水利桥梁钻孔灌注桩施工方法

摘要：钻孔灌注技术是水利工程施工中一种经常应用的技术，用来进行地基处理。因其投入小、便于施工操作、适用于各种环境而在水利工程的施工中广泛应用。但是由于钻孔灌注施工时在水下施工，不便观察，并且施工的工期长、难度大，工程的质量就成了核心的内容。从钻孔灌注桩的技术在水利工程中的重要性出发，通过对钻孔灌注桩的施工过程、施工工艺进行探讨，着重分析工程中的技术质量问题，以及解决问题的对策。质量是工程的生命，只有确保施工质量，才能使水利工程的整体建设得以保障，才能确保进度、节约成本。

关键词：钻孔 灌注桩 水利工程 质量

中图分类号：TV 文献标识码：A

钻孔灌注桩与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多； 能建造比预制桩的直径大的多的桩；在各种地基上均可使用；施工质量的好坏对桩的承载力影响很大；钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，在水利桥梁工程采用泥浆护壁方式法。该施工法的过程是：平整场地泥浆制备埋设护筒铺设工作平台安装钻机并定位钻进成孔清孔并检查成孔质量下放钢筋笼灌注水下混凝土拔出护筒检查质量。灌注桩的施工，必须由有经验的施工人员主持，并掌握现场的地质和水文地质情况。机具设备配套完好，施工组织应周密，施工记录应完善。

1.施工准备包括：

选择钻机、钻具、场地布置等。钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。钻孔灌注桩一旦开钻，钻孔，清孔，吊装钢筋骨架，灌注水下混凝土应连续施工，无特殊情况不可中断。

2.钻孔机的安装与定位：

钻机安装底座应水平，支垫牢固，机架应垂直，回转钻机滑轮外缘，转盘中心，桩位中心，三者在一条铅直线上。在钻进过程中应经常检查，防止出现钻孔移位，沉陷偏斜，发生上述情况应及时处理。在钻孔过程中尚应检查泥浆相对密度，及时调整。交接班时应交接钻孔施工记录。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

3.埋设护筒：

钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。

4.泥浆制备：

钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

5.钻孔：

钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。

6.清孔：

钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。钻孔，终孔，清孔应以抽浆法清孔为主（反循环钻孔机）沉渣厚度≤200mm。

7.灌注水下砼导管：

在灌注钻孔桩水下砼前应对导管进行水密承压和接头抗拉性试验，水密试验的水压力应不小于孔内水深1.3倍的压力；承压试验的水压力应不小于管壁和焊缝可能承受的最大承压力的1.3倍。导管试拼后应编号并标明导管自下端向上的累计尺度，连接后的导管轴线偏斜不得超过其长度的0.1%。灌注水下混凝土 清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，钢筋笼制作应符合设计和规范要求。在骨架的箍筋上应装环型砂浆垫块或限位钢筋，保证设计要求的保护层厚度。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。导管下口至孔底的距离应为20－40cm。首批砼灌注后导管应埋入砼内不小于1.0米，在灌注过程中应不断地探测孔内砼面的位置，及时调整导管埋入深度，导管埋入深度不宜小于2.0m，不大于6.0m；严禁将导管拔出砼面。砼应连续灌注，严禁中断，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可用量过大过急，防止导管内形成高压气襄，挤出导管节间胶垫，造成漏水。

当孔内砼面上升到钢筋骨架下端时，为防止骨架被砼顶托上升，导管应保持较深埋深，并适当放慢灌注速度以减少砼的上升冲力。当砼进入骨架2米以后可适当减少导管埋置深度，但应不小于2.0米。为保证砼灌注桩的质量，灌注桩结束时砼顶面高出设计桩顶高程1.0米，待下道工序施工前凿除。砼钻孔灌注桩百分之百进行桩检测，来评定桩的质量。

参考文献：

[1]翟少辉.浅谈钻孔灌注桩技术在水利工程中的应用以及对策分析[J].北京农业，2012（02）.

[2] 李洪生.钻孔灌注桩成桩过程的质量保证措施[J].河南水利与南水北调，2011(02).