浅述钻孔灌注桩的施工工艺与质量控制

浅述钻孔灌注桩的施工工艺与质量控制
1.施工准备及施工中应注意的问题
1.1施工准备
召开技术交底大会，明确施工人员的岗位职责和要求，熟悉现场情况和桩位、桩径、桩长、标高等；平整场地清理杂物，准备好各种施工原材料，检查各项操作设备的试运转正常；采用全站仪和水准仪测量定位，用极坐标法进行桩位放样；夯实施工平台。

1.2钻孔施工中应注意的问题
根据孔位的地质条件，选用合适的钻机型号及钻头；采取减压钻进施工方法，孔底承受的钻压不超过钻杆、钻头和压块重量之和的60%，以减少斜孔、弯孔和扩孔现象；保持钻孔的连续性，因故停钻时应将钻头提升至孔外以防埋钻；发现塌孔、进尺异常等异常情况时应查明原因和位置，及时采取相应对策；掉钻落物应及时打捞；孔内泥浆高度应比江水位或地下水位高出2m。

2.钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制
2.1 埋设护筒
护筒内径应大于桩径200～400mm，埋设深度依据桥梁的相关设计要求或桩位的水文地质特征确定。

在埋设时护筒中心线应和桩中心线重合，平面允许误差小于50mm，竖直线的倾斜度要小于1%。

在旱地或者筑捣处应该选用挖坑埋设的方法，并且护筒底部与周围所填充的粘土要夯实，护筒宜超出地面300mm。

2.2 制浆、钻孔
为了防止坍孔，稳定孔内水位和便于挟带钻渣，在钻孔过程中选用由水、粘土与添加剂按一定的比例混合而成的泥浆进行护壁。

钻孔时要先明确与定位开孔的具体方位，在开钻时应慢慢钻进去，与此同时还要开动泥浆泵进行循环，等到泥浆混合均匀后方可进行钻进。

钻进中要注意控制进尺的速度，尤其是在护筒的底部，要选用低档慢速钻进，等导向部分与钻头一并进入地层后这时可选取快速钻进的方法。

对于钻孔的排渣、出土以及因故需停钻时一定要注意使孔内维持到所要求的水位与泥浆密度数值之处。

当所有的准备工作完成钻机到位后，钻孔工作就可以实施了。

在钻孔时，钻机应该保持平稳状态。

在钻进的过程中，应该按照成孔的具体规定进行钻机速率的有效控制。

如果钻头是从较硬地段向较软地层进入时可以使钻进的速度加快，相反的话，则要减缓钻进的速率。

旋挖钻孔选用的是切削、提升上屑的原理，这与我们平常碰到的回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升方式有着天壤之别。

旋挖钻孔主要是通过钻斗将孔底原状土切削成条状后装入钻斗内提升出土，而且底部面比较平缓。

钻斗设计标高对土的干扰性比较不明显，没有聚淤漏斗，因而要强化稳定液的管理，严格把控固相的含量，增强粘着度，避免迅速沉淀，此外，还应调整钻孔前两钻斗的旋挖量。

在进行具体钻孔过程中，要按照当地的地理条件，选择适宜的钻孔方法。

当地质条件为比较稳定的底层时，可以选择干式或者清水钻进的程序，不必用泥浆进行护壁处理，直接用钻孔钻到所规定的深度就可完成。

当处在较为坍塌、松散或腐殖质含量高等地质条件稳定但却不是很理想的地层段时，采用泥浆进行护壁是必不可少的中心环节，以此来提升孔壁的稳定性能，以便进行更好的钻进工作。

钻孔工作全部结束时一定要对钻孔质量进行细致严格的检查，与所规定的要求相吻合后方可进行后续工作的开展。

2.3 清孔
仔细检查钻孔的深度、孔深、孔径是否达到规定的要求与标准，达标后才能进行下一步的清孔工作。

清孔的方式是各式各样的，如换浆法、抽浆法、抽渣法、空压机喷射法等，但不管选用何种方式，一定要重视孔内水头，避免出现塌孔现象。

值得重视的一点是在清孔中不能采用加深钻孔的方法进行清孔，而且在清孔后要从孔底抽提出泥浆试样进行泥浆性能指标的初步试验。

2.4 钢筋笼的制作、吊装
钢筋骨架的制作要满足一定的设计理念，长骨架应该分段进行制作，分段的具体长度要按照运输与吊装条件加以确定，接头处应该相互交错。

在骨架的外侧要设置一定厚度的垫块加以保护，间距竖向应控制在2m 左右，横向四周应多于四处，骨架的顶端要安装吊环，钢筋制作与吊装组装要达标。

变截面桩钢筋骨架吊放根据设计相关要求进行施工。

2.5 导管安装
导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应，安装前先对导管的水密承压与接头抗拉部位进行试验。

在进行水密试验时水压应大于孔内水深1.3倍的压力，而且也不能小于导管壁与焊缝所承载灌注混凝土最大内压力的 1.3 倍。

2.6砼浇筑及其质量控制
首批混凝土满足埋深要求的同时可适当增加一点水泥量及含砂量，以保证其和易性和流动性，使以后浇入的混凝土容易顶升；若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需的时间，则首批混凝土中还得掺入缓凝剂。

施工中要经常检测混凝土的坍落度，并使之控制在180～200mm的范围内。

浇筑过程中，导管的埋深在200～600mm。

埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷入混凝土形成夹泥；过大则使混凝土不易流出顶升，还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞，减小桩的有效直径；亦可造成近导管处混凝土面高，远导管处混凝土面低，从而混凝土先顶升再水平扩散，出现死角区，使泥浆和混凝土混合物填实在死角区，造成钢筋的握裹力不足。

每次下料后都应准确测定混凝土面的上升高度，计算导管埋深，从而确定导管拆卸的节数，做好拆卸记录，防止导管拔出混凝土面而造成断桩。

在混凝土浇至钢筋笼位置时，应放慢混凝土浇筑速度，使导管有较大的埋深，待混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后，再提升导管口控制在最小埋深，使导管口高于钢筋笼底骨架一定距离继续灌注，防止钢筋笼被顶托上升。

当灌注将至设计位置时，由于导管外泥浆稠度增大，混凝土顶升困难，可用水冲法稀释泥浆，提高灌注落差，并适当加大埋深。

因为此时泥砂、部分拌和物及被首批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土的上面，测深无法反映混凝土顶面高度，容易造成误测，致使过早停浇。

3.钻孔灌注桩施工中的常见问题与解决方法
根据以往的工程实践了解到，对于桥梁基础钻孔灌注桩的施工中，我们常常会碰到桩孔偏斜、孔壁坍塌等难题。

结合这些问题的具体原因并针对这些问题提出了有效的解决方案。

3.1 孔壁坍落的原因与预防解决方案
3.1.1 造成孔壁坍落的主要因素：
①护壁泥浆比重不足，这达不到护壁的效果。

②成孔速率过快，在孔壁上还未形成泥膜，孔内水头高度不合理，降低了静水压力。

③护筒埋深位置不当，埋设在砂或粗砂层中。

④安放钢筋笼时触碰了孔壁，导致泥膜损坏等。

3.1.2 孔壁坍落的预防方法
在松散砂土或流砂中钻进时应选择优质的泥浆，控制进尺的速度。

当地下水位变化幅度大时可升高护筒、增大水头。

根据当地的地质特征确定成孔速度，在钢筋笼的绑扎、吊插与定位垫板的安装等过程中都要予以重视。

3.1.3 孔壁坍落的解决方案
出现坍塌时，首先要了解坍塌的具体方位，然后将砂和粘土混合物回填到坍孔1～2m以上，若坍孔较大，要全部回填，直至全部填充密实后方可继续钻孔。

3.2 桩孔偏斜的原因及预防解决方法
3.2.1 桩孔偏斜产生的原因
①钻杆弯曲或连接不到位，使得钻头与钻杆中心线不在一个中心轴上。

②钻孔时遇到较大的弧石等使得钻杆偏离原来的方位。

③钻头受阻力不均匀而导致的偏斜现象。

④地面不平或不均匀沉降导致钻机底座的偏斜。

3.2.2 桩孔偏斜的预防与解决方法
首先要使场地保持平整，钻架就位后要及时调整，使得钻盘与底座保持水平状态，要经常进行检查与调整。

其次初步探明地下障碍物的具体情况，并提前处理干净。

然后当遇到要从倾斜状的软硬土层钻进时，应严格控制进尺的速率。

最后要对钻杆、接头处进行仔细的检查，存在问题及时更换与调整，在桩孔偏斜部位吊住钻头，多方位重复扫孔，保持孔径竖直状态并回填粘土，待沉积密实后进行钻孔。

3.3 防止灌注过程中混凝土堵管的预防措施
安装灌注导管前派专人检查灌注导管是否存在孔洞和裂缝、接头是否封闭、厚度是否合格。

灌注导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验。

严格按照规范的要求进行混凝土的拌合、运输等，防止混凝土由于塌落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌合不均匀以及运输过程中离析等造成因混凝土本身质量问题而引起卡管事故的发生。

灌注混凝土前要仔细检查机械设备，并做好机械设备储备，防止混凝土灌注时间和在导管内停留的时间过长。

4.结束语
钻孔灌注桩的质量关系着市政桥梁的质量和人们的生活，而其施工过程都是隐蔽性工作，一旦钻孔灌注桩出现问题，将对桥梁产生极大的影响。

加强施工过程中各项施工工艺的质量控制，对于避免工程质量事故，提升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]高大永.市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术探讨[J].黑龙江科技信息，2011（32）.
[2]吴鉴，郑剑彪. 钻孔灌注桩技术在市政桥梁中的应用[J]. 中国建筑金属结构. 2013（06）。