浅谈桥梁施工中的钻孔灌注桩的质量控制
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摘要：目前，我国的大、中型桥梁施工主要采取的形式是钻孔灌注桩，由于钻孔灌注桩主要是在水下进行并且完成灌桩后不能开挖验收，所以，施工的过程对钻孔灌注桩的工艺要求显得特别严格。本人从参与现场管理的岑溪金鸡大桥及梧州至信都二级公路大中桥的建设中所出现的问题，进行总结，撰写本文，本文旨在分析钻孔灌注桩在施工过程中常见的问题，针对这些问题对灌注桩施工的质量控制提出意见建议，从而保证桥梁施工的整体工程顺利完成。
关键字：钻孔灌注桩；质量控制；意见建议
钻孔灌注桩由于施工操作简便，设备成本低的特点，能够创造较高的经济效益，因此，我国的大、中型桥梁施工过程中普遍采取钻孔灌注桩的形式。但是，在桥梁施工过程中，由于钻孔灌注桩的施工过程复杂，技术要求较高，任何失误都会造成工程事故，严重的影响工程进度和质量。因此，在桥梁施工的过程中，要加强对钻孔灌注桩质量的控制，从而保证桥梁的质量安全。
一、桥梁施工钻孔灌注桩常见问题分析
1、钻孔过程中常见的质量问题及分析
（一）缩颈现象
缩颈即施工孔径小于原设计的孔径，在浇筑过程中，灌桩周围土体膨胀造成缩颈，一般缩颈现象主要发生在粘性土或是粉性土的钻孔中。在梧州至信都二级公路大新大桥的施工中就出现了缩颈现象，大新大桥为6-16米预应力钢筋混凝土简支空心梁桥，墩、台均为桩柱桩基基础，墩、台基础置于平均厚度在20～26米的冲积淤泥层之上，而3#墩桩基则位于河道上，表面3米之内的淤泥层具有流动性，施工中埋设的刚护筒高为3米并对地基表面进行抛填处理，当钻头进尺9.5米时护筒底部桩孔出现缩颈现象，经过调高泥浆稠度、加快成孔速度后保证了成孔质量。总之，预防缩颈现象的发生，要在施工过程中采用优质泥浆，控制失水量。成孔时缩颈，则需加大泵量提高成孔速度，成孔后在孔壁形成一层泥皮，孔壁不渗水，孔四周土体也不会产生膨胀。还可以将包含一定数量合金的刀片焊接在导正器外侧，在起钻或钻进时起到扫孔的作用。
（二）塌孔现象
塌孔就是孔壁塌陷，一般是在钻进过程中孔内泥浆出现气泡或是突然渗水。在岑溪金鸡大桥的4#桥墩4-1#桩基施工中，由于该地基有7.5米的软砂土层，当钻头进到6.5米时孔内水面出现大量的气泡，接着出现3米多的塌孔，考虑到塌孔量大，孔径远超设计，采用了回填片石和粘土混合物重新冲孔的办法，片石和粘土的比例为6:4同时调高泥浆的稠度，经过处理效果良好。该塌孔的主要原因是因为土质松散，泥浆的承受力不足，护筒水位低并且护筒周围没有采用粘土填封。此外，钻孔时间长、钻进速度过快、灌注时间过长都有可能造成塌孔。预防塌孔现象的发生，要在施工前勘察施工位置的地质情况，选择合适的钻孔方式，调整泥浆的比重，放慢施工进度。在清理时则需及时补充泥浆和水，从而保证钻孔时必要的水位高度。
（三）卡钻现象
卡钻是操作过程中经过相邻岩层强度差别较大时没有及时调整钻头而造成的卡钻。在溶洞比较发达地区卡钻现象时有发生，一些溶洞内多充填有软弱层，在岑溪金鸡大桥的3#桥墩3-2#桩基施工中，曾发生了卡钻现象，经过几次快提慢放后，成功地取出钻头，针对探头石所引起的卡钻现象，施工时可以适当的放下钻头，采取强力快提，使得探头石在冲击的瞬间可以缩回。或者利用水下爆破的方法以及千斤顶顶推的形式阻止卡钻。
（四）歪孔
歪孔是由于钻机安装位置的稳定性差，施工时钻机安装不稳或是钻杆弯曲造成的钻孔偏斜。地面软硬不均或是岩层较陡，土层倾斜分步也会造成歪孔。防治歪孔的方法要根据歪孔原因决定。当高冲程猛击探头遇到岩层时要及时采取低冲程探头；若是发现歪孔，则需填补重钻；当钻头进入软硬不均的岩层时，则需采取低锤迷击的形式从而保持孔底的平整。
2、水下灌注桩过程中常见的质量问题及分析
（一）夹层和断桩现象
造成夹层和断桩的原因有许多，主要原因有以下几点：灌注时测量不准导致管底提升过高造成管底脱离混凝土层；由于天气原因或是机械故障导致的灌注过程中断；混凝土质量差，导致整桩的承重梁达不到规定要求导致的断桩；灌注过程中，由于混凝土管渗水导致的夹层或断桩；或是在表层混凝土流量小的情况下继续灌注混凝土，导致表层下混凝土冲破表层混凝土的顶面上升，造成有浮浆的表层形成夹层或是断桩。解决此类现象的方法：一是要采用科学的方法计算出精确的混凝土面的位置，选择较低的土面作为拆卸导管的标准；二是保证连续性灌注施工，保证机械设备的正常使用，关注天气情况，合理安排灌注时间；三是灌注前清理管内水和杂物，合理配置混凝土的稠度；四是当遇到深水施工时，在混凝土没有完全凝固时，重新插入导管，施加导管的重量从而克服水的浮力。导管装满混凝土后再继续灌桩；当断桩的位置较深并且断桩处承受弯矩不大的情况下，可采用压浆补强的方法处理。
（二）钢筋笼上浮现象
钢筋笼在成孔后进行混凝土灌注，钢筋笼会向上浮移，主要原因是在清孔过程时孔内残留下大量泥块和泥皮，这些杂物随着混凝土浆面的上升从而堵塞在钢筋笼底部；由于混凝土的过小流动，导管埋入过深过大；不直和变形的钢筋笼；钢筋笼重量太轻不能和孔口形成牢固的固定。预防钢筋笼上浮的措施：当套管底部内壁黏有砂浆或土粒导致套管发生变形，管内壁不平时，检查最下面的套管内壁，及时清理黏着物，遇到变形的情况及时采取修补措施，成孔后用大锤式抓斗反复升降，清理管内壁堆积的土砂，从而保证孔底处于水平状态；混凝土灌注过多钢筋笼并且导管埋的过深，混凝土层会因浇注的时间过长产生初凝，从而导致表面出现硬壳，导管底端未超过钢筋笼底部，导管流出后，混凝土迅速向上提升从而带动钢筋笼上提。若是导管的埋深和已浇灌的混凝土表面高度相同，则需再次提升导管继续进行浇注；当钢筋笼自身弯曲时，要提高钢筋笼加工质量，避免在运输工程中造成钢筋笼碰撞造成钢筋笼变形，沉放钢筋笼时确认钢筋笼的轴向和精确度，避免敲、打钢筋笼的顶端，造成钢筋笼坠落桩孔。
二、桥梁施工钻孔灌注桩质量控制要点
1、桩基的原材料及前期准备工作
材料的原则关系到桥梁施工建设的总体质量。在施工前，要加强对材料质量的控制，要选择热膨胀系数较小、含泥量较低的材料。为了保证施工质量，在对混凝土质量的把关上要更加的严格，选择质量好并且达到相关技术性指标的材料。对施工环境要进行实地考察，对地质情况作出深入调查，加强对支持力层的深度和强度；检查是否存在卵石层或是砾石层；检查支持力层上各土层的软硬度及其地下是否存在障碍物。在岑溪金鸡大桥的施工准备工作中，发现由于建设任务较紧，新建大桥地质资料采用了紧靠其上游的旧桥的地质资料作为设计依据，经过现场调查及走访群众发现大桥桥址位于石灰溶岩地区，地下溶洞较为丰富而且溶洞分布极不规范，因此，坚持要求设计单位对大桥桩基位置进行地质钻探，结果发现大桥1-4#桥墩的桩基地基均存在不同大小的溶洞，设计单位根据地质情况对桩基进行了变更，从而消除了质量隐患，确保了大桥质量安全，同时也为后面桩基施工提供了可靠的保障，对处理在成孔施工中出现的各种问题提供技术指导。根据对施工地质的分析和了解，科学的进行选材，合理计量和测算施工参数，针对事故易发层采取预防措施从而减少事故发生。
2、混凝土的科学配置
混凝土的质量在桥梁钻孔灌注的过程中发挥着重要的作用，因此只有科学的进行混凝土配置，才能确保桥梁的强度，从而保证桥梁施工顺利进行。混凝土的伴制时间一般控制在三分钟左右，在搅拌的过程中需要科学的控制水灰比例，严格控制伴制过程中添加的水和外加剂，最终保证混凝土的强度满足桥梁施工的实际要求。
3、钻孔灌注施工的技术控制
钻孔的步骤大致可以分为钻孔准备、钻孔、验孔、第一次清孔、制备吊放钢筋笼、放导管、第二次清孔、水下灌注混凝土、验桩这几个步骤。对技术要求上来说，钻孔时要严格控制钻孔径和垂直度，根据土质的情况确定钻进速度，并且通过泥浆保护孔壁；完成钻孔后对孔径大小、深度以及垂直度进行检验；检验成孔后，对孔内进行第一次清孔；钢筋笼的制作一般是分节制作，采用单面焊接的方式连接，接头错开，并且同一截面内接头数要多于三块并且控制在钢筋总数的一般以内。在钢筋笼吊起时，还有区分背水面和临水面，对准位置垂直均匀的缓慢下沉，从而避免和孔壁发生碰撞；下导管时，在孔口和导管连接的地方设置密封圈，拼接成功后进行水压测试，达到标准后放下导管。吊放导管时注意放置位置要居中，顺着轴线缓慢放入，防止刮到孔壁；第二次清孔则需清除所以沉渣；而水下灌注桩的过程则需根据经验施工，保证灌注的施工质量。混凝土配置适中塌落度控制在180/200mm之间。浇筑的速度适中，单桩浇注时间控制在2-3个小时，采取措施避免混凝土导管的各接口渗水，混凝土首次灌注量必须高于导管管口，厚度为500-800mm之间。提管时，导管底部需埋入混凝土2-5米，混凝土的灌注过程不得中断；所以施工结束后，根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》的要求，选择不少于3根的灌注桩进行检测。
三、结语
钻孔灌注桩技术具有很强的适应性，施工工艺简单且承载力大等特点，因此目前在国内的大、中型桥梁中的应用较为广泛。但是，由于钻孔灌注桩的施工过程是在水下进行，施工过程一般无法观测，成桩后也不能开挖验收。施工中的任何环节有问题都会影响整个工程的质量。因此，要求施工工作者们在施工前，认真熟悉设计图纸，落实技术规范，熟悉地质灌注方面的材料，对施工过程进行跟踪记录，对灌注桩施工过程中常发生的问题进行分析，严格把控质量关，制订出科学、合理、实用的桥梁钻孔灌注桩施工方案，确保工程顺利的实施。