浅谈路桥工程中钻孔灌注桩施工质量控制

浅谈路桥工程中钻孔灌注桩施工质量控制
李 颖1 孙伟民2

摘要：文章简述了钻孔灌注桩的含义及特点，并探讨了钻孔灌注的施工工艺及要点，以供参考。
关键词：路桥钻孔灌注桩桩基础
0引言
随着我国公路桥梁事业的发展，钻孔灌注桩作为桩基础中常见的一种基础形式，以其施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点，在桥梁工程中被广泛应用。然而由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性，很多因素(地质因素、钢筋笼的上浮、钻孔工艺、护壁、灌注、混凝土的配置等)会影响施工的质量，可能导致灌注中产生钻孔偏位、断桩、堵管、夹泥、蜂窝、孔壁塌陷等诸多质量问题。因此桥梁钻孔灌注桩的质量控制是保证施工质量的重中之重。
1、钻孔灌注桩的概述
1.1钻孔灌注桩的含义 在桩位处用机械钻孔形成桩孔，利用泥浆保护稳定孔壁，并通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。
1.2钻孔灌注桩的优点①桩身混凝土整体浇筑，没有接头，相对于需要接桩的管桩来说，桩长范围内没有明显的薄弱环节；②能适应复杂的地质条件，对有坚硬夹层的地质条件比管桩优势明显；③常用桩直径为φ600～φ2000，单桩承载力特征值范围为800～25000KN；通常框架结构可以采用单柱，承台体积与承台用钢量都比较小；④需配制钢筋笼时，按工作荷载要求布置，节约了钢材；⑤施工过程中无挤土、无振动、噪音小，对邻近建筑物及地下管线危害较小。
1.3钻孔灌注桩的局限性①不适用于有地下水的土层和淤泥质土；②单位承载力造价比管桩高；③桩身质量不易控制，容易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥的现象；桩入持力层深度比较难把握，不同的技术人员对土质判别可能会出现差别，还有清渣是否合格的问题，因此钻孔灌注桩比管桩的质量事故明显多；④桩身直径较大，孔底沉积物不易清除干净，影响端部承载力的充分发挥，因而单桩承载力变化较大，并造成较大沉降；⑤施工工期长，一条约20m深的钻孔灌注桩成桩需3天左右的时间；⑥由于施工工艺要求，需要专门设置泥浆池，在施工过程中不断地把事先调制好的泥浆灌入孔内稳定孔壁，而混杂着碎石碎土的泥浆从孔顶冒出，流入施工场地，如不及时处理将会对施工场地造成很大的污染。
2、施工工艺
2.1施工准备①确保人员资质过关。检查施工单位质量保证体系，管理体系；检查监理单位人员资质是否达到要求。②审查施工机械。成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应。③严格做好施工方案。前期工作除了人机进场、通水通电等基本条件外，更重要
的是做好施工组织、组织图纸会审及做好班组技术交底。④做好材料见证取样送检。
2.2桩测量定位 根据设计要求，采用经纬仪、水准仪定桩孔中心及标高，打入木桩标记。一般桩位由纵横轴线控制，桩位偏差要求不大于50mm。
2.3冲机就位 复核桩孔中心坐标，吊线检验冲锤中心是否与孔中心在一条垂直线上。冲机正确就位后，调整机台使之水平、稳固。
2.4护筒的埋设 护筒内径宜比桩径大20～40cm，且在护筒上、中、下端的外侧各焊一道加劲肋，在护筒的上口边缘开设溢浆口。护筒的埋设深度不小于1.5m，护筒顶端高出地下水位1.0～2.0m，同时高出施工地面0.3m。护筒埋设时必须注意保持护筒垂直，护筒中心线对正测量标定的桩中心线，偏差不得大于50mm，倾斜度偏差不大于1％。护筒调整到位并固定稳定后，周边用粘土均匀回填并分层夯实，以保证在钻孔过程中护筒稳定不下落以及周边不跑浆。钻进过程中应经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并及时处理。
2.5钻孔 钻孔过程中，首先必须控制好钻进速度。初期钻速不可太快，开孔时冲孔钻速度要慢，在覆盖层需减压钻进，泥浆指标变化情况要经常测试，为使钻进速度与泥浆排放量相适应，钻孔内泥浆浓度必须及时调整。密切注意地层变化，检查捞取的渣样，记录结果，若发现地质情况与设计地质剖面图不符，要及时通知工程技术部和监理工程师，以便提出应对措施。当遇到松散粉砂土或流砂时，应控制进尺速度，选用较大密度、粘度、胶体率的泥浆；采取减压钻进施工方法，以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象的出现，保证钻头对孔底施加的钻压不超过钻头和压块重量之和60％。为保证钻孔过程顺利进行，还应定期检查钻头尺寸，发现磨损过度后，应及时补焊或更换新的钻头。保证钻孔内护筒、桩架不得倾斜，
发现倾斜应及时调整。钻孔在达到设计桩底标高之后才能终孔，钻至预定深度时，应对孔深、孔径、倾斜度进行逐一检查，并以此作为终孔标高的依据。
2.6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一。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应在：黏度测定17—20min，含砂率＜6％；胶体率＞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。
2.7钢筋笼制作及安放钢筋笼 应根据设计尺寸及钻架允许起吊高度整节或分节制作，并应在清孔前制成，经检查合格后方可使用。分段骨架应确保不变形，接头应错开。为控制保护层应在钢筋笼外侧设置垫块，其间距竖向为2m，横向周围不得少于4处。如果钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，使得钢筋笼和孔壁的接触过于紧密，很容易造成钢筋笼上浮。因此应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在吊运过程中碰撞等因素引起的变形。钢筋笼吊放时，务必使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。安放钢筋笼时不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部。钢筋笼达到设计标高后，将其固定于孔口。
2.8水下混凝土灌注 钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度。因此，现场的配合比要随水泥品种、中粗砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
3、结语
由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，是最容易出现质量的一种基础形式，为了保证钻孔灌注桩成桩质量，在桥梁钻孔灌注桩的实际施工过程中，要严格按图纸进行施工和验收，发现问题及
时进行记录和排查，严格控制好施工中的每一道工序，采取有效的处理对策、措施预防冲孔桩事故，以保证施工质量。
 

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