初探桥梁工程钻孔桩施工工艺

　　【摘要】由于成孔方法和现场情况的不同，工程桥梁钻孔桩在施工工艺流程上也不完全相同。本文将以实践经验为根据，对桥梁钻孔桩施工的工艺流程进行介绍，并对造成桥梁工程事故的原因和方法进行分析。
　　一、施工准备工作
　　（一）对场地进行平整
　　1、陆地桩：采用推土机与人工相配合的方法，对场地进行平整，清除杂物；
　　2、水中桩：采用木桩搭设水中平台、围堰折两种方法。
　　（二）对桩位进行测量放样
　　一般情况下，采用全站仪测量放样方法，应在施样后进行反复定测，确保测量无误后设置护筒。
　　1、护筒的制作与埋设
　　（1）护筒的制作:
　　一般施工单位在钻孔桩施工中采用钢制护筒，筒壁厚一般为5cm，长度不超过5m。在深水中则采用密实，管壁平整，厚度均匀的钢筋混凝土护筒，其壁厚一般为8cm～10cm，每节长2m左右，每节护筒内主钢筋的上下端各焊有8mm×80mm的扁钢一圈，作为上下两节护筒连接用。
　　（2）护筒的埋设:
　　挖埋法：地下水位在地面以下超过1m时，应该采用挖埋法。
　　①在桩位处挖出比护筒深30cm—50cm、直径比护筒大40cm—50cm的圆坑。
　　②在坑底填筑30cm—50cm厚的粘土，进行夯实。
　　③将护筒放进坑内，使护筒圆心与坑底的钻孔中心位置相重合，直立护筒，在护筒四周进行粘土的填埋、然后进行夯实。
　　填筑法：当地下水位较高使用此方法。
　　填筑的土丘高度应保证护筒顶端比其地下水位或者施工水位高1.5m以上，边坡为1:1.5—1:1.2，同时保证其顶面宽度满足钻孔机具布置的需要。
　　
　　二、桥梁工程事故的原因和方法
　　（一）钻孔过程事故的类型：
　　钻孔事故一般是由操作不当或者于水文地质条件的影响造成的。常见的钻孔事故有坍孔、钻孔偏斜、孔内漏水以及钻具断落等。
　　（1）坍孔:当钻孔内水位下降，出现钻具长时间进尺慢或者不进尺，钻头被埋住无法运转或者钻机发出异响的情况，则表明孔内出现坍塌。
　　（2）钻孔偏斜:钻孔会在钻进过程中产生一定程度的偏斜，造成弯孔。而当偏斜较大时，会造成桥梁施工困难，进而改变桩的受力状态，影像桩的使用。
　　（3）钻孔漏水:①在地下水流动的地层或者在透水性强的砂砾中钻进时，过稀的泥浆会向孔壁外漏水;②另一个原因是在埋设护筒时，回填土没有进行足够强度的夯实，或者是埋置不够深，造成了护筒脚的漏水;③由于护筒本身的制作不良造成漏水。
　　（4）钻杆折断:①由于钻杆折断的处理不及时，钻头或钻杆在孔底留置时间过长，最后发生埋钻或埋杆。②由于钻杆的转速选用不当或者钻具使用过久，引起钻杆折断。
　　（二）钻孔过程中事故的预防及处理
　　（1）坍孔:钻孔时应该根据地质选用适合的高质量泥浆，应该保持足够的水头高度，应该按要求埋设护筒，并在供水时应该注意不要将水管直接冲射孔壁，以预防坍孔的发生。
　　发生孔口坍塌时，应该立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒后再钻进。有经验人员应该根据地质情况，对坍孔位置进行分析判断。然后用砂和粘土混合物回填钻孔到超出坍方位置以上，并暂停一段时间使回填土沉积密实，水位稳定后，再继续钻进。如坍孔严重，则应该将钻孔全部回填，暂停一段时间后再钻。
　　（2）钻孔偏斜:应该在钻孔前检查钻杆，对于弯曲的钻孔放弃使用;在安装钻机时，应保持转盘顶面的水平，使立轴中心和钻孔中心保持在同一铅垂线上。在钻进过程中，应该检查引吊环中心、立轴和钻孔中心线是否保持在同一铅垂线上，钻进时如发现钻孔偏斜情况，应该及时纠正。
　　（3）钻孔漏水:发现漏水时，应该通过加水或泥浆来判定漏水原因，属于护筒漏水的，应该用粘土在护筒周围加固。对于漏水严重的情况，则应该先将护筒挖出，对护筒进行修理完善后再重新进行埋设。对于由于地层透水性强而导致的漏水情况，应该加入较稠的泥浆，经过循环流动，在减少漏水。
　　（4）钻杆折断:应该在钻孔时避免使用接头磨损或者弯曲的钻杆，在钻进过程中应该控制给进，并经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度，对于不合要求的钻杆应该及时更换。
　　三、清孔工作
　　在施工中如何彻底清除孔底沉淀土，充分发挥桩底原土层的支承力已成为提高钻孔桩垂直承载力的一个重要问题。做好清孔工作，减少沉淀土厚度，对于保证灌注混凝土的质量、避免发生断桩事故是有利的。采用换浆法清孔，终孔后，停止钻进，稍提起钻头让其空转，以中速压入比重1．1～1．3的纯泥浆，直至达到清孔的要求后，拆除钻杆，并用探孔器进行孔位和垂直度检测。探孔器采用直径与钢筋笼直径相同，长度为不小于桩基直径的4倍～6倍的钢筋笼吊入。清孔结束后，沉淀厚度应符合图纸及规范要求。
　　四、钢筋骨架的制作安装方面：
　　应该在制作钢筋笼前对于钢筋骨架进行除锈、整直工作。根据骨架的长度，来减少断头废料，成品钢筋笼要保证其顺直，尺寸准确，而主筋的采用应尽量使用整根钢筋，如果是对接情况，则应该使用搭接焊接头，并且搭接的长度应该大于5d。
　　钢筋骨架在被运输时应该保证其不发生变形，在运至现场后应该用吊车吊入孔内，最后将骨架慢慢下降到设计标高处，再牢固定位。
　　五、混凝土灌注断桩的原因、预防及处理：
　　（一）断桩原因：
　　混凝土灌注过程中，可能会产生断桩，常见原因一般为：
　　1、由于长时间灌注，表层的混凝土失去流动性，后面灌注的混凝土则顶破了表层发生上升，出现将混有泥浆的表层覆盖包裹的情况；
　　2、由于导管提升的幅度过猛，导管被提离混凝土水平面；
　　3、测深不准确；
　　4、混凝土卡管或者发生严重漏水情况，在拔出导管处理故障后，没有把已经发生灌注的混凝土彻底清除。
　　（二）断桩事故预防：
　　应该在灌注前进行清孔；导管提升不要过猛；在灌注速度上应该要保持快速，以保证可以在灌注时间内完成灌注；对于混凝土的高度应该进行反复地测量，以保证其数据准确无误。
　　1、断桩事故的三种处理方法:
　　(1)压浆法：适用于断桩位置较深，断桩处承受的弯矩不大，且断处以上已灌注混凝土时。
　　压浆法的具体方法是，①沿桩身钻孔，在探明断桩位置后，于离探孔不远处再沿桩身钻一小孔，钻孔应保证其孔底比断处标高略低。②把高压输水管插入任一小孔中，把断桩处的泥土和砂粒冲洗干净后，提出输水管，将压浆管插入任一小孔中，封死孔口，另一孔口作为出浆口。③进行压浆，在孔内有水泥砂浆压出时堵死出浆孔，然后再压浆直至无法压进。④压浆约21d检查压浆效果。
　　（2）断桩位置较深，该处承受较大的弯矩，且断处以上已灌注混凝土时，同上述压浆法，不同点是打孔应该大、深，并且在压浆前应该插进小钢轨或者钢筋束。
　　（3）沉入小沉井，或打入长的钢护筒的办法：对于断桩处靠近地面，断桩后又停止灌注混凝土的情况，可采用以上两种方法。在排水清除钻渣并对桩头作必要的清理以后，应该接浇普通的混凝土使其到达桩顶的设计标高。
　　六、结束语：
　　由于工程桥梁钻孔桩施工时工序较多，工艺流程互相衔接，主要工序都在水下及地下进行，不便监视，而且影响施工正常进行及施工质量的因素很多，很难全部预见。因此，在桥梁钻孔桩施工时，应该充分做好施工前的现场审查和各项技术准备，合理安排施工进度及工艺流程，切实做好技术交底，制定并执行必要的规章制度，不断提高施工技术水平，确保最终成桩质量。
　　参考文献:
　　［1］吉月明．浅谈钻孔灌注桩施工［J］．山西建筑，2009，35(13):
　　123-124．

《初探桥梁工程钻孔桩施工工艺》

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