1、钻孔灌注桩施工技术及质量控制摘要：本文探讨了桥梁施工中灌注桩的主要技术、施工工艺和质量控制等方面，为同行提供了参考和指引。 关键词：钻孔灌注桩；施工；质量控制 中图分类号：U443 文献标识码： A 在公路桥梁工程基础中，钻孔灌注桩具有施工简单、易操作、速度快、承载力大等优点，已被广泛应用。基础工程属于隐蔽工程，尤其钻孔桩基础技术含量高、影响因素多，稍有不慎，便会造成质量事故，因此在钻孔桩施工中，要加强对施工准备、钻孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等工序进行施工前、施工中的质量监控，采取切实可行的有效预防措施，保证钻孔灌注桩的成品质量。 1、 施工前的准备 1.1 施工组织设计 在工程开工前
2、，施工单位应于开工前向监理部报送施工组织设计，其中包含工序的施工方法、主要技术指标及具体控制措施。经监理工程师批准后方可进行施工。 1.2 测量定位 测量定位是整项工作的关键，关系到孔位的准确性，钻孔的垂直度及基准面的标高。各测量点采用光电测距仪进行闭合测定，并用混凝土固定安装防护标志。桩位测量采用全站仪测位法，在桩位测定前，要对所用的测量基点进行复核测设，符合要求方可使用该基点。桩位测定分为初测、复测，分别为埋设护筒前和埋设护筒后。复测合格后固定，作为钻机定位标志，然后用水准仪测定其护筒标高，经监理验收合格后方可进行下一步施工。 1.3 埋设护筒 钻孔灌注桩的孔口护筒具有固定桩位、钻孔导向、
3、保护孔口、防止孔口坍塌和隔离孔内外表层水的作用，也是控制定位、标高的基准点。在制作过程中要求坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便和能重复使用等功能。每根桩基施工前先埋设护筒，选用直径大于桩径 1020cm的钢制护筒，埋入土层深度以满足防止孔口塌陷为准，护筒四周缝隙用粘土回填并捣实，确保埋设护筒的稳定性。 1.4 钻机就位 钻机就位时，钻机定位要准确、水平、稳固，钻机转盘中心、钻架中心与护筒中心应为三点垂直线上，其允许偏差不大于 20mm。 2、施工技术及质量控制 2.1 钻孔 钻机定位后，钻头中心对准护筒中心点，应根据地层地质情况选择合理的钻进参数。一般情况下初钻孔时宜采用轻压慢转的方式，慢
4、速钻进，待穿过硬土层或不均匀土层后方可正常钻进，钻孔时应严格控制钻进速度，施工中正常钻进时的钻进速度宜控制在 6m/h 以内，避免造成埋钻，加接钻杆时应先停止钻进，将钻具稍提离孔底，待泥浆循环几分钟，然后停泵加接钻杆。临近终孔时要放慢钻速，及时排出钻屑，减少孔内沉渣。通过泥浆泵将循环池内的泥浆泵入钻杆内，从钻头返出，钻头切削土体形成的泥浆从钻杆与孔壁的环状间隙内上返至孔口，再通过立式排污泵或泥浆沟排入循环池，从而形成泥浆循环系统。现场备用立式排污泵。为避免影响相邻桩基的成桩质量，宜跳桩施工，相邻桩基的钻孔以满足相差 4 天或不少于 36 小时为适宜。成孔施工应一次不断地完成，不得无故停钻。 2
5、.2 清孔 清孔是钻孔灌注桩施工重要的一道工序，为了保证清孔质量，采用两次循环清孔。第一次清孔采用正循环清孔，当钻进达到设计标高时，将钻头提离孔底 150-200mm，开动泥浆泵用调制性能好的泥浆替换孔内泥浆与钻屑，进行正循环清孔，时间一般控制在 3060 分钟左右，孔底沉渣不超过 50mm。第二次先采用正循环清孔，视清孔结果，如达不到沉渣控制要求则进行反循环清孔。下好钢筋笼和导管后利用导管进行清孔，清孔时要把导管进行上下窜动，以便能将孔底周围的虚土清除干净。如采用反循环清孔，导管长度以不超过孔深 2/3 为宜，空压机选择以不小于 1.8m3 为宜。清孔后沉渣控制在不超过 50mm，用泥浆比重
6、仪和漏斗粘度计测定泥浆比重和粘度，清孔各项指标均符合要求后请监理方进行现场验收，合格后 30min 内进行水下混凝土的灌注工作，若超过 30min，要重新清孔达到要求后才能进行混凝土灌注。 为保证清孔后沉渣满足设计要求，在钻进将至终孔深度时，减缓钻进速度，使土层颗粒充分水化分散，为清孔的顺利进行，作好必要的前期准备。 2.3 钢筋笼制作质量和吊放 清孔完毕，经检查孔深、孔径和竖直度检查符合要求后，即进行钢筋笼施工。钢筋笼在岸上集中分节预制，孔口吊装准确定位后焊接成整体，钢筋笼制作由专职钢筋工和持证电焊工上岗操作，确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。为保证在运输过程中不变形，钢筋笼内用十字支撑加固
7、。钢筋笼用吊车吊入孔内，在孔口对焊接长，并保持上下节在一条轴线上。钢筋笼下到设计标高后，用悬挂器将其与护筒或平台连接牢固，防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。钢筋笼安装要认真对中，保证桩壁砼保护屋的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁，如放入困难，不得强行插入，应查明原因，排除阻力后再下入。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求。钢筋笼安装完毕，进行二次清孔。清孔后泥浆性能指针报现场监理工程师验收。2.4 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，使用快速接头灌注导管，导管下入孔内长度，应按导管下口号孔底的距离能顺利排出隔水塞和砼来计算其长度，离孔
8、底间距一般控制在 500mm 左右，下入孔内的导管每根都要认真仔细检查，清除丝扣上浮渣，检查“O”型密封圈是否完好，并在丝扣上新涂废油作进一步密封和润滑，使导管连接牢固顺直，接口严密不漏浆，同时还应控制以下几点： (1) 原材料。主要检查钢筋、水泥、石子、砂等主要原材料的质量。如水泥要进行标准稠度、凝结时间、抗压和抗折强度试验；钢筋要进行拉力、冷弯等实验；砂石要检测其级配、含泥量等。严格控制原材料质量，禁止不合格材料进场。如果采用商品混凝土，则需要认真核对水灰比，确保符合现场地质条件。 (2)混凝土初凝时间。一般混凝土初凝时间仅 35h，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为 57h，
9、因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于 8h. (3)混凝土的搅拌： 水泥、砂、碎石均进行过磅计量，并做好计量原始记录。原材料投入量允许偏差，但必须控制在“规范”以内，搅拌时间在 90s 以上，不宜过长或过短，以拌和均匀为好。 混凝土的搅拌应均匀、和易性要好，为防止灌注中发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，其塌落度满足设计规范及现场施工要求。砼的灌注应快速连续进行，避免中断。灌注前，必须充分做好准备工作，保证用电供应及各种机械设备的运转等均处于正常状态。混凝土的初灌量约 6m3。 (4)混凝土的灌注： 成孔准
10、备工作就绪后，即可开始灌注。 首批砼灌注。计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m 深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于 1m 深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于 1m 深。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，
11、是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。 桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确；应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除；导管的埋置深度应控制在 24m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过 15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具
12、等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。循环使用导管 48 次后应重新进行水密性试验。 在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。混凝土灌注中应防止钢筋笼上拱，砼面进行钢筋笼底端距 3m 左右，灌注应适度放慢。 为确保桩顶质量，砼的顶面高出设计标高不宜小于 0.5m，测定砼已达到上述要求后，方可停止灌注。 混凝土灌注速度。为提高混凝土的灌注质量，首先要在控制好混凝土的初凝时间，同时合理地加快混凝土的灌注速度。要提前做好混凝土灌注前的各项准备工作，在灌注过程中各道工序要紧密配合。 3 结语 由于钻孔灌注桩的特殊性和隐蔽性，其质量主要依靠事前控制和施工中控制，事后的检测和补救措施很难达到设计要求。因此要求施工人员应不断学习，更新施工技术和质量控制，并结合工程项目实际情况，制定出切实可行的、严谨的施工技术方案，确保工程能够顺利进行。 参考文献： 1 陈建新桥梁钻孔灌注桩施工中的问题及防治J 中南公路工程. 2004，(04) 2 刘荣海浅谈钻孔灌注桩的施工管理J 山西建筑. 2010，(19) 刘军：1970 年女满族辽宁义县人本科工程师从事公路桥梁修施工
