公路桥梁钻孔灌注桩施工技术控制探析

　　摘要:随着我国公路事业的发展,公路桥梁的数量也越来越多,而钻孔灌注桩是目前公路桥梁工程的基础建设中应用较为广泛的一种工艺。但钻孔灌注桩的施工质量影响因素比较多，为避免出现质量事故，应对钻孔灌注桩施工过程进行严格的质量控制，以确保工程质量。
　　关键词:公路桥梁;钻孔灌注桩;施工;质量控制
　　钻孔灌注桩的施工大部分是水下进行,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。结合桥梁钻孔灌注桩的施工过程，对施工中可能出现的事故因素提出了科学的预防措施和处理方案。
　　1施工准备和钻孔过程中的控制
　　1.1准备场地
　　施工前应将场地平整好，以便安装钻机进行钻孔。在场地平整好后，放好桩位，在桩位上插入钢钎后用混凝土浇固之;并在桩周设置护桩。
　　1.2埋置护筒
　　埋设护筒的目的除了固定位置外，主要是隔开地面水，并在钻机内造成一定高度的水头，增加孔内静水压力，以稳定孔壁，并保持钻孔内泥浆表面高程，防止坍孔。在施工现场水位较深时一般采用钢护筒。钢护筒直径大于设计桩径的20～40cm，埋设入土深度在1.5m以上，高出水面(或地下水位)或施工水位1.5～2.0m，高出地面200mm，护筒中心应与桩位重合，误差不大于10mm，并经监理检查核实后方可在其周边填土嵌固。在遇到个别桩基护筒为砂层或淤泥层时，应填筑部分粘土，并夯填密实，以防止回填不密实而漏水。
　　1.3钻机的安装就位
　　安装桩机的地基需足够稳固。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。
　　1.4制备泥浆
　　钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。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。制浆时,可将打碎的粘土直接投入护筒内,使用冲击锥冲击制浆,待粘土已冲搅成泥浆时,即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存,以便随时补充孔内泥浆。
　　1.5钻孔
　　泥浆护壁是钻孔操作中的关键工艺，对于有流砂覆盖层的钻孔桩更为重要，调制护壁泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况采用不同性能指标。应根据实际情况随时调整泥浆的用量及浓度，注意水头的调整，钻孔泥浆应始终高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m。钻孔过程中应随时如实填写好钻孔过程中的原始记录，应尽量减少不必要的停钻次数和时间，被迫停机时，要把钻头提出孔外，以免沉渣时间太久，卡死钻头而导致各种事故。
　　1.6成孔
　　为了确保钻孔质量，要求成孔的孔位中心偏差不大于10cm，对孔径、孔位倾斜度误差不得大于1%孔深。采用高度为钻孔直径的5倍，外径与钻头直径相同，以钢筋制成的笼式检孔器，用片石压重后进行下沉检查，若不能顺利下沉至设计标高，说明孔径、孔深不足或孔位偏斜，可回填重钻，以确保成孔质量。当钻进中遇到较大孤石、探头石、倾斜岩层和粒径悬殊的砂卵石层时，钻头所受阻力不均，会出现弯孔，影响钢筋笼的吊装和桩的质量，应回填粘土、砂卵石至弯孔以上1.0m，弯孔以上1.0～1.5m范围内回填片石，待沉积后，用低冲程纠偏，此时不宜用冲击钻头直接修孔，以免卡钻、坍孔。钻头直径磨耗达1.5cm时应及时更换修补，防止缩孔。钻孔应一次成孔，不得中途停顿。
　　1.7清孔
　　在确定桩长、直径和垂直度无误时，要及时进行清孔，清孔的主要目的是清除沉渣和沉淀层，尽量减少孔底的沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀层而影响桩基承载能力。首次是成孔结束后，让钻杆转而不进尺供浆对孔底进行冲洗排渣，尽量使沉渣厚度小于设计或规范要求，且泥浆比重降到1.1～1.2以下;第二次清孔是在下放钢筋笼和导管后在导管口加闷盖注入高压泥浆进行清孔，使沉渣厚度小于设计或规范要求为止。清孔后的泥浆性能指标为:含砂率小于4%，相对密度1.05～1.2，粘度为17～20Pas。清孔时要抓紧时间，防止时间过长，而引起沉淀过厚，或者引起坍孔。
　　1.8钢筋笼骨架的制作及下放
　　根据设计要求制作钢筋笼，施工中应除锈、整直，根据骨架的长度，主筋尽量用整根钢筋，如须接头，应采用对焊。分段后的主筋接头应相互错开，保证同一截面内的接头数不多于主筋总根数的50%，两个接头的间距应大于50cm。每节钢筋笼搭接好后应检查搭接长度，电焊长度、宽度和厚度应符合要求。钢筋笼入孔定位标高允许误差+5cm，灌注完后，桩上部混凝土初凝，应撤除钢筋笼的固定设施，使钢筋笼同混凝土一起收缩。钢筋笼吊装就位，应与孔壁保持设计的保护层距离，可在笼身上每隔2m于同一横截面处对称设置4个钢筋耳环。
　　2水下混凝土灌注控制
　　2.1混凝土配合比控制
　　钻孔灌注桩水下混凝土浇筑是在不加任何振捣情况下，完全靠混凝土自重沿导管流入。因此对混凝土拌合物的和易性要求更严格。所以选择水泥品种时优先考虑保水性较好的水泥(普通水泥、硅酸盐水泥)，细骨料选中砂(细度模数宜控制在2.4～2.8范围)，粗骨料宜选择5～40mm连续级配的卵石。坍落度控制在18～22cm，砂率在40%～45%之间，水灰比为0.5～0.6。为改善混凝土的和易性，应首选木钙(属缓凝型减水剂)。对使用的水泥砂石料，应做配合比试验。水泥用量减少不得超过未掺外加剂水泥用量的10%，且每立方米混凝土的水泥用量不得少于300kg。水泥的初凝时间为2h。混凝土的拌和时间是一般混凝土的1.5倍。浇筑过程中，作好灌注记录，每根桩应做试件2组，并做好养护工作，以备混凝土强度评定。
　　2.2导管的安装
　　导管是灌注水下混凝土的主要工具之一，它的安装型号大小、位置对水下混凝土灌注质量成功与否起主要作用，因此导管下放前，应做封闭压水实验，以不漏水为原则。导管应放于钢筋笼中间，导管的长度应根据施工实际情况来确定，导管底部到孔底应有30～50cm的空间，孔口以上应有一节导管加漏斗的高度，一般不小于4m，以利导管的拆除，并使导管内的混凝土有足够的压力。
　　2.3首批混凝土浇筑控制
　　灌注桩施工是在泥浆液面下进行的，它的主要要求是不允许泥浆与混凝土掺混，形成泥浆夹层。由于导管的管口埋在首批混凝土的深度要大于1m，导管的孔口离孔底的距离0．3～0.5m，所以首批混凝土储量必须大于桩底部混凝土一次埋深1.5m所需的体积，宜取1.3的超灌量系数。
　　开始灌注前，必须把隔水栓先放入导管用铁丝吊在水面上，然后在其上灌注水泥砂浆和混土(加少量砂浆，避免粗骨料卡管)，只有当料斗和导管中首批混凝土的储量满足上述要求，才能剪断铁丝，使首批混凝土一次落入孔底，将导管的孔口淹没，形成隔水层。隔水栓被导管内混凝土压出导管，以保证混凝土在无水的导管中呈现原状送到孔底。以后混凝土不断地通过导管的出口，进入首批混凝土的下面，把首批混凝土及其上面的泥浆顶托上升，逐渐把桩孔用混凝土填满。
　　2.4灌注水下混凝土过程中间检查
　　水下混凝土灌注应连续浇筑，不得中断，灌注速度要快，不得留施工缝，尽量缩短时间，保证在混凝土的初凝时间内完成。为了防止导管的机械故障，对水下混凝土应加入缓凝剂，同时对施工过程中的混凝土进行抽样，做混凝土试块取样检查，经常检查混凝土的坍落度。灌注时导管埋置深度以2～4m为宜。混凝土的拌制、运输能力要加强，以缩短混凝土的灌注时间。要随时测量并控制混凝土桩的顶面标高，应高出设计标高40～100cm，以免发生桩顶标高不够的事故。因此，当混凝土灌注到接近设计桩顶标高，要严格地控制混凝土的数量。
　　3质量保证措施
　　桥梁桩基质量直接影响到上部结构的稳定与安全。除了规范要求以外,应强调以下几点:
　　(1)对质量控制应以预防为主,在施工前做好充分的准备工作,制定相应的防范措施,并责任到人。
　　(2)严把队伍进场关。采用一流的人才,先进的工艺,过硬的设备进场,为优良工程打下坚实的基础。
　　(3)严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要检测手段。对承担桩基检测任务的单位和个人进行资格审查,逐根桩做超声波检测。对处理后的缺陷桩做二次检测,以确保成桩质量及工程的安全性。
　　4结语
　　钻孔灌注桩的整个施工过程都是隐蔽工作，每道工序都必须从严要求，保证施工质量，任何一道工序出现问题都将带来严重的后果。因此，在桥梁钻孔灌注桩的实际施工过程中，要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，根据实际情况来分析归纳，对可能出现的问题制定出切实有效的施工质量标准、防范措施及验收实施方案，每个工序都要严格按照规范操作，以便有效地控制施工质量。
　　参考文献:
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　　[4]林辉杰.浅谈钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J].科技创新导报，2008,(8).

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