桥梁钻孔灌注桩施工简述

桥梁钻孔灌注桩施工简述

刘万荣张虎

刘万荣张虎

新疆巴州新华水利发电有限公司新疆库尔勒841000

摘要：钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土成为桩基础的一种工艺。在渠道引水工程中涉及跨区交通满足要求，桥梁基础是采用钻孔灌注桩基础，钻孔灌注桩施工质量优良与否起着决定性的作用。

1．施工概述

工程造孔采用反循环回转钻机，成孔方法为反循环法钻孔、清孔，原土造浆护壁。桩身混凝土强度等级为C25，采用1.0m3强制拌和站集中拌和，混凝土罐车运送至现场，垂直导管法直接灌注水下混凝土。

2．施工工艺

2.1钻孔灌注桩施工工艺程（如图1）。

2.2施工准备

1）熟悉桩基工程施工图及施工方案，收集工程地质与水文地质资料，对地质岩性及地下水做出统计对比。

2）掌握主要施工机械参数及其配套设备的技术性能。

3）施工场地做到三通一平，修建钻机工作平台；雨季施工时，应有足够的排水设施，其面积要满足吊放钢筋笼需要。

4）复核测量基准线，水准基点及桩位。

5）结合工程特点，制定相应应急措施。

2.3护筒埋设

护筒是保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作的辅助工具，起着保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头，以防止塌孔的作用。护筒直径比装孔直径大20～30cm左右，以便钻头的提升。护筒直径安装时，其中心线与桩位中心线偏差不大于50mm。护筒应埋设牢固密实，埋设深度在砂中不小于1.5m，在粘土中不小于1m，在护筒与坑壁之间用粘土分层夯实，以防漏水，护筒设有1～2个漏浆口，便于泥浆溢出流回泥浆池。进行回收和循环。

2.4钻机就位

在平整好的场地上铺设枕木，然后用水平尺校正，确认水平后进行钻机就位。钻机就位应准确、水平、稳固，确保在施工中不发生倾斜，移动。用水平尺检测转盘中心，十字交叉法检测转盘中心与桩位对正。

图1钻孔灌注桩施工工艺

2.5泥浆循环系统

护壁泥浆有原土造浆和人工造浆两种，可根据不同的施工条件进行选择，技术分析后选用，原土造浆工艺基本特点是造浆技术要求低，不需专门调配泥浆，节省施工费用，且完全能满足钻孔灌注桩这种短期成孔护壁的要求。因此本工程选用原土造浆工艺。

根据桩径及实际地形情况确定，泥浆比重为1.02～1.10g/cm3，粘度16～20Pa.s，含沙量≤4%。规划布置施工场地时，应考虑泥浆循环，排水、清渣系统的设置，以保证作业时泥浆循环系统畅通，污水排放彻底，钻渣清除顺利。

2.6钻孔

钻孔采用回旋式钻机反循环造孔。根据钻机移动和混凝土浇注方便的原则，结合工程现场实际条件及桩与桩之间距离等因素，采用跳打法（隔一打一）的施工顺序。

2.7终孔验收

成孔自检合格后，报请监理工程师进行终孔验收。验收标准为孔径偏差不大于10cm，孔斜不大于1％，孔径不小于设计孔径且允许偏差范围为±50～100mm.。

2.8清孔

常用的清孔方法有正循环清孔、泵吸反循环清孔和气举反循环清孔。常用的为反循环离心吸泥泵清孔法。在终孔后停止进尺，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣5min～15min左右，至使孔底钻渣彻底清除，清孔质量标准及检测器材（见表1）。这种方法具有清孔彻底且清孔时间快等优点。

表1清孔质量标准及检测方法

2.9钢筋笼制作及就位

钢筋笼在现场操作平台集中制作，按设计要求严格控制制作误差，并设置起吊点，起吊点设在加强箍筋部位。

考虑钢筋笼的整体刚度和起吊设备的高度，钢筋笼分节制作，每节长度一般为5.0～8.0m，待钢筋笼就位时，再依次将逐节连成整体。每节钢筋笼连接时采用搭接焊，接头错开，在同一截面上，钢筋接头数不超过总数的50％，单面焊接长度为10d。

按照设计要求本工程钢筋保护层采用Ф8钢筋，每隔2m做一组50mm的保护层，且均匀分布在同一截面的主筋上。

起吊钢筋笼时，吊点准确，保证垂直度，然后对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，避免碰撞孔壁，如遇阻碍，不能强行下放，查明原因并经过妥善处理后再继续下笼。

吊装钢筋笼时应符合下列操作要求：

1）钢筋笼吊放前进行垂直校正；

2）就位后钢筋笼顶底高程符合施工图纸规定，误差不得大于5cm；

3）灌注桩桩顶设有固定装置，就位后立即进行固定，防止上浮和下沉。

2.10水下混凝土灌注

2.10.1灌注桩混凝土配合比

按规范要求，水下混凝土必须具备良好的和易性和流动性。该配合比通过试验确定，其坍落度控制在18~22cm，和易性和流动性均较好。

2.10.2混凝土灌注方式

混凝土灌注采用直升导管法。导管采用螺纹连接，导管内径根据桩径、每小时灌注量及钢筋笼中间净宽等因素确定为Ф250mm，壁厚为8mm。导管连接应平直可靠，密封性好，拼接后进行冲水试验以检验导管的密封性，合格后才进行使用。

2.10.3水下混凝土灌注注意事项

1）导管底口距孔底高度以能放出隔水塞和混凝土为宜，一般控制在30～50cm。

2）首批混凝土灌注数量应能满足导管首次埋深不小于1m和填充导管底部的需要。

3）首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。

4）在混凝土灌注过程中，导管始终应埋在混凝土中，严禁将导管底端提出混凝土面。导管的埋置深度宜控制在2～6m。导管应勤提勤拆，一次提管拆管不得超过6m。应派专人测量导管埋深及管内外混凝土的高差，并填写详细的水下混凝土灌注记录。

5）混凝土面上升速度控制在2～4m/h，提升导管速度与混凝土浇筑速度相适宜。

6）混凝土灌注过程中，为防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底端1m左右时，应降低混凝土的灌注速度，并且将钢筋笼上端固定在孔口。当混凝土拌和物上升至骨架底端4m以上时，提升导管，使导管口高于钢筋笼底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。

7）混凝土浇注要求在混凝土初凝前完成。混凝土初凝时间由试验确定控制在8h～10h之间，完全能满足施工设计、技术要求。

8）灌注桩的桩顶标高应比设计高出0.5~1.0m，以保证混凝土强度。

9）混凝土灌注将近结束时，对混凝土的灌入量以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。

3．钻孔灌注桩施工过程中的常见质量问题及其处理

桩基质量取决于勘察、设计、施工等各种因素，某个环节稍有不慎，可能会造成质量事故。在实际工程施工中，由于施工技术、施工工艺、施工管理水平和人员素质的差异等因素往往容易出现各种质量问题。质量事故的分析与处理是否正确，直接影响到整个建筑物的安全使用，工程造价及工期等。

在灌注桩施工过程中，发生问题后，其本着“安全可靠，经济合理，施工期短，方法可靠”的原则，并获得监理、设计人员的批准后方可进行，同时对后续工程提出预防措施以防类似问题的再次发生。

过程中主要常见的质量问题及其处理方法：

1）在距孔底设计高程时，出现底层变化（若砂钙层等），给钻进带来很大困难，钻头跳动剧烈且无进尺。为防治塌孔增加泥浆比重，改用相同直径的冲击钻进行慢钻硬磨，会穿过砂钙层，获得进尺，顺利钻至设计孔深。

2）发生孔内坍塌，因塌孔较严重并进行了全部回填，待回填密实后再进行钻孔。

3）钻进时土层为混凝土块、石块等积渣物障碍，导致桩孔偏斜，对此校直办法采取吊住钻杆，对偏斜处上下反复扫孔，直至孔口校直。

4）孔底泥浆厚度大于30cm，采用清孔的办法应及时清除泥浆（不大于30cm）。

5．质量控制与检查

梁灌注桩在施工过程中，严格按照相关要求对孔深、孔位偏差、孔径偏差、孔斜率、淤泥厚度、泥浆指标、导管埋深、混凝土浇筑速度、浇筑质量以及接头管起拔等施工工序进行质量监控。并且对已完成的灌注桩，由监理单位组织业主、设计和施工单位共同对灌注桩混凝土质量进行检查。检查的目的是为了确定桩基在强度、完整性等方面是否满足设计要求，检查内容主要针对桩基的均匀性、密实性、连续性、有无缺陷及混凝土预留试件强度。

6．桩基的成桩检验

灌注桩施工结束28天后，按JGJ94有关规定，对桩体进行以下项目的检验和检测，并将检验和检测成果报送监理认可。

1）灌注桩混凝土的每份配合比均进行取样制模，钻孔灌注桩每根取一组样，每组3块；

2）现场灌注的水下混凝土取样检测其强度和密度，大直径钻孔灌注桩每根取一组，每组3块；

3）按照规范要求对灌注桩进行无破损检测。

参考文献：

[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

[2]《公路施工手册桥涵》第七章钻（挖）孔桩基础[M]

[3]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）

作者简介：

刘万荣，男，汉族，甘肃临洮，新疆巴州新华水电开发有限公司，工程师，主要从事工程技术质量管理工作。张虎，男，汉族，新疆，新疆巴州新华水电开发有限公司，工程师，主要从事工程技术质量管理工作。