工总结，提出施工技术的一些问题以及措施。
1该工程首批混凝土灌注量
在灌注钻孔桩混凝土时，首次灌注量非常重要，在这一次灌注后，导管埋入混凝土中的深度不小于1：0m(规范要求)，为保证继续灌注混凝土打好基础。为了工作方便，按导管埋深lm计算后第一次灌注量如表1。
(1)如表所述，施工时按桩径和桩深来制作或选择储料斗，一般来说，储料斗容积2m3，左右适用于800mm、l000mm的桩径，对于1200mm、1500mm的桩径，容积需更大一些。
(2)在相同桩径及导管埋深时，桩深不同，混凝土容积也不同。如：桩径φ1000mm，导管口埋深1.0m，而对于桩深20m、40m、60m，则容积相应为1.71m3、2.25m3、2.79m3，究其原因是桩深越深，第一次灌注后，在导管内的混凝土用于平衡导管外孔内泥柱压力的高度就越高。按公式计算，对于上面这个例子，导管内混凝土柱高度分别为9.3m、19.3m、29.3m。如果用正循环清孔，泥浆比重大，则这个高度还会更大。
2 防止钢筋笼上浮的简易方法
发生钢筋笼上浮事故的原因有两种：
(1)对于非全桩式(一般指摩擦桩)的钢筋笼，在灌注过程中，下部的混凝土到达钢筋笼底部能把钢筋笼向上拱；
(2)导管不正，在提升导管时法兰盘挂住钢筋笼，把钢筋笼朝上提。对于前者，可在钢筋笼就位前，算准深度，在钢筋笼下面用8号铁丝吊3～5块较大的同等标号混凝土块，当钢筋笼到位时，混凝土块被混凝土压住起牵制作用。对于后者，就是在提升导管时，尽量保持导管在孔中心处，避免法兰盘挂住钢筋笼，把钢筋笼朝上提。
3 防止灌注时发生“气塞”的方法
在灌注混凝土过程中，特别是用吊车提升大料斗灌注时，犹如一个密不透风的活塞朝导管内压下，管内的空气被压缩到一定程度，成为气包，顶住了混凝土灌注不下，形成了所谓的“气塞”现象。为了预防此类事故的发生，方法有两种：
(1)吊车的混凝土料斗在放料时，不要太对正导管中心，可以朝储料斗一旁靠，这样使混凝土进入导管可以有个前后错开的过程；
(2)在导管内挂一根长约3～5m有筛眼的钢管，弯成钩形，吊在储料斗上，防止掉入导管内。这根钢管既可让混凝土错开下料，又起透气作用。
4 导管进水的预防和处理方法
4.1 主要原因
(1)首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。
(2)导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。
(3)导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。
4.2 预防和处理方法
(1)对上述(1)原因引起的，应立即将导管提出，散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。
(2)对上述(2)、(3)原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。
(3)若混凝土面在水面以下不很深：①未初凝时，可于导管底部设置用混凝土特制的防水塞，将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力，以克服水的浮力)。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。⑦若如混凝土面已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水(泥浆)抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护简内灌注普通混凝土至设计桩顶。
5 坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原来测的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或在潮汐河流中涨潮时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。
6卡管
在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：
(1)初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。一旦有混凝土拌合物落入井孔，须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻倒伤人。
(2)机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，堵在管内。预防方法应在灌注前仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施,加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。
7 埋管
导管无法拔出称为埋管。其原因是：导管埋入混凝土过深或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土问摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。
预防办法：应严格控制埋管深度一般不得超过6.8m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度，导管接头螺栓事先应检查是否稳妥：提升导管时不可猛拔。派潜水员下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩灌注完成后，上下断层问，应按灌注桩补强方法予以补强。
8灌注混凝土注意要点
灌注混凝土过程中，认真观察孔中泥浆上翻情况，发现混凝土灌注后孔中泥浆不翻出，应及时活动导管或提导管，使泥浆能及时翻出，正常后继续灌注混凝土，严防发生堵管事故；灌注混凝土过程中，要测量混凝土面的上升高度，以便控制提升导管和拆除导管，提升导管时严防导管底口拔出混凝土面，以防发生断桩事故；灌注混凝土过程中，应防止停电、停水，施工现场应配备一台发电机及储备足够灌注用水；灌注完毕认真清洗和安置好灌注设备，做好维护和保养工作，并提前做好下根桩基的灌注准备。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。