钻孔灌注桩的施工技术及施工管理

摘要：在目前的公路桥梁建设中，钻孔灌注桩技术已经成为桩基础施工中的最为常用的工艺，当前已经大范围的运用在房屋建设、水工设施以及桥梁的基础工程之中，总结钻孔灌注桩工艺的特点，大致具有以下优势，如操作的速度较快、占地面积较小、对邻接影响不大以及优异的承载作用等。在文中将重点对钻孔灌注桩工艺及管理进行探讨。

关键词：钻孔灌注桩；管理方式；基础工程

前言

如今，在桥梁的建设中，钻孔灌注桩工艺已经大范围的应用于基础的施工之中，钻孔灌注桩工艺的优势包括操作的速度较快、占地面积较小、对邻接影响不大以及优异的承载作用等。通过对建设行业的调查，这种技术还有向更大直径及多样化的发展形式。近些年来，其打孔技术持续提高，尤其是通过对国际上更加先进的大功率液压钻孔机器的吸收和学习，结全我国行业的实际情况进行了行之有效的改进，已经更大程度的适应了直径大的深水基础桩基施工的要求。钻孔灌注桩的工作全程包括测量、机具施工、钢筋制作、砼制作以及灌注等多项内容，可以说施工内容众多，技术要求较高。在操作中，很有可能会受到一些不确定因素的左右而发生桩体偏移、孔内沉积过多、钢筋笼外露、桩体砼脱落或折断等现象。以上的种种问题经常会造成施工成果不能达到原设计要求，并且较难进行补救工作，无法经由事后的检查来进行问题的诊断，因此在此工艺的操作中，应该作足充分的事前准备工作、打孔、孔道清理、钢筋笼设置、水下混凝土灌注等工序的质量管理，来保障钻孔灌注桩的工程质量。

1.钻孔灌注桩工艺简介

1.1打孔方式

所谓灌注桩就是指在桥梁的基础工程施工时，于施工现场以机具打孔、钢管挤压以及人工控设等方式首先在施工的地基之上打孔，之后在预先打好的孔内进行钢筋笼的放置，然后再进行混凝土的灌注而最终成型的桩，依据打孔的方式区别进行分类，可以分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩以及挖孔灌注桩等几种类型，本文重点介绍的钻孔灌注桩刚可以分为以下几种。 （1）潜水钻机打孔，其工艺是打孔机具的动力系统与钻头结为一体，在钻头的顶部与密封电动机进行连接。当打孔工作开始时，此钻头深入泥浆之内，在管路及电动机与之连接的空心钻杆将水下的泥浆注入孔内底部。之后使被松动的泥渣等漂浮于水中，并流出进口，流至泥水沉淀后将泥渣与泥浆分开。以上是正循环式的潜水钻机工艺过程。如果采用真空泵等机器通过钻杆吸出泥渣就属于反向循环的潜水钻机动作方式。（2）冲击式钻孔方式，其一为实心锥冲击钻孔，采用冲击式机具将钻头提起后再进行向下的冲击，通过此运动，将土石击碎并且部分碎渣被压入孔壁，并在泥水的悬浮作用下，使机具在所有的冲击运动中，都能击打到新土层，一定的击打过程结束后再以工具将内部的泥渣提出，在以此方式进行操作时，也可以对孔壁起到保护的作用。其二为空心锥冲击式，此方法的运行原理与实心锥的方式一样，区另在于其采用了空心的钻锥，在进行击打作业时，锥尖能够使孔底破碎，同时打下的泥渣还能够被保存在空心锥体内部，当进行一段时间后，就可以将锥体内的泥渣清除，再进行作业。（3）螺旋钻孔，此方法适合在干作业的环境下采用，并且可以不作护壁处理。此方法的成孔原理随其螺旋钻机的长度变化而不同，长度较大的钻机的钻头与钻杆处都配置有螺旋片，打孔时为切削土层式作业，被削除的泥土在机具的旋转作用下，被延伸钻杆大部的螺旋片带起至机具上层的出土器中，直至被排出。此方的特点为打孔作业的连续性较好。

1.2工艺流程

施工正式开始之前，首先要进行施工场地的修整，此项工作的基本要求是必须做到，平整后的施工表面密实，不会发生沉降现象，以此来保证打孔机具的稳定和坚固。接下来要进行的是确定打孔的位置，使用全站仪可以准确的进行打孔位置的放样，作好打孔位置的标定，同时还要标出高程，要注意的是，桩孔的中心点偏差一定要控制在5MM之内。此项工作是整个钻孔灌注桩施工的重点。然后就要进行钢护筒的埋设，钢护筒的作用是要对桩位起到固定作用和为钻孔提供导向以及使孔口受到保护。钢护筒的埋设必须要高出地表30CM，且护筒的平面位置误差小于5CM。歪斜度不能多于1%。然后就可以进行打孔机具的安置，安置打孔机具一定要保证其与地表垂直，能够始终平稳且不会发生移位。当进行打孔操作时，要尽量采取连续作业的方法，当打孔的深度达到原设计要求后，就要开始对成孔进行验收工作，包括孔的内径、深度还有是否把歪斜度控制在合理程度内。当确定达到设计要求后，再进行孔道的清理。可采用的方法包括抽渣法和换浆法等。最后就可以开始灌注水下混凝土，将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

2.钻孔灌注桩的质量管理

由于施工环境不尽相同，各种情况都有可能发生，有时可能是因为地理环境过于复杂、采用的施工机械过于陈旧、以及施工单位的工艺操作水平的高低都有可能造成钻孔灌注桩在施工完成后出现质量不过关的情况，如混凝土脱落、表面的开裂、内部中含有泥渣、缩颈甚至是桩体折断及移位等现象，使桥梁项目工程建设的整体质量大幅降低。

为了使钻孔灌注桩的施工质量得到保障，就必须要做好钻孔灌注桩施工时的质量管理工作，具体来说有以下一些重要的环节或程序要给予足够的重视：（1）在进行钻孔和构桩的操作时，一定要掌握好打孔和成桩的速度。基本的要求是，在不会导致孔内壁破坏的基础上采用最快的速度。还要根据施工土质的区别来确定钻进的效率，当行进至淤泥层时，要注意钻孔直径的掌握，当行进至粘土混合砂石层时，可以将速度提升。（2）孔内清理，钻孔工作完成后，就要进行孔内的清理，孔内的清洁程度直接关系到桩体成型的质量，为了使清孔操作的时间加速，可以以反循环的方式施工，其同时也能够使打孔的速度得到提升，并且容易保持孔内壁的完整。还要注意成孔后进行混凝土灌注作业的时间，通常来说要在二次清孔后的30MIN内进行灌注作业。（3）护壁作业中，通常选择泥浆护壁的形式，当打孔的环境为粘土层时，须要用清水钻进原土质造浆护壁，当打孔环境为砂土层时则可以考虑将泥浆的比重加大，当打孔机械停工一天后，泥浆的状态会发生改变，发生沉降、脱离等现象造成孔内壁的塌落，因此，一定要在固定的时间段内进行工作循环，以控制孔内泥浆的沉降，来保证孔内壁的保护效果。（4）打孔质量检测，针对打孔质量的检测，主要包括对孔的直径和孔的斜度的检测和沉渣的检测等，可以利用GA-1型灌注桩孔径检测系统及孔斜仪进行检查。并制定相应的解决方法。如为了免除缩颈和扩颈的现象，可以考虑从打孔机具的同心度以及打孔速度上去控制。（5）混凝土灌注质量控制，泥水有可能会因受到泥浆柱的压力影响而进入导管甚至达到混凝土的上升面，此时就会使混凝土中存在杂质而造成混凝土质量的整体下降，为了防止此现象的发生，当进行混凝土灌注时，必须要把导管深入至孔内混凝土顶层之下的1.5M，其一次提升的高度绝不可超过1M，以避免出现浮浆现象。（6）防止钢筋笼的上浮，有时会由于钢筋笼的制作中，发生绑扎不牢固的问题，使钢筋笼变形。在进行混凝土的灌注时，一定要注意混凝土的标高以及导管的埋深，如果混凝土埋过钢筋笼底部超过3M后，就需要把导管向上提起到钢筋笼的底部之上，如果钢筋笼有上浮的现象，就必须中断操作，再对导管的埋深度和已完成的混凝土的高度进行计算后提高导管位置，再继续灌注，就可以避免钢筋笼上浮的情况发生。

结论

钻孔灌注桩的全部操作都是在隐蔽的环境下进行的，因此不容易进行质量的检测，如果个别工序出现问题，就会影响桥梁施工最终质量，这就要求在进行操作时，掌握好每个环节的施工工艺，以高度的责任心，使工程质量得到保障。

参考文献：

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