公路桥梁施工中的钻孔灌注桩技术分析

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摘要：随着我国国民经济的发展，公路桥梁工程作为国家经济的大动脉也获得了迅猛发展。钻孔灌注桩技术作为路桥施工建设中重要的环节之一，已经在路桥施工中获得了普遍的应用。但由于钻孔灌注桩的施工大部分是水下进行，施工工序十分复杂，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失、不良的社会影响。因此，加强对钻孔灌注桩施工技术的研究具有重要意义。本文首先对钻孔灌注桩施工技术进行了概述，然后重点从施工前的准备，成桩技术和混凝土灌注技术三方面阐述了钻孔灌注桩施工的技术要点，最后探讨了钻孔灌注桩在施工中容易出现的技术问题及解决方法。

关键词：公路桥梁；钻孔灌注桩；钻机；混凝土灌注；断桩

Abstract: With the development of China's national economy, roads and bridges projects as a main artery of the national economy also gained rapid development. Bored piles technology as an important part of the construction of road and bridge construction, has widespread applications in road and bridge construction. However, construction of bored piles is and underwater construction process is very complex, the construction process can not be observed, pile excavation acceptance. Any one of the problems in the construction, will directly affect the quality and progress of the whole project, even causing huge economic losses to investors, the adverse social impact. Therefore, the strengthening of bored pile construction technology is of great significance. The first bored pile construction technology, and then focus on the pre-construction preparations, pile and concrete perfusion technical aspects are described bored pile construction technical points Finally, we discuss the bored piles in construction is prone to technical problems and solutions.Keywords: roads and bridges; bored piles; rig; pouring of concrete; broken pile

中图分类号：U459.2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

钻孔灌注桩施工技术概述

桩基础是桥梁工程中应用非常广泛的一种基础形式。钢筋混凝土桩按照制作方式的不同可以分为预制桩和灌注桩。其中，灌注桩是在施工现场桩位直接制作而成的桩，它具有施工简便、工期短、机械化程度高、节省钢材、木材及降低成本等特点。按照成孔方法的不同可以分为：钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩桩。钻孔灌注桩因其无振动、无挤土、噪音小、对周围建筑物影响小等优点被广泛应用。但由于操作要求严格，不论哪个环节出现疏忽，都会引发缩颈、断桩等质量问题，轻则埋下质量隐患、影响进度，重则将给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，在钢筋混凝土钻孔灌注桩施工过程中，必须严格按规范和操作规程施工，对施工工艺严格控制，只有这样才能保证钻孔灌注桩的施工质量。

钻孔灌注桩施工技术要点

（一）施工前的准备

1、钻孔灌注桩施工方案的审核

根据设计图纸、地质报告、现行规范标准以及现场勘查结果，审查施工方案的编制依据、施工工艺流程、技术指标、安全措施等内容是否符合要求。同时还应审查施工方案中处置突发事件的应急预案是否符合要求。对于施工方案的审核应具有前瞻性，要善于提出问题、发现问题，避免在实施过程中处于被动境地。

2、根据施工方案检查施工准备情况

检查灌注桩使用水源，泥浆循环系统应设置沉淀池、泥浆池；导管应检查其出厂合格证并做水密性承压试验；灌注混凝土的料斗尺寸应与方案中初灌量的要求相符合；原材料应按规范要求严把质量关，杜绝不合格材料使用于工程；督促承包商按照一放二复的测量程序实施放样复核工作。确保桩位的偏差符合规范要求；钻机就位前，检查护筒埋设高度、位置是否满足设汁要求；钻机就位后，检查其水平、稳固情况；钻杆应保持铅锤线，成孔时应适当抽检进、出泥浆指标，发现超标时及时调整；施工单位须配备专职记录人员，及时记录成孔过程中的各项参数，记录必须真实、准确。

（二）成桩技术要点

1、钻孔

开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护简土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒人黏土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进在黏土中钻进，由于泥浆黏性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用尖底钻锥中等转速，大泵量，稀泥浆钻进。在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，低档慢速。大泵量稠泥浆钻进。在轻亚黏土或黏土夹卵，砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷而损坏，宜采用低档

慢速，优质泥浆，大泵量级钻进的方法钻进。

2、清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之―。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：黏度测定17～20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性黏土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行，配合比设计。

3、钢筋笼制作和吊放

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。

在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。

二次清孔

由于完成吊装钢筋笼及导管之后，孔底会产生沉碴，需再进行第二次清孔。其方法是利用导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴，从而达到清孔的目的。

（三）混凝土灌注施工技术要点

1、完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑，不宜过长；混凝土的浆体浓度要恰当，浇灌量不得低于设计值，不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。

2、导管口距孔底要保持400mm左右的距离，旋转时要精确测量反复校核。当球塞被压出导管并灌下一定数量的混凝土后，应将导管缓慢下降100～200mm，使灌注初期导管被混凝土埋入的深度尽可能加大，以保证底层的混凝土质量。

3、在灌注过程中，要严格把握施工进度和时间，经常地略微提升导管，以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之间且不得

4、若施工过程中发生了混凝土堵塞导管的现象，一般是由于材料规格或配合比选取不当，或者是因为导管漏水漏浆导致管内混凝土与管壁的摩擦力增大、流动性降低造成的，要分清原因有针对性地加以解决，切不要无控制地靠提管消除堵塞。

三、钻孔灌注桩施工中应注意的技术问题

（一）断桩

该情况一般在地面下不同较硬层间的交接处比较常见，其断处一般贯通于整个截面。断桩的主要出现原因有下列几种：桩间距太小，其中一个桩在打桩时对土层产生的挤压力会传到邻桩并产生不小的影响；土层硬度不同，在传递打桩作用力时能吸收消除的水平力也不同；因桩身的砼终凝时间不长，自身抗挤压能力小，不能承受太多外力的影响。

要想避免断桩，必须要实施加大桩间距，尽量避开新桩，分散相邻桩影响力等有效措施。在断桩发现以后一定要及时拔出并对桩孔进行细致的清理工作，然后在略微增大孔内面积或者加上铁箍来加紧连接，完成之后就可以重新灌注砼补做新的桩身。

（二）缩孔

缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是IL＞1.0 处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的原因，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。

（三）吊脚桩

吊脚桩指的是桩底部分的混凝土出现隔空或者是混凝土中混入了泥沙导致桩身产生松软部分。其产生原因是因为桩底的强度不够，在沉管作业时受到外力破坏而变形，致使泥沙进入到桩管。在路桥施工中一旦出现吊脚桩现象，就应该及时将桩管拔出对桩底桩靴进行纠正或者直接回填成孔重新浇筑新桩。如果地下水位偏高时可在沉管作业中加灌1米高的混凝土增加压力完成施工。

（四）偏斜孔

钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。

1、因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后，重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。

2、地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，尔后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm 的，静置1～2h 后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm 的，应根据情况静置2h 甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。

结语

综上，钻孔灌注桩属于隐蔽工程，施工技术复杂，且易出现技术质量问题。要提高钻孔灌注桩的施工质量，就必须对其施工技术进行严格要求，对钻孔灌注桩施工的每个细节、每道工序都要做到严格控制，以防为主，从严控制，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，以期切实提高钻孔灌注桩的施工技术，从而保证整个公路桥梁工程的施工质量。

参考文献

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