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公路桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制探析刘长杰

发表时间：2020/5/6 来源：《基层建设》2020年第2期作者：刘长杰

[导读] 摘要：钻孔灌注桩技术是桥梁施工中一项关键技术，具有施工便利、施工成本低等优点。但受工程性质、施工环境等因素影响，桥梁钻孔灌注桩施工质量较难控制。

        临沂市公路事业发展中心临沭县中心
        摘要：钻孔灌注桩技术是桥梁施工中一项关键技术，具有施工便利、施工成本低等优点。但受工程性质、施工环境等因素影响，桥梁钻孔灌注桩施工质量较难控制。为促进钻孔灌注桩施工技术在桥梁施工中的进一步应用，本文从钻孔灌注桩施工工艺、流程、质控要点等方面详细分析钻孔灌注桩施工技术在桥梁施工中的应用，以供行业参考借鉴。
        关键词：桥梁工程；钻孔灌注桩施工；质量控制
        引言
        基础设施建设的推进带来了公路桥梁建设数量的增多，各种形式的成桩设备与施工工艺的出现，极大地促进了公路桥梁建设领域的发展。钻孔灌注桩已有很长的应用历史，该技术可以在多种土质条件下应用，可根据实际需要制作符合要求的长度和直径的桩体结构，施工成本较低，并在该领域涌现出大批技术水平高、经验丰富的施工人员。钻孔灌注桩是目前的公路桥梁施工的主要技术，需要投入更多的精力进行研发。
        1公路桥梁施工中钻孔灌注桩质量问题
        1.1斜孔问题
        导致钻孔灌注桩施工时出现斜孔事故的主要原因有3点。1）施工人员在对钻机进行调试时，机器水平度没有控制好，导致出现偏差。2）钻机加固不牢，导致钻机牢固性没有得到保证，施工时产生移动，出现了斜孔问题[4]。3）施工现场的土壤质量（特别是坍落度指标）比较差，不符合施工要求。这是由于不合格的土壤容易产生土层松动，施工作业时因为钻机产生的振动导致土层不均匀下降，最后产生斜孔问题。解决斜孔事故的方法：施工时要对施工现场的土壤进行严格选择，如施工现场的土层具有少量的卵石及一定的黏性等特点，可采用反循环回转钻的成孔方式，此时成孔的直径一般为780～2800mm；如果施工现场土层具有粉砂土及含有卵石和土软岩等特点，可采用正循环回转钻的成孔方式，此时成孔的直径一般为780～2300mm。另外，要严格把控钻机的水平度，加固钻机基础，防止出现各种纵横向偏差。
        1.2桩孔缩颈现象
        桩孔缩颈在钻孔灌注桩施工中十分常见，主要发生在灌注水泥混凝土的过程中。桩孔缩颈会减少桩孔的断面尺寸，降低桩基础强度，严重影响施工质量。施工过程中可采取以下措施进行处治:1)选择高标号的水泥。水泥作为钻孔灌注桩水泥混凝土的重要原材料之一，对预防桩孔缩颈起到了重要的作用。一般常采用质量比较好的高标号水泥来预防桩孔缩颈，这主要可以减少水泥混凝土凝固过程中的失水情况。2)加大泥浆泵送量。为了防止成孔过程中水分渗入孔壁造成泥土膨胀引起缩颈，可以通过加大泥浆泵送量的方法，使孔壁形成一层泥皮，阻断水分，防止水分渗入，预防缩颈现象。
        1.3塌孔问题
        施工时，钻孔内水位下降，有水泡冒出，且出渣量不断加大，这种现象的发生就是塌孔[5]。出现塌孔的原因一般有4种。1）施工现场的地质条件和护壁条件不符合施工要求。2）没有及时补充泥浆。3）护筒和钻机密切相连，钻机施工时的振动导致护筒强烈振动进而引发塌孔。4）施工人员在下放钢笼时使孔壁受到严重碰撞进而诱发塌孔。解决塌孔问题的主要方法：作业时应特别注意泥浆的选择，尽量选择黏度和密度都比较大的泥浆，防止因土层太松软而产生塌孔。要密切注意施工时水流的变化，如果水流变化不正常就要及时对护筒进行加长处理，以防护筒内部水位过高出现塌孔。一旦发现护筒外部出现坍塌问题，应及时采取定位和测量的处理方式，确定护筒外部坍塌位置，并根据实际状况采取合理有效的应对措施。如果发现护筒内部出现坍塌现象，首先要对坍塌位置进行确定，然后再采用混合物回填的处理方式对护筒内部坍塌部分进行及时救援。在进行混合物回填时要特别注意，混合物的回填高度应比孔顶位置低（一般应低1.5m），如果整个工程的坍塌问题较为严重，应及时将工程中的所有钻孔进行回填。

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        2钻孔灌注桩施工技术
        2.1施工准备工作
        施工准备工作主要是对桩孔施工过程中所使用的机械设备、原材料，应配备的技术人员进行施工技术和安全交底等进行准备。1)施工前对图纸进行仔细阅读和审核，对施工现场进行细致勘测，并将结果与设计文件进行对比分析。2)检查施工设备的运行情况，进行维修保养，并确定其型号和数量符合施工要求。3)对现场施工技术人员和管理人员进行技术培训，技术交底，保证施工的正常和安全进行。4)严格控制进场原材料的质量，进行抽样检查，合格后方可进场使用。5)制定钻孔灌注桩专项施工方案，并进行科学合理的施工组织，以提高施工效率，节约施工成本。
        2.2清孔
        为有效清理沉渣，需要进行清孔施工，防止孔底沉渣严重导致灌注桩承载性能不合格。清孔的主要目的是保证泥浆具备较强的流动性，通过该动能对底部沉渣进行冲击，使内部砂粒、岩粒处在悬浮的状态，让泥浆胶体直接将沉渣带出孔，将内部沉渣全部清理干净，达到清孔与排渣的效果。泥浆黏度17～20min，含砂率小于6%，胶体率超过90%，施工前要在施工地区进行材料选取，使用专业的泥浆材料如高塑性黏土或者膨润土，选择正确的工艺、机械等，确定适宜的配合比，满足工程的质量要求。
        2.3护筒埋设
        进行护筒埋设操作有以下几方面目的:一是固定位置，二是隔开地面水，确保钻机孔内有一定高度的水位，以此增加孔内净水压力，起到稳定孔壁、防止坍孔的目的。根据护筒埋设技术标准，在选择护筒类型时，需根据具体的施工特点，主要是根据水位高低合理选择，例如当水位过高时，应该选择钢护筒，且要保证所设计钢护筒的直径不小于设计桩径，两者要有20～40cm的差距(是钢护筒直径大于桩径);在埋设时，将埋设深度控制在1．5m左右，不能低于1．5m，确保护筒中心与桩位重合，两者间误差不能大于10mm，护筒埋设完毕，经检验符合工程相关标准后再进行填土嵌固。为防止因回填不实而导致漏水的情况出现，应在土填完毕后进行夯实处理，确保护筒埋设质量。
        2.4制作和安装钢筋笼
        钢筋笼制作必须严格按照设计图纸要求进行，并进行严格的质量验收。钢筋笼的钢筋数量、总体结构必须与设计文件保持一致，严禁偷工减料。为了保证钢筋笼稳固，一般添加箍筋和十字钢筋提高钢筋笼的稳固性和强度。检查钢筋笼施工质量，重点检查钢筋笼的焊接质量和钢筋加工尺寸，合格后即可进行钢筋笼吊装施工。钢筋笼安装首先必须准确控制其安装位置，方可进行安装。钢筋笼应缓慢下放，防止钢筋碰撞造成变形或损坏孔壁。如在下放过程中遇到障碍，应立刻暂停并查找原因，及时解决。
        2.5灌注水下的混凝土前的泥浆制备
        水下混凝土灌注施工环节应根据需要进行泥浆制备施工，在第二次清孔达到设计标高尺寸后，按照钻杆原位进行第一次清孔施工，直到其孔口返浆比达到1.00～1.20；如果孔底沉渣厚度在50mm以下，应立即开始导管的沉放和钢筋笼的吊放施工；导管沉放时，仔细检查导管连接的稳定性，避免存在漏浆、漏气等不良反应而影响灌注施工质量。混凝土灌注开始前，应用导管开始二次清孔处理，保证孔口返浆比和沉渣厚度达标后方能开始后续的灌注施工。
        结语
        综上所述，在桥梁工程中，钻孔灌注桩施工是重要内容，钻孔桩施工质量直接影响整个工程的施工效果，为提升桥梁工程施工建设水平，在应用钻孔灌注桩技术施工时，需严格按照标准工艺流程、技术标准进行，并做好各施工环节的质量控制工作，根据工程特点提前制定应急预案，有效提升钻孔灌注桩施工技术应用效果，使钻孔灌注桩施工技术的应用价值得到充分发挥。
        参考文献
        [1]李提．钻孔灌注桩施工技术在公路桥梁施工中的应用分析［J］．居业，2019(02):68－69．
        [2]祝靖华.桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工技术分析[J].科技与企业，2014（15）：274.