伊丹河特大桥钻孔灌注桩施工技术分析

摘要：以伊丹河特大桥作为工程背景，介绍了钻孔灌注桩施工流程及工艺要点，分析了钻孔灌注桩施工常见事故产生的原因及预防处治措施。

关键词：钻孔灌注桩；施工技术；工艺；坍孔

中图分类号： TU74 文献标识码： A

1 工程概况

伊丹河特大桥位于四平市伊通县境内，起讫里程为DK22+318.6～DK24+195.72，中心里程DK23+256，桥梁全长1877.12m，桥跨布置为57-32m预应力简支T梁。桥梁下部结构采用钻孔灌注桩基础。

2 施工工艺要点

2.1 施工流程

钻孔灌注桩施工流程如图1所示。

图1 桩基施工流程图

2.2 工艺要点

（1）埋设护筒

钢护筒埋设应竖直，定位准确，其平面位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%，护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面0.4m，其高度应满足孔内泥浆面高度要求。护筒埋设完成经验收后方可进入下道工序施工。

（2）成孔施工

开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应短冲程钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高后可按正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥冲击，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。当遇到不良地层时，钻孔宜选用平底钻锥，控制进尺，低冲程、稠泥浆钻进。

（3）清孔

钻孔至设计高程后及时进行清孔。冲击钻机采用置换法进行清孔，清孔时应将泥浆加水进行稀释。清孔泥浆各项性能指标符合以下标准：泥浆比重不大于1.1，黏度17～20s，含砂率小于2%，沉渣厚度符合标准要求。如沉渣厚度大于设计要求时，需要进行再次清孔。清孔合格后，用检孔器检查钻孔桩的孔径和倾斜度是否符合验收标准，若超标，根据情况进行处理，直至达到验收标准。

（4）钢筋笼安装

钢筋笼制作完成后，骨架安装采用汽车吊装。为了保证骨架起吊时不变形，对于长骨架，起吊前应在加强骨架内焊接三角支撑，以加强其刚度。采用两点吊装时，第一吊点设在骨架的下部，第二点设在另一端骨架长度1/3处。钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差见表1。

表1 钻孔桩钢筋骨架允许偏差

（6）桩身混凝土浇注

采用钢导管灌注桩身混凝土，导管内径为25-30cm。导管使用前应进行水密、承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的1.3倍。最大内压力P按下式计算：

， （1）

上式中，rc为混凝土拌和物的重度；hc为导管内混凝土柱最大高度；rw为井孔内水或泥浆的重度；hw为井孔内水或泥浆的深度。

3 常见事故预防处理

3.1 坍孔

（1）原因分析：①泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮；②出渣后未及时补充泥浆（或水），造成孔内水头高度不足；③护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌，孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌；④在松软砂层中钻进进尺太快；⑤提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长；⑥水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔；⑧清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久，或清孔后停顿时间过长；⑨吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

（2）预防和处理：①在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。②发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。③如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m；如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。④清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管不宜直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。⑤吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

3.2 钻孔偏斜

（1）原因分析：①钻孔中遇有较大的孤石或探头石。②在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。③扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。⑤钻杆弯曲，接头不正。

（2）预防和处理：①安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。②由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。③钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

3.3 扩孔和缩孔

（1）扩孔

原因分析：在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。

预防处理：若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

（2）缩孔

原因分析：缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。

预防处理：为防止缩孔，前者原因要及时修补磨损的钻头；后者原因要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二、三次。也可使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位，钢筋笼就位后须立即灌注，以免桩身缩径或露筋。

4 结语

伊丹河特大桥钻孔灌注桩施工前采用全站仪对各桩位进行测量，确保了施工时的桩位精度；对地形地貌、地质水文进行了准确的调查，确定了合理的钻孔施工方式。钻孔桩施工时防止了坍孔、缩孔、钻孔倾斜等质量事故。

参考文献：

[1]何敏. 爆钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法[J]. 福建建材， 2008（2）.

[2]罗梅芳， 宁忠东. 钻孔灌注桩施工质量控制要点[J].中国西部科技， 2009（17）.