浅谈桥梁钻孔灌注桩施工过程中的质量控制及事故防范

摘要：由于钻孔灌注桩具有承载力高、施工简便、工艺成熟、成本适中、适用范围广等优点，已被广泛应用于土建、水电、交通等各种工程中。但由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，属于隐蔽工程，影响灌注桩施工质量的因素很多，如地质状况、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等，若稍有不慎或控制措施不严，就会产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。本文从钻孔和混凝土浇筑两个施工环节作了认真分析，对施工中可能出现的事故因素从理论上提出了科学的预防措施和处理方案。

关键词：钻孔灌注桩；施工；质量控制；事故处理

1 钻孔过程中的质量控制

1.1 选择钻孔机械

根据地质勘探报告的地质状况，进行综合评价分析，结合成孔机械的性能，选用成孔机械。

1.2 采取隔孔施工程序

钻孔混凝土灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身将对桩产生动压力，尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止塌孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

1.3 控制钻进速度

在砂土或回填堆积层钻进时，采用“慢速、小泵量、轻压、稠泥浆”钻进，以保持孔壁、防止坍孔；在粘土中钻进时，由于泥浆粘度大，钻头所受阻力大，宜用“中速、大泵量、常压、稀泥浆”钻进；在卵石、砾石层中钻进时，因土层紧密、坚硬，易引起钻具跳动、钻机（钻杆）摆动加大、钻孔偏斜等，宜采用“低速、大泵量、优质泥浆、轻压”钻进；在钻至基岩面时，因岩面有可能倾斜，宜“减压”钻进；在入岩一定深度后，则应改为“低速、大泵量、重压、稠泥浆”钻进。

1.4 合理选用护壁泥浆

在碎石土等松散土质易塌地层钻进时泥浆比重控制在1.5 左右，通过适当加大比重保证孔壁不塌孔；在一般地层、煤层和强中风化岩层钻进时泥浆比重控制在1.2左右。控制泥浆比重的同时要控制含砂率，含砂率过大时采取掺加粘土造浆，防止因含砂率过大导致泥皮过厚、沉渣过多和钻具磨损过快，避免发生质量事故。

1.5 确保桩身成孔垂直精度

为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

1.6 确保桩位和成孔深度

在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于 50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。

当钻进达到设计标高或达到设计要求地层时，应会同设计代表、监理工程师对孔深、孔位、孔径和孔形、土质类别、岩层的岩性进行检查、核对和判定，填写终孔检查证。在确认满足设计要求后方可终孔，进行下一道工序。

1.7 清孔质量控制

清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位以上1.5~2m，以防止钻孔塌陷。清孔分为两个阶段， 第一阶段在终孔后立即实施， 主要是防止沉渣过多并降低孔壁上泥渣的厚度。第二阶段是在下放钢筋笼和砼浇注导管安装完毕后进行，二次清孔完成后第一斗砼浇注必须在30分钟内进行。清孔后孔底的沉渣厚度和空中泥浆的比重是主要的质量控制目标，水下浇注砼之前孔底沉渣厚度不得大于100mm，清孔后的泥浆性能指标为：含砂率小于4%，相对密度1.05~1.2，粘度为17~20Pa・s。

2 钢筋笼制作和吊放质量控制

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。

3 混凝土灌注过程中的质量控制

3.1 砼配合比控制

在品种时优先考虑保水性较好的水泥(普通水泥、硅酸盐水泥)，细骨料选中砂(细度模数宜控制在2.4~2.8范围)，粗骨料宜选择5~40mm连续级配的卵石。坍落度控制在18~22cm，砂率在40%~45%之间，水灰比为0.5~0.6。为改善砼的和易性，应首选木钙(属缓凝型减水剂)。对使用的水泥砂石料，应做配合比试验，配制强度应较设计要求提高15%，认真检查砼和易性和抗压强度及凝结时间，外加剂的掺量由试验确定，水泥用量减少不得超过未掺外加剂水泥用量的10%，且每立方米砼的水泥用量不得少于300kg，水泥的初凝时间为2h，砼的拌合时间是一般砼的1.5倍。

3.2 导管安装质量的控制

导管是灌注水下砼的主要工具之一，它的安装型号大小、位置对水下砼灌注质量成功与否起主要作用，因此导管下放前，应做封闭压水实验，在保证水头压力的情况下，各导管法兰盘接口、垫圈处、导管补焊处不能有漏水。导管应放于钢筋笼中间，导管的长度应根据施工实际情况来确定，导管底部到孔底应有25~40cm空间，孔口以上应有一节导管加漏斗的高度，一般不小于4m，以利导管的拆除，并使导管内的砼有足够的压力。

3.3 首批砼浇筑控制

灌注桩施工是在泥浆液面下进行的，它的主要要求是不允许泥浆与砼掺混，形成泥浆夹层。由于导管的管口埋在首批砼的深度要大于1m，导管的孔口离孔底的距离0.3～0.5m，所以首批砼储量必须大于桩底部砼一次埋深1.5m所需的体积，宜取1.3的超灌量系数。开始灌注前，必须把隔水栓先放入导管用铁丝吊在水面上，然后在其上灌注水泥砂浆和砼(加少量砂浆，避免粗骨料卡管)，只有当料斗和导管中首批砼的储量满足上述要求，才能剪断铁丝，使首批砼一次落入孔底，将导管的孔口淹没，形成隔水层。

3.4 控制钢筋笼上浮

在灌注过程中，当混凝土顶面距钢筋笼底部1m 左右时，使导管保持稍大的埋深，降低灌注速度，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力，待混凝土顶面上升到4m以上时，适当提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2m以上，从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力，然后恢复正常灌注速度，防止钢筋笼上浮。

3.5 灌注水下砼过程中间工程控制

水下砼灌注应连续浇筑，不得中断，灌注速度要快，不得留施工缝，尽量缩短时间，保证在砼的初凝时间内完成。为了防止导管的机械故障，对水下砼应加入缓凝剂，同时对施工过程中的砼进行抽样，做砼试块取样检查，经常检查砼的坍落度。拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当埋深，导管埋深一般在2~4m，最大埋深不超过6m。导管中砼堵塞的原因，多为粗骨料粒径偏大和提升导管灌注砼间歇时间过长所致，这一点要引起足够的重视，最好是灌注砼与提升导管相结合，利用砼的冲击加速其流动。砼的拌制、运输能力要加强，以缩短砼的灌注时间。要随时测量并控制砼桩的顶面标高，应高出设计标高100~200cm，以免发生桩顶标高不够的事故。因此，当砼灌注到接近设计桩顶标高，要严格地控制砼的数量。

4 结语

由于钻孔灌注桩的特殊性，混凝土施工质量不能直接观察，发生质量缺陷又难于修补， 其质量优劣，与每道工序都相关，因而应抓好施工过程中的质量控制环节，认真对待每一个施工细节，严格遵照施工技术规范，认真贯彻质量标准，落实质量岗位责任制和检查验收制度，现场管理人员要有高的度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。

参考文献：

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