桥梁桩基施工技术与施工中常见问题及处理对策

桥梁桩基施工技术与施工中常见问题及处理对策
发表时间：2018-03-30T10:57:33.340Z 来源：《防护工程》2017年第34期作者：王明华
[导读] 桥梁桩基施工是桥梁工程中的重要环节，施工质量直接影响整个桥梁工程。

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摘要：桥梁桩基的设计是一个十分繁琐和复杂的过程，也是桥梁建设过程中最为基础的工作，在设计中要考虑多种因素，通过对这些因素进行综合的分析与设计，才能得出合理科学的桩基设计方案，简述桩基设计与施工，以及施工过程中的问题及防治措施。

关键词：公路桥梁桩基施工设计施工技术探讨问题
前言
桥梁桩基施工是桥梁工程中的重要环节，施工质量直接影响整个桥梁工程，因此在进行设计，施工时候要注意桥梁建设的安全性、可靠性、耐久性等，也对桥梁桩基施工技术进行进一步分析。

1. 桩型选择原则
按桥梁上部结构传递给桩基础的荷载大小，确定单桩承载能力，确定选择桩的类型和施工方法，然后根据桥位的工程地质条件、地下水位和持力层的深度，比较不同桩基础结构的承载力和经济指标，确定选择桩的类型。

总之在选择桩型时，要考虑桩基础的施工工艺，地形、
工程地质条件，施工机械设备，造价以及工期等进行综合性研究分析，最后选择经济合理、安全实用的桩型。

2. 桥梁桩基常见施工技术
2.1 采取合理的桩基配筋布置：理论上基桩的各个截面的配筋需根据桩基内力进行统一的计算和布置。

可采用有可靠依据的方法对桩基内力进行计算。

在进行计算中，需要考虑桩身弯矩的主要特点：弯矩分布规律近于一条自顶向下衰减的波形曲线，且衰减很快；桩身最大弯矩发生在第一个非完整波形内，一般在地面以下约3m位置；桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小，可以忽略不计，其下桩身主要起传递竖向力作用；第一个弯矩零点位置在桩入土深度h=4/ah处。

钢筋布置方式在实际的设计中主要有两种：（1）配筋依据为最大弯矩处。

从桩的上部到最大弯矩处下一定锚固长位置，减少一半的筋比，伸至弯矩为零下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。

（2）将基桩主筋一半部分一直伸到桩底。

从桩体受力和节省工程费用以及发生事故处理的难度来看，前一种更合理。

由于桩基较长一段不设钢筋，比后者节省了部分钢筋；底部断桩时，钢筋在笼拔后，可原孔再钻，减少扁担桩的发生机率。

但是第二种配筋方式可以减小施工难度，桩基灌注混凝土时，钢筋笼的定位是十分重要的，钢筋布置到桩底，易于固定钢筋笼。

2.2 钻孔灌注桩施工方法：钻孔灌注桩施工工序为：平整场地、埋设护筒、泥浆制备、定位安装钻机、钻进成孔、清孔、下放筋笼、水下混凝土灌注。

用推土机或挖机将施工场地整平并压实。

利用全站仪将桩位确定，标示出来，并进行护筒埋设，护筒一般由钢板卷制而成，护筒直径一般要比桩的直径大200~400mm左右，长度也可根据具体地质情况而定，一般为2.0m，埋设的护筒应高出原地面30cm左右，护筒四周要用粘土分层回填并夯实，避免地面水渗入孔内，造成护筒根部坍塌。

2.3 人工挖孔灌注桩：人工挖桩桩孔开挖一般采取由上到下逐层开挖的方式，挖土顺序为先中间后周边的作业顺序，截面大小一般根据按照超过设计桩径20cm左右控制。

人工挖孔过程中，需要使孔壁壁面凹凸不平，以增加桩的摩擦力。

施工过程中对于孔位中心、顶面位置以及孔倾斜度严格按照要求进行控制。

护壁的施工一般针对土质相对松软而且易于透水的情况下，现阶段人工挖孔桩的护壁大多采用现浇模注混凝土护壁。

钢筋笼骨架宜制作成整体，以便于一次吊装就位。

如果孔深较大的桩基则需要通过现场焊接的方式。

对于水泥混凝土的拌合，一般采用集中拌合或者商品混凝土的方式，通过罐车运输，泵送混凝土施工作业，采取插入式振捣器进行振捣。

人工挖孔桩必须注意施工安全措施，人工挖孔安全措施并制定详细的防坍塌安全技术措施，做好桩孔口的防护设施，防止地表水进入孔内，同时必须做好孔内通风处理，确保施工操作人员的安全，下孔操作施工人员应该戴好安全帽，根据工程实际特点制定安全应急预案，以做到险情发生及时进行相关的处理。

3. 桩基钻孔施工中的问题与对策
3.1 坍孔：坍孔出现的主要特点是水位不稳定，忽高忽低，并且伴有水泡从孔里冒出，钻机负荷明显增加，出渣率增加，但是进度增加缓慢，坍孔形成原因主要是泥浆性能不符合施工要求、施工器械碰撞壁孔、孔内水注入不及时。

如果发现桥梁桩基钻孔过程中出现坍孔的问题，应首先确定坍孔的位置和查明其深浅，一般来说如果坍孔的深度
较深但情况不严重时，可用粘土回填，回填的位置应在坍孔处以上2-3 m，回填时应增加泥浆含量，改善泥浆的性能，注意缓慢钻进。

如果坍孔深度深且情况严重，则应首先以砂类土将孔进行回填，另外也可粘质土掺水泥作为回填材料，水泥的含量在5％-8％以内，应待回填材料稳定后再开钻。

如果坍孔情况不严重且深度较浅，可加深护筒，将护筒内的填土夯实，重新开钻。

3.2 斜孔：斜孔的成因一般是由于地质松软不均、岩石面倾斜、钻架出现移位或者是因为钻头遇到探头石等造成的。

钻孔时检查钻盘本身或者和钢丝绳是否垂直，孔口区域的钻杆或钢丝绳的施工位置是否准确。

如果施工过程中发生误差及时调整。

如果出现斜孔，一般采用的方式是反复扫孔，矫正钻孔。

如果偏斜严重时，那么就填粘质土，采用回旋钻成孔的方式，或者采用加片石冲击钻成孔的方式，结实稳定后再开钻。

3.3 扩孔：扩孔主要是孔壁坍塌和钻杆摆动幅度过大造成的。

目前尚没有解决扩孔问题的理想对策，只能通过减小钻机拍动来控制扩孔的频率。

3.4缩孔：:缩孔通常主要是由于膨胀土、泥质页岩、软塑土、等不密
实的地质施工产生的，钻头磨损大但孔径变小。

缩孔产生后，排查缩孔原因。

假如是钻头磨损造成的缩孔原因，那样就对钻头进行处理，诸如补焊或者直接加大钻头。

3.5卡钻：卡钻经常性的冲孔时，可能是因为形成了梅花孔、十字孔或者冲锤磨损但为补焊，或者是因为钻孔变小而新钻过大、冲锤歪斜、遇到探头石等原因卡钻锤不能强提。

可以用小锤冲击致使卡锤周围的钻渣活动后提出。

4. 桩基清孔中的问题
桩基清孔容易产生塌孔。

桩基清孔换浆过快就容易发生塌孔，是因为泥浆相对密度快速变化造成的，假如桩基施工发生塌孔，必须根据塌孔的特点以及塌空危害程度采取处理。

倘若塌孔严重，此孔就填孔重新钻孔；泥浆含砂率和沉渣过大都是因为清孔时水加的太快、太多且换浆时没迅速捞渣，没有使用二级以上的沉渣池也是众多原因之一。

含砂率和沉渣都过大时加大泥浆的相对密度然后继续清孔，一边清理一边捞渣，等含砂率符合标准时再把泥浆标准调到符合要求。

5. 桩基混凝土灌注中的问题
5.1 导管进水：第一批混凝土注入后导管进水，此时应该用吸泥机全部吸出，然后对导管进行处理重新灌注。

在施工灌注的中期，导管进水主因导管管口超出已灌混凝土表面产生的。

出现此情况可按顺序拔出导管，用吸泥机或者潜水泥浆泵将原灌注混凝土表面沉淀物吸走，把有底塞的导管压插入凝土表面2m以下，之后在无水导管中继续灌注，将导管上提这样灌注的混凝土冲破导管底塞流出。

5.2 导管堵塞：初灌导管堵管绝大多数是因为隔水硬球栓或者是硬柱
塞被卡住造成的。

初灌堵管时，使用长杆在管内疏导，或用振动器疏导、击打导管外侧，或自由落体震击，或使用钻杆配重冲击混凝土达到疏通。

5.3 坍孔特征和钻孔期间一样，使用测探仪或者测锤探测，探头测不到混凝土面高程就证实坍孔灌注坍成因为以下几种：（1）护筒脚漏水。

（2）潮汐区未有可用水头。

（3）地下水压反超孔内水压。

（4）孔内泥浆密度和粘度较低。

（5）孔口旁边出现堆放重物振动性器械。

倘若灌注坍塌，坍塌数量不大，可使用吸泥机吸出混凝土表面的泥土，倘若停止坍孔，恢复施工灌注。

如坍孔依然继续，那就将导管和钢筋骨架撤出，用粘土配5％-8％的水泥填满孔，孔位四周地层稳定后重新施工。

5.4 钢筋茏上升：混凝土冲出导管底后出现顶托力把钢筋笼上浮，这是灌注混凝土时钢筋笼上升的原因。

为了防止钢筋笼上浮，灌注混凝土之前前，应将钢筋笼的顶部焊接固定在牢固的物体上。

在一系列的灌注混凝土过程中，顶面距钢筋笼底部大约为1m时，应该降低施工的灌注速度。

如果混凝土面到达钢筋笼底4m以上时，把导上升，让导管下口高出钢筋笼底2m以上，之后才能继续正常速度灌注混凝土。

5.5 埋管：埋管常见愿意主要是导管埋置过深造成的。

避为了避免埋管事故，那样就必须严格遵守在混凝土灌注过程中埋管细则，严格把埋管深度控制在2-6 m之间。

倘若埋管出现事故，就要对此桩基进行全面处理。

5.6 埋钻：埋钻是钻孔中常见的且不易处理的故障，主要是由于孔壁塌陷造成的。

在岩溶地层钻孔，钻孔穿越的溶洞顶板较薄、埋深较浅时，由于冲程过大，砸击溶洞顶板就可能出现溶洞坍塌，地表下陷，施工不慎便会发生掩埋钻头的情况。

预防措施有：发现漏浆应及时提起钻头，向孔内补水注浆.保持水压力，采取相应措施，堵住漏浆；穿越溶洞时应改用小冲程钻进。

防止击垮溶洞顶板，并准备好拖拉设施。

系好滑车钢丝绳，做好钻机撤离准备。

结束语
桩基础是现代桥梁工程中常用的深基础形式，路桥梁桩基的施工环节多，工艺复杂，稍有不慎则会导致桩身承载力下降，严重时可能造成病桩、断桩等重大质量事故。

因此桥梁桩基施工不仅需要利用已有的先进科学技术，对施工中出现的问题及时进行处理，以避免工程质量事故的发生。

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