桥梁工程中的钻孔桩施工技术探究

摘要：钻孔灌注桩施工工艺技术虽已成熟，但由于工程不可见，预见性较大，尤其在软土、溶洞等地质条件异常复杂地段，施工质量问题十分常见，稍有不慎则会酿成重大质量和安全事故，并将造成严重的经济损失。鉴于此，本文主要介绍了桥梁工程中的钻孔桩施工技术相关的内容，仅供参考。

关键词：钻孔桩；施工对策；缺陷处理

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、钻孔施工工艺

考虑到桥梁工程中钻孔桩都具备非常大的桩径以及非常长的桩身，并且桥梁工程地质条件比较差，所以，要保证钻孔施工过程的顺利进行，就必须确保钻孔能够借助于正反循环回转钻机来完成，在这一过程中，冲击钻必须发挥良好的辅助作用。另外，结合各种各样地质条件的差异，必须科学有效地改变钻孔方式：可以借助于刮刀钻头来完成淤泥层、黏土层和全风化层的施工，而借助于牙轮钻头来完成较硬的岩层的施工。施工时控制泥浆质量及孔底沉渣厚度，防止产生缩颈、断桩等现象，并应注意成孔工艺，以防钻进耗时过长导致孔壁形成较厚泥皮，不利于桩侧摩擦阻力的发挥。清孔时要做到沉淀土与桩径比值小于0.3。

二、对桥梁基础钻孔桩施工实施管理的主要内容

钻孔灌注桩基施工是现代桥梁基础施工的重要是施工技术，其施工质量对于后期桥梁工程具有重要的影响，因此，分析和讨论钻孔灌注桩基础施工工艺具有重要的实际意义和应用价值。所以对桥梁基础钻孔施工进行科学的、系统的管理，能有效的提高资源的利用率、保证整个桥梁建筑工程的顺利进行，本文主要将其分为以下几点：

1、施工准备前的监管

在进行桥梁桩基建设前我们需要做到认真的核实整个桩基建设的科学性和合理性，主要包括：审核试桩实验报告，审批试桩申请和工艺性实验、检查试桩施工；做好开工前的准备，检查护筒的埋设和对钢筋笼、混凝土等进行认真的检查，保证整个钻孔工程的顺利施工。

2、成孔过程的监管

在整个成孔过程中我们应做到对其进行实时的监管，主要表现为：检测施工正确性、实地测量终孔计算与设计图纸的误差，保障最终基桩的质量，提高桥梁的使用期限。

3、成桩完毕的监管

在整个钻孔桩建成之后，需要检测其误差是否满足规范与设计要求以及是否满足设计与质量的测评标准，提高基桩的质量。

4、完善整个工程施工的监督管理体制

建立健全整个施工流程的监管体系，保障人力、财力、物力资源的最优配置，提高能源的可利用率，增强建筑企业的市场竞争力，推动我国桥梁建筑事业的科学、安全、快速的发展。

三、水下混凝土灌注中出现问题的对策

封底失败由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。（1）地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。（2）地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混凝土灌注。

卡管因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。（1）由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量(根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深确定)提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。（2）由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。（3）采取“二次砍球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后按照水下封底的操作方法实施二次封底。以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。

四、钻孔过程中出现的相关问题的处理

偏斜孔钻机安装时,支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜,导致出现偏孔。①因钻机倾斜造成的应先移开钻机,检查钻孔壁情况,如果钻孔壁比较稳定,则应力口固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积,而后,重新安装钻机恢复施工;钻孔壁随时有坍塌可能的,应将钻孔回填至原地面,待地层静置稳定后重新开始钻孔。②地质构造不均匀引起的,先分析清楚岩层的走向,而后采用适当的回填材料(回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物)将钻孔回填至计算确定的高程处,静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的,静置1～2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的,应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中,应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻,以慢速钻孔[2]。

护筒脱落由于护筒背后回填质量不好受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。出现护筒脱落应立即停止钻孔,将钻机移开,采取相应措施处理。由于地面流水引起的可先排除流水,在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏,而后,重新安装护筒恢复钻孔施工。

缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土,特别是IL>1.0处于流塑性状态的土层中出现的特有现象,其原因是此类地层含水高、塑性大,钻头经过后钻孔壁回缩,从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。

五、桩底沉渣过厚及其处治措施

桩底沉渣过厚会影响桩基的承载力,若设计采用端承为主摩擦为辅的摩擦桩、支承桩(嵌岩桩),则荷载加上去后会产生一定的沉降,所以必须通过清孔控制桩底沉渣厚度。清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的前提条件,通过清孔清除桩孔中的沉渣,使混凝土与地基结合良好,增强桩端支撑力,提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣超厚的主要原因及其处治措施如下:

适当延长清孔时间清孔不干净或未进行二次清孔是桩底沉渣超厚的主要原因。施工中应保证钻孔桩成孔后,钻头提高孔底10～20 cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不宜少于30 min。

选择较好性能指标的泥浆当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合,所以在施工中应合理控制泥浆的比重、粘度、酸碱度等指标。泥浆的各项性能指标具体取值参照《公路桥涵施工技术规范》规定。

规范吊放钢筋笼钢筋笼吊放过程中,如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位,就会碰撞孔壁,,造成孔壁土坍落在孔底。因此,钢筋笼吊放时,确保钢筋笼中心与桩中心在同一轴线上,避免碰撞孔壁,从而减少沉渣。

六、灌注成桩后发现的质量缺陷的处理

1、桩全长小于设计要求

这种缺陷可分为两类:处理桩头后,混凝土顶面高程小于设计要求、钻孔底部沉积的虚碴在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。针对具体情况分别采取相应措施处理。

桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。接长施工前,先清理干净混凝土以上的浮碴和松散混凝土等,将顶面人工凿修平整。而后在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成的桩全长小于设计现象处理的难度较大。一般可以在征得设计单位同意的前提下,采取钻孔桩底部压浆或者高压注浆处理。

2、桩体混凝土不连续

由于灌注过程中,发生的孔壁局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。对于此类问题,应积极与设计单位协调采取合理措施处理。（1）对于钻孔桩底部混凝土夹碴的情况,采取桩底部压浆或者高压注浆方法处理。(2)桩体的少量夹层或不连续,用小型冲击钻钻一系列小直径的孔进行置换清理泥浆和杂物。清理后,进行高压注浆处理。(3)对于夹层较严重的,在钻孔桩中心处钻一个直径75mm孔探明缺陷范围。而后以钻孔桩中心为圆心,采用冲击钻钻直径80～100cm的孔,而后人工入孔清理,清理结束后,灌注高强混凝土。

结束语

桩基础是桥梁工程施工中的关键控制点，桩基础的质量好坏直接影响到整座桥梁的使用寿命和安全运营。因此在施工过程中科学的施工管理，严格的工艺控制，并及时的试验监测，就能在最大程度上的防止事故的发生，防患于未然，减少施工造价，确保工程优质完工。随着施工工艺的更新，相继出现了钻孔后灌浆桩、钻孔扩底桩等新工艺、新技术，为钻孔桩基础的应用拓展了更广阔的空间。

参考文献

[1]朱荣华.桥梁工程中钻孔桩施工工艺探讨[J].河南科技,2014,01:147.

[2]肖培敬.桥梁工程中钻孔灌注桩的施工技术及质量控制[J].山西建筑,2014,02:188-189.

[3]张志金,王颖玮.有关桥梁工程中钻孔灌注桩基础施工技术探析[J].科技创新与应用,2014,06:213.