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桥梁工程施工中的钻孔灌注桩技术宁朝阳

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：宁朝阳宁延勇王绍盛季昌伟

[导读] 摘要：近年来我国交通基础设施建设不断完善，适用于公路桥梁工程的施工技术也处于动态更新状态。

        济南通达公路工程有限公司山东济南 250200
        摘要：近年来我国交通基础设施建设不断完善，适用于公路桥梁工程的施工技术也处于动态更新状态。桥梁钻孔灌注桩施工技术以其操作简单、成本经济、承载力强、适用范围广等优势，被广泛应用于公路桥梁工程之中，但由于该技术的应用对桩体质量要求较高、加固处理难度较大，因此需明确掌握不同工艺流程及其技术要点，为桥梁工程整体施工质量提供保障。
        关键词：桥梁工程；钻孔灌注桩；施工技术
        1钻孔灌注桩在桥梁工程中施工技术的有效应用
        1.1施工前的准备
        施工准备工作为钻孔灌注桩施工技术的应用创设了前期保障，通常情况下施工准备工作包含以下要素：①优化和完善设计方案；②制作和检查施工图纸；③做好现场勘察；④施工原材料准备与质量检查；⑤检查施工设备；⑥制定质量和安全管理措施等。
        1.2护筒埋设
        在埋设护筒的过程中，需控制好护筒埋设深度和定位的准确性，通常钻孔灌注桩施工所采用的护筒均为带法兰的钢质护筒，在埋设时需做好测量定位，将偏差控制在5cm以内，并确保护筒顶面高出施工水位2m左右。在水下埋设护筒的过程中，可采用射水、自重和锤击等方法，使水下护筒沿导向管缓慢下沉至稳定深度位置。
        1.3开展钻孔施工
        在进行钻孔施工之前，应先做好相应的准备工作，科学配置钻孔泥浆，再进行施工现场地质勘查工作，充分了解施工区域的地质状况，根据实际情况控制钻进参数，确定钻进速度，以满足钻孔工序施工要求。合理安装和定位钻机，保持其位置的水平性和准确性，钻头中心需重合于桩径中心线。需检查好钻机，由监理工程师确认签字，之后再开展钻孔工作。实施钻孔施工时，应注意以下几点：
        第一，可根据工程实际需求来选择适宜的钻机钻头，确定钻头的焊接强度满足于施工要求后再进行施工，以免在施工过程中出现问题。如果钻头检查不合格，应及时处理，做好加固工作。第二，在实施钻孔灌注桩技术时，需要控制好钻孔的各项技术参数，基于工程地质勘查相关资料进行预判，设计科学的钻进参数，控制钻进速度，保障钻孔施工质量。第三，在进行钻进施工时，应合理控制泥浆的密度、黏度，可根据地质环境的变化进行相应的调整。第四，在钻进时，护筒内部水头要稳定，其内部水头和外部水头的相差值，应控制在1m以内。需有效管理泥浆，泥浆监测的间隔时间应当控制在3-4h之间。第五，在进行钻孔时，可选择连续性施工方式，泥浆的稠度要达到施工要求，控制好钻孔内的水位，以免出现钻孔坍塌状况。与此同时，还应控制孔底的钻压，不可过大，以免出现弯孔现象。在钻进施工的过程中，需要根据实际情况来补充适当的泥浆量，保障钻孔施工质量。
        1.4进行清孔工序
        在第一次清孔时，应控制好钻孔深度，不可低于5cm，可把钻头提高至距离孔底10-20cm处，空转时不进尺，清孔后泥浆的密度和黏度以及其含砂率都必须控制在规定范围内。完成第一次清孔后需要进行验收工作，合格后则实施钢筋笼入孔作业。完成钻孔工序后，应确保钻孔的深度、钻孔直径、钻孔的垂直度符合施工标准，由监理工程师进行验收，并填写终孔检查表，再进行清孔。清孔时应充分发挥掏渣筒的作用，清理干净孔内后，于孔底注射清水，控制孔内泥浆比重。
        1.5钢筋笼的设置
        在桥梁工程钻孔灌注桩施工过程中，钢筋笼主要采用分节制作方式，注意参考设计尺寸和钻架允许起吊高度。在制作钢筋笼时，需重点控制好分段骨架的稳定性，采取错开设置的方式进行接头处理，并将垫块设置在钢筋笼的外部，使垫块的保护范围涵盖钢筋笼的四周，同时将竖向距离控制在2m左右。为预防钢筋笼变形、上浮问题，施工单位应在制作钢筋笼的过程中针对加工和组装精度进行严格把控，确保钢筋笼中心与灌注桩中心重合，以防止钢筋笼晃动和碰撞孔壁，避免钢筋笼在吊运过程中受损变形。待钢筋笼所处位置与设计标高要求相符后，需要在孔口位置进行固定处理。

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        1.6混凝土灌注
        施工人员应以桩孔深度为依据进行混凝土灌注导管长度的设计，在导管使用前完成试拼和密封试验，确保导管的牢固性与施工要求相符。为防止在注浆环节出现堵管问题，需采取有效措施提升混凝土流动性，如按照3∶6∶1的水量在倒斗中加工混凝土，确保石料的含泥量不超过2%，将加水和出料的时间控制在1min以内，将混凝土的初凝时间控制在5h内，并通过在混凝土中添加一定量的缓凝剂适当延长混凝土的初凝时间。此外，在进行水下混凝土灌注的过程中，需将漏斗与导管上部相连，在接口位置设置隔水球，待漏斗中混凝土饱和后将隔水球放开，使混凝土自然下落至钻孔底部。
        2常见质量问题及应对措施
        2.1塌孔
        钻孔灌注桩施工中，塌孔是常见质量问题。主要成因为：护筒埋设深度过浅，护筒周围没有封填夯实，出现漏水或漏浆现象。泥浆液面抬升高度不足，对孔壁的压力较小。泥浆配合比不合理，难以发挥护壁作用。孔内水流速度过大，甚至冲刷孔壁，导致塌孔现象发生。为防止塌孔，有必要增大护筒埋设深度，按要求填筑护筒周围土壤，并夯实，或重新钻孔。优化泥浆配合比设计，提高泥浆面。如果塌孔严重，需回填砂石黏土混合物至坍塌位置以上1.5m，碾压回填层，确保结构稳定后再重新钻孔。此外还要加强钻孔过程检测，详细掌握现场实际情况，做好监控工作。
        2.2卡钻
        卡钻的主要成因是：钻孔形状不合理，存在较大偏差；塌孔后，石块卡住钻头；钢护筒发生倾斜，或钢护筒下端受钻头撞击，出现变形现象；下钻时用力过猛，钻头倾斜，甚至卡在孔壁。为防止卡钻，当钻头出现向下可活动的情况时，需上下提动钻头，并用钢丝绳左右拔移、旋转钻头。卡钻时不得强制将钻头提起，如果轻提钻头不动，则采用冲、吸方式，让钻头周边的钻渣松动，再提起钻头。严格控制钻孔下钻速度，不得过快。钻进过程还要保证护筒垂直，防止倾斜，避免卡钻。
        2.3桩身倾斜
        导致桩身倾斜的主要原因是：地面不平整，地层处理不到位，软硬不均匀。钻头过度磨损，且未得到及时修复或更换，钻头提升过程不平稳。为避免出现桩身倾斜现象，保证灌注桩施工质量，施工前要将地面垫平、压实，确保钻进时周围地层稳固，提升钻孔施工效果。钻进过程中，如果桩身倾斜角度过大，可回填砂石，然后重新钻进。要反复扫孔，合理调整钻头转向装置，保证钻头提升过程平稳。如果钻头过度磨损，需及时修复。
        2.4包砂夹泥
        钻孔灌注桩施工时，桩身位于厚砂层，提升和卸载导管时带出混凝土，孔壁出现脱落现象，混凝土塌落度不符合要求等，这些原因都会导致包砂夹泥现象发生。为避免发生包砂夹泥现象，灌注混凝土时要做好测量工作，一般每隔3m测量一次混凝土面上升的高度，每段桩体充盈系数保持在1.1～1.2之间。提升和卸载导管时，要缓慢进行，以降低速度，减少振动幅度。此外，还要将混凝土塌落度控制在18～20cm之间。
        结束语：
        桥梁钻孔灌注桩施工中，通过严格遵循工艺流程，加强每道工序质量控制，预防卡管、塌孔、倾斜等质量问题发生。不仅顺利完成施工任务，还取得良好效果。施工任务完成后，经过检测各项指标合格，整个工程质量评定等级为合格。同时还降低了养护维修费用，为桥梁工程后续施工创造便利，对提升桥梁工程建设质量和效益也具有积极作用。
        参考文献：
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        [3]王峰娟.公路工程沥青路面施工技术与质量控制策略[J].交通标准化，2014（8）：39-41.
        [4]高志强.全套管钻孔桩成套技术及其在复杂地层环境中的应用[J].长江工程职业技术学院学报，2018（2）：22-24.