白 新 权

(山西远方路桥(集团)有限责任公司,山西 大同　037006)



公路桥梁钻孔灌注桩施工技术及常见问题控制

白 新 权

(山西远方路桥(集团)有限责任公司,山西 大同037006)

介绍了公路桥梁钻孔灌注桩施工特点，从桩孔施工、钢筋笼制作、水下混凝土灌注等方面，阐述了钻孔灌注桩施工技术要点，并针对钻孔灌注桩施工中常见的问题，提出了相应的质量控制措施。

钻孔灌注桩，桥梁，施工技术，质量控制

0　引言

钻孔灌注桩的问世最早可追溯到20世纪40年代的美国，后被引进我国公路桥梁工程，且在施工技术水平上取得了长足进步。尽管如此，作为桥梁工程常见下部基础结构形式的钻孔灌注桩，因工程隐蔽性特点使得实际施工过程难以被全面监控，这就对工程质量的把控与安全隐患的排除提出了挑战。为此，有必要对钻孔灌注桩施工技术的要点、难点进行分析交流，对施工中暴露出的常见问题进行原因总结与防治措施探讨，从而积累经验，降低施工过程中发生事故的频率，提高成桩质量和道路桥梁基础工程的安全系数，为我国公路交通事业“走出去”这一战略发展举措的推进做好基础性工作。

1　公路桥梁钻孔灌注桩施工特点概述

在公路桥梁工程建设中，普遍存在各种不良地质条件，如稳定性差、流动性大等地质现象常有出现。针对这些不能满足公路桥梁施工设计要求的地质环境，需要在地基处理中应用科学、先进的方法来解决这类因地质问题造成的负面影响，提高工程建设质量。钻孔灌注桩作为一种适应性强、施工简单、容易操作的理想成桩方法，是公路桥梁工程中常见的下部基础结构形式。因其施工具有不易受外在气候环境影响，兼之可有效改善施工现场地质土壤状况，提高地基处理质量的特点，在各类复杂地质条件下有着广泛应用。钻孔灌注桩的施工工序主要包括前期场地平整、护筒埋设、钻机安装；中期的泥浆制备、钻孔清孔、钢筋笼制作、安装以及后期的水下混凝土灌注、质量检测等环节。因钻孔灌注桩属于隐蔽工程，为避免施工中断桩、缩孔、卡钻等现象的出现，需要明确钻孔灌注桩施工中的技术难点与实施要点，落实相关控制措施，确保施工安全与质量达标。

2　钻孔灌注桩施工技术要点分析

针对公路桥梁钻孔灌注桩的施工特点，结合笔者多年实际施工经验，特此对钻孔灌注桩施工的技术要点阐述如下。

2.1桩孔施工(制孔)阶段的技术要点

桩孔施工主要包括测量放样、护筒埋设、钻机安装、泥浆制备、测量复核、开钻制孔等工序。在施工准备阶段首先应做好清理与平整场地的前期工作，确保搭设的工作平台足够坚固、稳定，一方面可以承受施工作业时所有静货负载，另一方面又必须给施工设备的进出预留充足空间。在桩位测量放样与护筒埋设上，首先由技术员放出桩位中心点，然后施工队拉好护桩线。设置的护桩位置需做到不妨碍机械运作，以免造成护桩的破坏；对于护筒埋设，护筒内径通常比桩径大0.2 m～0.4 m为宜，埋置深度在粘性土地质条件下不小于1 m，砂类土地质条件下不小于2 m。护筒中心的偏差应不大于5 cm，倾斜度不大于1%。至于泥浆制备，根据配比经验，一般地质条件下泥浆性能指标可采用表1标准。

表1　泥浆性能指标

以上配比仅就一般情况而言，如遇特殊地质条件应根据现场情况加以斟酌，灵活调整。此外，在开钻前还应对钻头直径、钻机安装的位置进行检查，确保钻头中心与桩中心尽可能位于同一竖直线，两者偏差应小于20 mm。开始钻进时要低挡慢进，钻进过程中应根据地质土层的情况，采用不同的方式与钻速，如遇到淤泥、细砂、粉砂等土层时钻速需予以减慢，而当遇到圆砾土、卵石土、含粘性土砾石土层时不仅应减慢钻速，还需要加大泥浆比重。当钻孔达设计高程时，应将钻头提离孔底5 cm～10 cm并保持转盘匀速旋转，让泥浆继续保持循环直至泥浆中基本无钻渣时方可停机检孔。

2.2钢筋笼制作、安装技术要点

在钢筋笼制作环节，需要根据《公路工程质量检验评定标准》中规定的钢筋笼制作允许偏差进行制作(见表2)。

表2　钢筋笼制作允许偏差

当采用挤压或机械进行接头连接时，应先行给予工艺评定，并在施工时通过现场取样试验的方式确保接头的可靠性。在焊接吊筋时，需要用测定的护筒顶标高对吊筋的长度进行反复核对，同时应将钢筋笼中心平面与桩中心偏差保持在20 mm内，骨架顶端高程误差范围控制在±20 mm之间。制作钢筋笼保护层时，可在钢筋笼外侧设置2 m一组、高度不小于6 mm的耳环筋。为使在钢筋笼下放过程中尽量不刮伤孔壁，通常需要设计制作一些垫块，用以减小对孔壁的刮伤程度，同时也可以使钢筋笼保护层显得更为均匀。图1，图2分别是粗绘的钢筋笼下放过程中配套的圆形垫块大样和中心偏差示意图。

2.3水下混凝土灌注技术要点

在水下混凝土灌注时，为保证成桩质量，需要对导管先行水密承压和接头抗拉试验，确保采用的φ200 mm～φ300 mm的钢导管牢固可靠，另外，还需控制好桩孔底到导管底的间距，一般在30 cm～40 cm之间。

灌注混凝土过程中，宜将导管埋深控制在2 m～4 m区间并用测绳保持对孔内混凝土面位置的随时检测，以便及时、准确调整导管埋深。为保证桩头混凝土质量，实际浇筑的混凝土标高以大于设计值0.5 m以上为宜。此外，在灌注将近结束时，施工的技术要点在于避免导管内外压力差过小，导致混凝土顶升困难。可在施工时采用在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土的方式保持灌注工作的顺利进展。

3　钻孔灌注桩施工中常见问题及质量控制措施

钻孔灌注桩施工涉及的工序、工艺相对复杂、技术要求较高且水下混凝土灌注的时间要求较短，因而工作量与工作强度较大，极易导致操作上的失误，造成质量病害。为此，必须在施工工艺、基础操作技能上多下功夫，通过对成孔、成桩过程常见问题产生原因的梳理分析，总结预防治理经验，为高标准、高质量地完成桩基施工任务保驾护航。

3.1桩孔孔壁坍塌问题

钻孔桩在成孔前后孔壁不同程度坍落的现象在施工中时有发生。如在成孔中，我们常会发现排出的泥浆不断出现气泡，又或护筒内的水位突然莫名下降，这些现象都是塌孔的征兆。原因分析：

1)施工操作不当；

2)护筒埋设深度不足；

3)成孔后待灌时间和灌注时间过长。

质量控制措施：严格按照施工要求开展钻孔作业，确保作业过程钻杆垂直、桩机稳定；遇松散易坍土层适当加大护筒埋深；成孔后尽量快速进行混凝土灌注，控制待灌时间在3 h以内。

3.2掉钻或卡钻问题

针对掉钻、卡钻这一问题的原因分析如下：

1)钻杆安装接头紧密性不足，导致结构安装不牢；

2)钻头和滑丝接触不良。

质量控制措施：加强钢丝线、钻杆、钻机等零部件的定期检查维护，对发现破旧磨损的零件，及时进行更换。此外，发生卡钻时应防止强行拉扯钻头导致空打，掉钻后可选择打捞叉、偏勾等专业工具进行打捞或安排专业技术人员处理。

3.3桩孔局部缩径问题

产生桩孔局部缩径的原因主要有：

1)泥浆失水量大引起的桩体周围土层膨胀；

2)邻桩施工间距和时间间隔不当；

3)钻头直径磨损过大。

质量防治措施：首先应采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度，降低失水量；对设计桩距小于4 m距离的，新桩孔可采用跳隔法进行施工或延长开钻时间；对钻头直径磨损过大造成的问题考虑选用双导正环保径的笼状钻头，同时采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径，一旦扫通清孔后及时进行混凝土灌注。

3.4孔底沉渣过多问题

针对施工中的这一质量病害，笔者根据多年实践经验总结主要原因与防治措施如下：

1)泥浆过稀，清孔未净；

2)钢筋笼吊放未能垂直对中，导致碰刮孔壁泥土坍落孔底；

3)清孔后待灌时间太长，引发泥浆沉淀。

质量防治措施：采用优质泥浆清孔，成孔后将钻头提离孔底10 cm～20 cm，维持慢速空转且循环清孔时间大于30 min；保持钢筋笼垂直缓放入孔，避免对孔壁造成伤害；清孔完毕后迅速进行混凝土灌注，灌注时确保导管底端埋入混凝土面以下1 m深，以利用混凝土的冲击力冲刷孔底残留沉渣。

3.5钢筋笼上浮问题

引起钢筋笼上浮的原因主要有：

1)钢筋笼初始放置位置不适；

2)混凝土流动性过小且导管在混凝土中埋深过大导致钢筋笼被混凝土顶托上浮；

3)提升导管过猛，而混凝土下沉过快，瞬间反冲力促使钢筋笼上浮；

4)制作的钢筋笼质量欠佳且吊装不当造成变形等因素。

控制措施有：在确保放置钢筋笼的初始位置准确无误的同时确认其与孔口固定的牢固程度；通过添加缓凝剂或缩短混凝土浇灌时间的方法防止混凝土顶层进入钢筋笼时的流动性；针对反冲力造成的上浮现象，应注意计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，根据现场情况随时停止混凝土浇灌，通过缓慢提升导管的方式进行施工。除此之外，亦应对钢筋笼加工、组装的精度进行严格要求，沉放钢筋笼时，要对轴向准确度等进行确认，无误后再进行吊放。

3.6断桩问题

断桩是指混凝土凝固后不连续，中间被钻孔使用的冲洗液等疏松体及泥土充填的间断桩。产生断桩原因主要为：

1)使用坍落度损失大的配合比；

2)浇灌过程不连续。

防治措施：对使用的混凝土配合比必须进行试配和计算，严格按有关规范要求执行，确保混凝土具有良好的和易性、流动度；针对浇灌过程不连续的问题，要求灌注过程快速连续，灌注过程严防埋管、卡管及其他情况的出现。

4　结语

影响钻孔灌注桩施工质量的人为因素较多，为避免各类特大事故的发生，应以系统工程的理念对施工过程展开全面管理，确保钻孔灌注桩的成桩质量，为公路桥梁整体施工质量的提高做好基础性的工作。

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[3]杨如华.公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制的对策[J].交通标准化，2013(12)：96-98.The construction technology and common problems control of highway bridge bored pile

Bai Xinquan

(ShanxiYuanfangRoadandBridge(Group)LimitedLiabilityCompany,Datong037006,China)

This paper introduced the construction characteristics of highway bridge bored pile, from the pile hole construction, steel reinforcement cage fabrication, underwater concrete pouring and other aspects, elaborated the construction technology point of bored pile, and put forward corresponding quality control measures aiming at the common problems in bored pile construction.

bored pile, bridge, construction technology, quality control

1009-6825(2016)19-0163-03

2016-04-22

白新权(1975- )，男，工程师

U443.154

A