桥梁基础工程中钻孔钢管灌注桩的施工质量控制

摘要：本文首先论述了钻孔灌注钢管桩的优点，进而从施工工艺流程、主要施工设备、主要施工材料及施工要点这几个方面详细论述了钻孔灌注钢管桩的施工工艺，以供同行参考。

关键词：钻孔钢管灌注桩；桥梁基础；加固处理

1 前言

钻孔灌注钢管桩是由普通地质钻机开孔，跟管钻进，一直钻到桩的设计深度，下套管至孔底，再往管内灌注混凝土，直至孔口，然后将钢管口用钢板焊死。在桩施工完后，套管不拔出，和混凝土作为一个整体，共同承受上部荷载，这种托换桩则被称之为钻孔灌注钢管桩。它与钻孔灌注桩及钢管桩相比，具有可靠度较高、耐久性强、可灵活配置施工现场、施工速度快、显效速度快等优点，广泛用于各类加固工程施工中。在此，本文就桥梁基础工程中钻孔钢管灌注桩的施工质量控制展开探讨，以供参考。

2 钻孔灌注钢管桩的优点

2.1桩身的可靠度较高。由于采用的是成品钢管作为桩身结构，相对于钻孔灌注桩而言，其可靠度相对较高，且一般安装好钢管完成注浆即可发挥其效用。

2.2可增强桩身的耐久性。由于钢管外有水泥浆（砂浆）作保护层，则可大大增强其耐久性能，且桩身与土体间的粘结力及摩阻力亦可大大增强。

2.3 施工灵活方便。由于钻进用的设备不大，可以灵活配置施工现场。

2.4 可加快加固工程的施工速度。由于施工中所用的设备不大，在施工过程中可根据工程需要配置多台套设备施工，从而可大大加快加固工程的施工速度，对抢险加固施工极为有利。

3 钻孔钢管灌注桩施工工艺

3.1 施工工艺流程（见图1）

图1钢管灌注桩施工工艺流程图

3.2主要施工设备

施工主要设备有：XY-2或2PC地质钻机、履带式钻机、履带式吊车、大功率空压机、振动锤、钢管真空泵、成套ф200mm钢混凝土导管。

3.3主要施工材料

1.钢管选用ф146mm、壁厚3mm的无缝钢管，长度1m，材质20#。

2.C20混凝土，由普通42.5R硅酸盐水泥和粒径为 3～5 cm 的卵石加水经搅拌机搅拌而成。

3.M30水泥砂浆，由普通42.5R硅酸盐水泥和纯净中粗砂加水拌和而成。

4.膨胀剂，采用UEA膨胀剂， 相对密度2.90，混凝土在搅拌机内搅拌时，加入膨胀剂，其用量为本次搅拌所用水泥量的11％，防止混凝土与钢管内壁脱离，起不到整体承受上部荷载的效果，降低单桩承载力。

3.4 施工要点

1.精确控制轴线及桩位点，要求桩位偏差控制在20mm内；钻孔过程中须保持机架钻杆的垂直，按设计预定深度成孔，并保证其垂直偏差不超过1%。

2. 开孔前，每孔要准备一定数量的优质泥浆，以便能在上部的填砂层中护壁成孔。

3.成孔

（1）成孔机具选用履带式钻机，经改装能满足施工空间要求，采用正循环回转钻孔成孔，并采用制备的优质泥浆维护孔壁稳定。

（2）在钻孔的过程中，尽量保证钻孔的垂直度，以确保桩身质量。同时，确保钻孔垂直平直，可减小对钻孔壁破坏，能有效保证护壁泥浆皮的完整性与有效性。

（3）成孔后，须将桩孔底部杂质清理干净，并用皮尺检测成孔深度是否达到设计要求。

4.清孔、扫孔清渣

为减少孔底沉渣厚度和残留岩芯，取芯后必须进行扫孔清渣。扫孔清渣方法：采用合金钻头特制找捞钻，并结合钻具将桩孔底部杂质清理干净。同时，改用优质泥浆将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来。成孔完成后，应立即安放钢管，间隔时间不许超过24h。

5. 钢管的制作安装

（1）钢管的制作：将钢管分段，每段为2.0m，钢管接头采用螺纹丝扣（螺距4mm，牙高2mm，旋合长度50mm）进行连接，外加10cm长的钢管套；螺纹丝扣在工厂加工。螺纹丝扣拧紧后，将外套与钢管上下焊接。下节钢管放置时顶部留出500-800mm，便于上节钢管的焊接连接。

（2）由于钢管是搭接而成，当第一节放入孔前要根据计算结果割去多余长度或进行补接，吊点处的主筋与箍筋须焊接；第二节吊装就位时应注意预制钢管的纵向主筋搭接须用上下两只“钢夹头”夹紧，以防在后续作业中发生钢管下坠。

（3）由于钢管较长，在起吊过程中必然会发生变形导致部分扎节点松绑，因此在吊入桩孔时整形及补扎；若保护层垫块脱落须补上。

（4）在放置钢管时注意控制钢管顶部的标高，控制标高的方法为：在钢管顶部焊接2根12钢筋，此钢筋伸出地面，同时将2根钢筋在孔口弯成直角，钢管到底后将钢管挂在孔口。

6.制浆

在进行钢管安装的同时配置浆液；浆液的水灰比为0.4-0.45。浆液浓度通过水灰比与比重试验确定相应水灰比下的比重，然后随时通过比重计控制水灰比。灌浆过程中，按要求取样制试块，并注意养护。

7.二次清孔、水下灌注水泥砂浆

（1）二次清孔：采用Φ60mm镀锌管作为注浆管，分段安放至孔底，利用优质泥浆置换孔内泥浆，进行二次清孔。在清孔的过程中，应注意控制注浆压力使浆液平和返出孔口，注浆压力不宜过大。清孔后，当检测的终孔质量合格后，应立即灌注水下混凝土。

（2）灌注水泥砂浆用水下灌注，灌注水泥浆水灰比为0.45：1，灰砂比为1：1，水泥浆采用普硅Ra=42.5MPa水泥，砂浆强度达到M30以上，坍落度应控制在150-200mm；每车的水泥浆应做坍落度测试，超过2h的水泥浆应不予使用。

（3）灌注水泥砂浆过程中，先将灌浆管下放至钢管底部，从孔底由下往上，让浆液将钢管内或钻孔内的泥浆排出，不拆管灌注至孔口；当钢管上端返浆后，代表水泥浆已灌满，慢慢拔出注浆管，在水泥砂浆终灌前进行补灌砂浆，须等水泥砂浆不断溢出钢管口直至“新鲜水泥砂浆”溢出，以保证孔内灌满。

（4）随着混凝土的不断浇注，导管也不断拆除。在拆除过程中须控制其垂直度，并使其居中，以免装满混凝土料的导管自由插下时撞击钢管。

（5）浇注混凝土过程中，混凝土导管须自始至终置于混凝土顶面以下至少3m，但不能太深，否则混凝土难以溢出。

（6）注浆完成后1h，应用钢筋探测浆液沉淀情况，如浆液收缩浆面下沉，则应及时进行补浆或补填水泥砂浆。

4 结束语

综上所述，钻孔钢管灌注桩施工工法，与其他桩基施工方法相比，该桩基施工方法最大的优点是质量的保证性较高，通过现场施工人员和质量监督人员对其关键工序进行严格的控制，其质量合格率大大高出相关钻孔灌注桩施工工法。当前，随着我国经济快速发展，相信此桩基施工法将在江河大中型重点工程（地下水位较高、地质条件差）的桩基中得到应用并推广。

参考文献：

[1]庞连南. 浅谈钻孔钢管灌注桩在桥梁基础加固处理中的应用[J].大科技，2010（9）.

[2]傅文塔.钻孔钢管灌注桩在桥梁基础加固处理中的应用探讨[J]. 科技资讯，2010（26）.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。