关于桥梁钻孔灌注桩技术控制要点的若干探讨

    温演锐

    摘要：桥梁钻孔灌注桩作为一门成熟的技术工艺，在公路工程建设行业中已经为大家所熟悉所认识。但是，虽然作为一门常见的施工工艺，但由于其施工往往带有隐蔽性，对此，其成桩质量往往也带有不可预见性。对此，为了确保成桩质量，降低在钻孔灌注过程中因工人的操作不当而引起的人为事故，我们有必要对其成桩过程的各道工艺进行深入研究，仔细分析，从而在工艺控制上尽量做到“有的放矢”，有所侧重地进行过程控制，以确保桩基质量处于受控状态。

    关键词：桥梁；钻孔灌注桩；施工技术；工艺要求

    1 影响桩体质量的不当操作

    混凝土浇注施工中，若导管插入混凝土内过浅(<1.5m)，则成桩过程中混凝土的上升就不是顶升式的，而是摊铺式的，这时，泥浆、泥块就容易混入混凝土中，进而影响到桩身的质量。除此之外，若设计的桩身直径过小，则混凝土上翻时就会受到孔壁的限制，从而使桩体产生空洞、蜂窝缺陷。

    钻孔灌注桩的承载力主要表现为桩周摩阻力，而桩周摩阻力与孔壁形状和护壁质量密切相关。在施工过程中，孔壁的形状是由钻头旋转速度、钻杆下降速度和土质等因素决定的，泥浆性能(包括容重、黏度胶体率、砂率等指标) 愈好、高程越高，越能保护好护壁，其桩周摩阻力愈大，但施工难度加大，费用也相应提高。

    在钻孔成孔、拆除钻杆泥浆、停止循环至吊放钢筋笼、浇灌水下混凝土的全过程中，施工环节多，时间长，会在孔底淤积较厚的淤泥而影响成桩质量。静置的时间越长，淤积的淤泥越多。

    混凝土在水下浇灌的过程中，其流动性、初凝时间、黏聚性能会变得更差，若稍有疏忽，很容易产生空洞、蜂窝、离析、夹泥甚至断桩的质量缺陷。

    2 成桩质量的工艺控制

    2.1 成桩质量保证措施

    工程施工前，应先做2个以上的试验钻孔，通过检测钻孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标，用以核对所选设备、工艺方法是否符合技术要求。检测时，孔壁的稳定时间应≮12 h ，检测数目≮2 个。对一些重要工程，可视情况相应增加测径数量。

    护壁用的泥浆应满足护壁要求，液面需高于地下水位0.5m 以上，有条件时，以高于地下水位2m以上更好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大，则不仅护壁性能差，而且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲，当在黏土或亚黏土中成孔时，可注入清水以原土造浆护壁，控制排碴泥浆的相对密度在1.1～1.2之间;当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时， 应控制泥浆的相对密度在1.1～1.3之间;在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.3～1.5 之间。施工过程中，应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标，使浇注前孔底500mm内泥浆的相对密度≯1.25，含砂率≯4%，黏度≯28Pa·s。对一些直径<1m的小直径桩，即使在泥浆停止循环期间，也要使孔内保持合理的泥浆液面。

    在混凝土灌注前的一段时间里，须保证孔壁的稳定性，不能有缩颈或孔壁塌落现象发生。为保证孔底沉渣厚度达到规范的技术要求( 嵌岩桩≤50mm、摩擦桩≤150mm) ，以免影响桩的承载力，钻孔到设计持力层以后，要对泥浆进行循环稀释来降低相对密度，以清除泥浆中悬浮的砂子、石渣。除此之外，还要使用真空泵通过管道伸向桩底吸走端部沉渣，要求严格时，在安放钢筋笼后、下放导管之前仍要进行吸渣处理。

    吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔，不得有变形损坏。吊放后，先将钢筋笼在垂直位置上固定好，然后进行第二次清孔，检测孔底的淤泥厚度，符合规定后，于0.5 h 之内开始混凝土的灌注施工。

    使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0MPa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。

    钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。

    成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。

    2.2 成桩过程技术要点

    因为水下混凝土施工的隐蔽性强，很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量缺陷，因此，必须着重控制水下混凝土的浇注质量，包括选好原材料、做好配合比、改进工机具、严格按操作规程施工等方面。

    完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑，不宜过长;混凝土的浆体浓度要恰当，浇灌量不得低于设计值，不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。

    导管口距孔底要保持400mm 左右的距离，旋转时要精确测量，反复校核。当球塞被压出导管并灌下一定数量的混凝土后，应将导管缓慢下降100～200mm ，使灌注初期导管被混凝土埋入的深度尽可能加大，以保证底层的混凝土质量。

    在灌注过程中，要严格把握施工进度和时间，经常地略微提升导管，以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之间且不得<1m，每间隔15～20min ，要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。

    若施工过程中发生了混凝土堵塞导管的现象，一般是由于材料规格或配合比选取不当，或者是因为导管漏水漏浆导致管内混凝土与管壁的摩擦力增大、流动性降低造成的，要分清原因有针对性地加以解决，切不要无控制地靠提管消除堵塞。

    结束语:

    综上所述，要确保一根桩基的顺利完成，其过程是繁琐的，但并不是复杂的，只要我们从最开始的桩位放样、开孔钻进、清孔保浆，以及到后来的钢筋笼下放、水下砼灌注等各主要工序进行严格把关，严密控制，并根据规范及设计要求将各操作事项落到实处，相信生产出一根达到设计要求的桥梁桩基，也并不是一件困难的事情。

    参考文献

    [1]张涛.桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的分析与处治[J] 山西建筑 2005.

    [2]杨应波， 桥梁钻孔灌注桩施工质量控制方法 [J] 中国科技信息 2005.