钻孔灌注桩在桥梁工程中的施工工艺及技术要点的探讨

摘要：钻孔灌注桩承载能力较大、施工简便、施工方法易操作掌握等优势，而被广泛地应用在桥梁工程中。钻孔灌注桩是在施工现场就地成孔灌筑混凝土成桩。施工时无挤土、噪声小，适合在城市建筑密集的地区使用。又由于成桩直径较大，可达1.5m以上，单或多排桩的抗弯能力强、刚度大，且成本较低，因此在目前桥梁基础施工被中广泛采用。文章主要对钻孔灌注桩施工工艺和技术进行了阐述分析。

关键词：桥梁工程；钻孔灌注桩；钻孔；清孔；桥梁施工

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

钻孔灌注成桩具有:施工方便，设备简单，施工噪音低，无振动，无挤压，对相邻建筑物影响小等一系列优点。钻孔灌注桩的钻头施工大部分在水下进行，施工过程无法观察，成桩后也不能开挖进行验收。施工中任何一个环节一旦出现问题，将影响整个工程的质量和进度， 甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、技术规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，熟悉施工流程，对灌注桩在施工过程中可能发生的一些问题进行分析后制订出施工方法，保证成桩质量。

钻孔灌注桩的施工应根据土质、桩径大小、入土深度和机具设备等条件选用适当的钻具（目前我国常使用的钻具有旋转钻、冲击钻和冲抓钻三种内型）和钻孔方法，以保证能够顺利达到预计孔深，然后吊放钢筋笼架、灌注水下混凝土验收合格，方才完成这一阶段的施工。

钻孔灌注桩的施工

我国目前常用的桩基础施工方法有灌注法和沉入法。钻孔灌注区别于挖孔灌注，根据土质、桩径大小、入土深度和机具设备等条件选用适当的钻具和钻孔方法，以保证能顺利达到预计孔深，然后成桩的方法。灌注成桩区别于因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方法和全套管施工法两种。钻孔桩施工的主要工序是：准备场地、埋设护筒、制备泥浆、安装钻机或钻架、钢筋笼制作、钻孔、清孔、钢筋笼入孔、下导管和灌注水下混凝土等。

钻孔方法有旋转钻进成孔、冲击钻进成孔和冲抓钻进成孔。三种方法的原理都是利用钻头对土的切削冲击作用将土带落。在旋转钻进成孔的时候会用到循环泥浆的方法排渣。我国现用旋转钻机按泥浆循环的程序不同分为正循环和反循环两种。所谓正循环即是在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用。

施工过程注意事项

（1）埋设护筒

选取适当过程进行研究。在施工场地筑岛围堰并清除杂物，整平场地并压实或夯实。采取人工挖坑方式埋设护筒，埋设后护筒周围采用粘土分层夯实，其顶端要采用砂浆进行处置，进而有效防止水渗入护筒外侧。对于护筒顶端高程，结合工程实际情况酌情考虑。护筒底端的埋置深度为1.5m，对于工程的特殊地段还采用加长护筒。对于工程中河床含软弱层处，护筒应穿透软弱层，嵌入持力层1m 以上。

（2）钻孔前工作

根据实际工况参照规范制作满足要求的泥浆循环池、开挖泥浆沟，制作满足要求的循环系统。并对钻机进行安装定位，确保其位置准确、水平、稳定，钻头中心与桩径中心线完全重合，桩位中心偏差不得大于20mm ；钻机就位经复检后并报监理工程师检查认可签字后方能开始钻孔。

（3）钻孔工序

1）严格控制灌注桩钻孔过程中的各项技术参数，并根据工程地质勘察资料预先判断地质情况，及时调整各项钻进参数，从而有效地控制钻进速度；

2）根据工程的实际情况选择不同的钻头。钻孔前应先检查钻头焊接强度是否满足规范要求，对于检查不合格的应该及时采取加固措施或更换；

3）钻进施工的同时对泥浆的相对密度、粘度结合钻进过程中前方地质的变化而作出相应的调整。钻孔泥浆相对密度、粘度、含砂率和胶体率应控制在规范规定的范围之内，以防止坍孔、斜孔、卡钻和旋转钻机负荷超载等情况的发生；

4）为了便于桩基灌注混凝土，在工程中有时会设置临时蓄浆池。在桩基灌注施工时，泥浆将临时存放到蓄浆池内；

5）钻进施工时应保持护筒内的水头稳定，确保护筒内外水头差稳定在1米之内，钻孔的同时应适时在土层变化处捞取渣样检查，方便与地质剖面图进行核对，当发现与设计图纸有出入时，应及时上报。在施工过程中，必须做好泥浆的维护工作，每3～4 小时检测一次泥浆的稠度和相对密度，确保泥浆保持在稳定状态；

6）在开孔钻进时要求轻压慢转，采用较小泵量。待导向部位完全进入土层后方能采用正常钻进参数钻进。为了有效地避免斜孔，不得采用已经弯曲的钻杆，随时检查钻头的垂直度并监测钻机平台的水平及稳定情况；

7）在加接钻杆或提升钻具时，应停止进或退尺，将钻具提离距孔底2m 左右的位置，维持泥浆的循环1～2分钟来清洗孔底，并将管道内残留的钻渣携出排净；

8）钻孔过程应尽量保证施工阶段的连续性，同时应保持泥浆稠度和孔内水位以防坍孔。在钻孔过程中，如若发现流砂层，应及时采取安全有效措施防止坍孔。钻进施工中，应该不断制造并补充泥浆，用以维持护筒内应有的水位和泥浆的相对密度及粘度，从而避免孔壁的坍塌，保证施工阶段的安全；

（4）清孔

清孔是为了除去孔底的钻渣和泥浆，以确保灌注的钢筋混凝土质量，使桩的承载力达到设计值。常用的方法有抽浆清孔、掏渣清孔和换浆清孔。

当钻孔深度达到比设计深度不小于5cm 后，将钻头提至离孔底10cm～20cm，以相对密度较低（1.03～1.10）的优质泥浆注入孔内，将孔内钻渣和密度较大的泥浆换出。清孔完毕后，泥浆相对密度要保证在1.03～1.10 范围内，粘度17Pa.s～20Pa.s，含砂率98%。

接着吊放钢筋笼。钢筋笼入孔完毕后，进行各个导管的拼接，导管接头一般采用螺旋连接套联接，连接套内加橡胶密封圈。使用前应试拼经水密承压试验确保不漏水方能继续使用。现场拼接时要保持密封圈无破损，接头密实，管轴要顺直。导管在使用过程中，要防止将螺纹碰坏或导管变形。

（5）灌注混凝土

灌注桩首批混凝土的灌注尤为重要，首批混凝土灌注量是否能满足导管初次埋置深度的要求, 是避免钻孔灌注桩进行首灌混凝土后, 水或泥浆不致于进人导管、保证钻孔灌注桩的质量的首要环节, 否则即有可能出现断桩现象。

灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工最后一道关键性的工序，其施工质量将严重影响到成桩质量，施工时要注意以下几点：

1）混凝土拌和必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小颠簸，防止混凝土离析而发生卡管等事故。

2）灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断，因此混凝土的搅拌和运输设备应满足连续作业的要求，孔内混凝土上升到接近钢筋笼架底部时应防止钢筋笼架被混凝土顶起。

3）在灌注混凝土过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注高程和导管入孔长度，提管时控制拔出导管的长度，保证导管埋入混凝土内有3～5m深度。防止导管提升过猛，管底提离混凝土面或埋入过浅，而使导管内进水造成断桩。但也要防止导管埋入过深，而造成导管内混凝土压不出或导管被混凝土埋住凝结，不能提升，导致中止浇灌而成断桩。

4）灌注的桩顶高程要比设计值预加一定高度，此范围的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土的质量。预加高度一般为0.5m，深桩应酌量增加。

待桩身混凝土达到设计强度，按规定验收合格后方可继续制造系梁、盖梁或承台。

（6）钻孔过程常出现的问题及处理方法

1）塌孔

在成孔过程或成孔后由于土侧压力、土质松散、泥浆护壁不好、护筒水位过低等原因会出现塌孔等现象，在发生塌孔时通常会伴随着泥浆中出现气泡，孔内水位下降等现象。如发生塌孔，应及时探明塌孔位置，将砂和黏土的混合物回填到塌孔位置1～2m，如塌孔严重则需全部回填，再重新钻孔。

2）缩孔

缩孔是指孔径小于设计孔径的现象，是由于塑性土膨胀造成的。处理时可采用反复扫孔，以扩大孔径，达到预期效果。

3）斜孔

在施工过程中由于护筒偏斜和位移、钻杆不直钻头导向部分太短、导向性差、土质软硬不一或是遇上石头等原因造成。斜孔会影响桩基质量，并会造成施工上的困难。不及时处理则会使桩基成为偏心受压构件，处理时可在偏斜处吊放钻头，上下反复扫孔，直至把空位校直；或在偏斜处回填砂黏土，待沉积密实后再钻。

结语

求木之长者，必固其根本；欲流之远者，必浚其源泉。桥梁施工是一项技术复杂而涉及面很广的工作，而基础工程则是重中之重。本文从钻孔灌注桩这一点出发浅谈了钻孔灌注桩的施工工艺和常见问题处理办法，旨在能为类似工程问题提供参考之作。

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