1、1市政桥梁钻孔灌注桩施工技术探讨摘要：随着我国城市建设的飞速发展，城市的建筑物不断向高层发展，通过空间扩展创造更高的经济效益和社会效益。但正是由于建筑物高度的不断增加，以及城市对工程施工噪音的控制日趋严格等的影响，对市政桥梁工程施工的要求不断提升。钻孔灌注桩有其特有的承载力大、噪音低、对相邻建筑影响小、施工安全性好等诸多优点，在市政桥梁工程施工中得到极为广泛的应用。本文首先对钻孔灌注桩施工技术进行了概述，然后从三大方面详细阐述了市政桥梁钻孔灌注桩施工技术的要点，最后简要对市政桥梁施工中钻孔灌注桩施工的质量通病及防治对策做了探讨。 关键词：市政桥梁；钻孔灌注桩；混凝土；清孔；钢筋笼 Abstra
2、ct: with the rapid development of urban construction in our country, city to high-rise building development, through the space extension to create higher economic benefits and social benefits. But it is due to the increase of building height, and city of noise control engineering construction become
3、s more and more strict, the influence of the demand for municipal bridge construction. Bored piles has its unique large bearing capacity, low noise, small impact on the adjacent buildings, construction safety is good, and many other 2advantages, in the extremely widespread application in the municip
4、al bridge construction. This paper for the bored piles construction technology were summarized, and then from three aspects elaborated the city the main points of the bridge bored piles construction technology, and finally briefly to the municipal bridge construction in the construction of bored pil
5、es quality common fault and prevention countermeasures discussed. Key words: municipal bridge; Bored piles; Concrete; Hole cleaning; Reinforcing cage 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 一、钻孔灌注桩施工技术概述 桩基础是市政桥梁工程中应用非常广泛的一种基础形式。钢筋混凝土桩按照制作方式的不同可以分为预制桩和灌注桩。其中，灌注桩是在施工现场桩位直接制作而成的桩，它具有施工简便、工期短、机械化程度高、节省
6、钢材、木材及降低成本等特点。按照成孔方法的不同可以分为：钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩和爆扩桩。钻孔灌注桩因其无振动、无挤土、噪音小、对周围建筑物影响小等优点被广泛应用。但由于操作要求严格，不论哪个环节出现疏忽，都会引发缩颈、断桩等质量问题，轻则埋下质量隐患、影响进度，重则将给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，在钢筋混凝土钻孔灌注桩施工过程中，必须严格按规范和操作规程施工，对施工工艺严格控制，只3有这样才能保证钻孔灌注桩的施工质量。 二、钻孔灌注桩施工技术要点 （一）施工前的准备 1、钻孔灌注桩施工方案的审核 根据设计图纸、地质报告、现行规范标准以及现场勘查结果，审查
7、施工方案的编制依据、施工工艺流程、技术指标、安全措施等内容是否符合要求。同时还应审查施工方案中处置突发事件的应急预案是否符合要求。对于施工方案的审核应具有前瞻性，要善于提出问题、发现问题，避免在实施过程中处于被动境地。 2、根据施工方案检查施工准备情况 检查灌注桩使用水源，泥浆循环系统应设置沉淀池、泥浆池；导管应检查其出厂合格证并做水密性承压试验；灌注混凝土的料斗尺寸应与方案中初灌量的要求相符合；原材料应按规范要求严把质量关，杜绝不合格材料使用于工程；督促承包商按照一放二复的测量程序实施放样复核工作。确保桩位的偏差符合规范要求；钻机就位前，检查护筒埋设高度、位置是否满足设汁要求；钻机就位后，检
8、查其水平、稳固情况；钻杆应保持铅锤线，成孔时应适当抽检进、出泥浆指标，发现超标时及时调整；施工单位须配备专职记录人员，及时记录成孔过程中的各项参数，记录必须真实、准确。 （二）成桩技术要点 1、埋设护筒工序 设置护筒时，护筒内径应比桩径大 20cm40cm，护筒中心线应与桩4中心线重合，平面允许误差为 50mm，竖直线倾斜不大于 1%，旱地、筑捣处可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘土必须分层夯实，护筒宜高出地面 30cm(如桥梁建在水上，则护筒需高出水面 1.0m2.0m)，埋设深度应根据桥梁的具体设计要求或桩位的水文地质情况确定，通常应为2m4m。 2、钻孔 开始钻进时，进尺应适当控制，
9、在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下 1m 后，可按土质以正常速度钻进。如护简土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒人黏土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进在黏土中钻进，由于泥浆黏性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用尖底钻锥中等转速，大泵量，稀泥浆钻进。在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，低档慢速。大泵量稠泥浆钻进。在轻亚黏土或黏土夹卵，砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷而损坏，宜采用低档 慢速，优质泥浆，大泵量级钻进的方法钻进。 3、清孔 清孔的主要目的是
10、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。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5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：黏度测定 1720min；含砂率不大于 6；胶体率不小于 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
11、机械、工艺及穿越土层进行，配合比设计。 4、钢筋笼制作和吊放 钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。 在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成
12、坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。 5、二次清孔 由于完成吊装钢筋笼及导管之后，孔底会产生沉碴，需再进行第二6次清孔。其方法是利用导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉碴，从而达到清孔的目的。 （三）混凝土灌注施工技术要点 混凝土的配置应根据设计要求的混凝土强度由试验室根据现场材料等情况设计出混凝土配合比，然后按配合比的材料数量进行搅拌。水泥的初凝时间宜不少于 2.5
13、h，强度等级不宜低于 42.5，集料优先采用卵石，同时控制集料的最大粒径不大于导管内径的 1/61/8 和钢筋最小净距的1/4，同时不大于 40mm，细集料优先采用级配良好的中砂，另外混凝土的坍落度宜为 180mm220mm，水灰比宜为 0.50.6，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于 350kg，当掺减水剂或粉煤灰时不宜少于 300kg。 在桥梁工程进行混凝土灌注时，宜采用汽车泵送混凝土进行灌注。首批混凝土灌注正常后，应连续不断地进行灌注，严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土拌合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,使测深不准确。及时测量孔内混凝土高度，保持导管的合理
14、埋深。测量孔内混凝土面高度的次数一般不宜少于所用的导管节数，并在每次起升导管前，探测一次管内、外混凝土面高度，同时观察孔口返水情况，以正确地分析和判断孔内情况，并作好记录。 导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如果导管法兰卡挂钢筋笼，可转动导管，使其脱开钢筋笼后，移到钻孔中心，随着孔内混凝土的上升，需逐节(或两节)拆除导管。拆除导管的动作要快，时间不宜超过 15min，拆下的导管立即冲洗干净。为保证设计桩顶标高以下的混凝土强度和密实性，钻孔灌注桩实际灌注高度应比设计桩顶高出不7小于 1.0m。 三、市政桥梁钻孔灌注桩施工中常见质量通病及防治 （一）断桩 1、形成断桩原因分析 断桩是严
15、重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面： （1）灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。因此，必须严格按照规程用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。 （2）在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管
16、破裂而产生断桩。 （3）卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。 82、断桩处理的几种方法 （1）原位复桩 对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期
17、长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。 （2）接桩 确定接桩方案，首先对桩进行声测确定好混凝土的部位，挖至合格处利用人工凿毛，按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。 （3）桩芯凿井法 这种方法说起来容易做起来难，即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为 80cm 的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。 （二）偏斜孔 钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。 1、因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基
18、或加大钻机的支撑面积，而后，重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。 2、地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，尔后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）9将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于 20cm 的，静置 12h 后可以继续钻孔。孔中心偏差大于 20cm 的，应根据情况静置 2h 甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。 （三）缩孔 缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是 IL1.0
19、处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的原因，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。 结语 综上，钻孔灌注桩是一种桩基础中常见的形式，灌注桩基础以其施工方便、快速、占地少，且承载力更大、相邻干扰更小等优点在大量桥梁工程中得到普遍应用，施工技术已较为成熟。钻孔灌注桩属于隐蔽工程，加强施工过程的质量控制，对于避免工程质量事故，提升市政桥梁施工经济效益和社会效益具有重要的现实意义。 参考文献 1严亚文.公路桥梁工程钻孔灌注桩施工工艺J.民营科技，2009.8. 102钟家洲，张永辉.浅析路桥施工中钻孔灌注桩技术J.科技与生活，2011.2. 3刘建军.桥梁钻孔灌注桩施工工艺探讨J.黑龙江交通科技，2011.5.
