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摘 要：近年来，钻孔灌注桩在桥梁工程中得到了广泛的应用。钻孔灌注桩是利用不同专业钻孔机具，在地基的土石中造成一个直径为圆形钻孔，达到设计标高后，将钢筋骨架掉入钻孔中，然后通过安放在孔中的导管，直接在水中进行混凝土的灌注作业，从而形成一棵较粗糙的圆柱式桩基础。由于其适应性强、成本适中、施工简便等特点，被广泛的应用于公路桥梁建设及其他工程领域。桥梁钻孔灌注桩属于隐蔽工程，钻孔、灌注混凝土都是在水下进行的，影响钻孔灌注桩施工质量的因素很多，如何有效的避免钻孔过程中出现钻头掉落和灌注水下混凝土过程中发生断桩等现象，杜绝混凝土夹渣、不均匀等质量弊病，发生施工质量问题后如何恰如其分的处理以确保整个工程质量是我们一直探讨的问题，文章对桥梁钻孔灌注桩施工中常见质量问题的处理措施进行归纳总结.
关键词：桥梁钻孔灌注桩；问题及防治
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
1 钻孔灌注桩施工工序概述
钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程,成桩的好坏直接影响到桥梁的承载力和桥梁的安全使用功能。钻孔灌注桩的施工质量控制,是确保桥梁施工质量的重要环节,也是桥梁工程质量监测的重要内容之一。
1.1.原料配置
混凝土原料的选择在钻孔灌注桩施工中异常重要,宜选用卵石、石子含泥量小于2 % ,以提高砼的流动性,防止堵管。一般砼初凝时间仅3～5小时,只能满足浅孔小桩径灌注要求,而深桩灌注时间约为5～7 小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8 小时,为了使砼具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30 %以上的水,然后与拌合料一起均匀加入60 %的水,最后再加入10 %的水(如砂、石含水率较大时,可适当控制此部分水量) ,最后加水到出料时间控制在60 秒内,坍落度应控制在180～200mm 之间,砼灌注距桩顶约5m 处时,坍落度控制在160～170mm ,以确保桩顶浮浆不过高。气温高,成孔深,导管直径在250mm 之内,取高值,反之取低值。
1.2.打桩工序
总体来讲,钻孔灌注桩施工一般由一侧向单一方面打,采用对称法打桩,自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此,应结合地基土壤的挤压情况,桩距的大小,桩机的性能,工程特点及工期要求,经综合考虑予以确定,以确保桩基质量。减少桩机的移动和转向,加快打桩速度,由一侧向单一方向打,桩机系单向移动,桩的就位与起吊均很方便,故打桩效率高;灌注操作技术分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,导管内径及桩直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落過程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加砼,然后再稍拉导管,若起重能力不足,则应用卷扬机拉紧漏斗晃动,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。
2 钻孔灌注桩质量问题以及控制措施
2.1.导管问题控制
1） 管内进水
某半路改造工程工程造价1200万,其中包括一座横跨城市河道的桥梁,桥梁宽度45m ,长度60m ,分为三跨,桥梁板为预应力后张梁板,两侧为双排灌注桩,中间为单排灌注桩,是典型的城市桥梁。
在施工承台下的灌注桩是,进行灌注水下混凝土时,其导管内部突然出现大量秘水,孔内泥浆逐渐下降。从不断增大的水流声音上判断是导管连接处出现了渗漏。通过检查发现是连接导管的螺丝脱扣,致使导管连接处出现缝隙,使得孔内的泥浆挤进到导管内部,如果继续灌注混凝土,那么在混凝土的内部将形成泥浆夹层。之后用冲击钻重新钻孔,清孔后下钢筋笼,重新进行了混凝土灌注,这次事故给该工程造成损失严重。
管内进水问题,是许多桥梁工程中常见问题,一般来讲,此类问题是工程技术人员和施工人员疏忽了导管的质量而至,如果导管拔脱的话后果将更加严重。导管是进行水下混凝土灌注的重要设备,其质量的把握必须十分谨慎。根据相关规范,导管在使用前一定要进行检漏和抗拉力试验,做好每节导管的组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检查制度;导管的直径应根据桩径和骨料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管;必须要采取的措施是:施工人员要进行作业前培训和技术交底。
2) 埋深控制
毋庸置疑,如果导管埋置过深,当灌注时间较长或者混凝土堵塞导管时处理时间过长易造成凝固时间差,即先期灌注的混凝土凝固,这样会出现导管不能提起的问题;毫无疑问,当导管底口与孔底距离较大,同样会令首批灌注的混凝土不能埋入导管,因而断桩问题就出现了;更重要的是当导管提拔时,往往出现盲目提拔致使导管提拔过量,从而使导管口处于泥浆层或泥浆与混凝土的混合层中,又或导管口拔除混凝土面,同样形成断桩。针对上述问题,一般在下导管时,其底口距孔底的距离要控制在400～500mm 之间(注意导管口不能埋人沉淀的回淤泥渣中) ,而且要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1000mm。特别注意的是在灌注过程中,导管的埋置深度严格控制在2000～4000mm 范围内。在处理提拔问题时,导管要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度,严格计算提拔导管的长度,严禁盲目提拔导管,一般情况下一次只能拆卸一节导管(通常为2500mm) 。
2.2.卡管控制
所谓卡管,即初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析,混凝土中粗骨料粒径过大,各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。为防止卡管,组装导管时要认真检查,要严格控制混凝土骨料规格、坍落度和拌和时间,尽量避免砼在导管中停留时间过长。通常控制卡管的出现,必须满足使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。为确保导管连接部位的密封性,导管使用前应做水密试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水深的1. 3 倍的压力。
因混凝土和易性差、混凝土中含有大块骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。
① 由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果，保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。
② 由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。
③ 采取“二次吹球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后按照水下封底的方法实施二次封底。
如以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。
结语
影响钻孔灌注桩施工质量因素较多,因而它的施工技术性要求较高。如果不能很好地掌握其施工技术,就有发生严重质量事故的可能。所以应加强和提高桥梁钻孔桩施工工艺,确保施工工序是桥梁建设质量和发展有效途径,面对施工中存在的质量问题加以严格控制,有力执行相关规范。希望以上观点能为广大同行提供一些帮助。
参考文献：
[1]刘自明.桥梁工程检测手册[M]，北京：人民交通出版社.2001.
关键词：桥梁钻孔灌注桩；问题及防治
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
1 钻孔灌注桩施工工序概述
钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程,成桩的好坏直接影响到桥梁的承载力和桥梁的安全使用功能。钻孔灌注桩的施工质量控制,是确保桥梁施工质量的重要环节,也是桥梁工程质量监测的重要内容之一。
1.1.原料配置
混凝土原料的选择在钻孔灌注桩施工中异常重要,宜选用卵石、石子含泥量小于2 % ,以提高砼的流动性,防止堵管。一般砼初凝时间仅3～5小时,只能满足浅孔小桩径灌注要求,而深桩灌注时间约为5～7 小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8 小时,为了使砼具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30 %以上的水,然后与拌合料一起均匀加入60 %的水,最后再加入10 %的水(如砂、石含水率较大时,可适当控制此部分水量) ,最后加水到出料时间控制在60 秒内,坍落度应控制在180～200mm 之间,砼灌注距桩顶约5m 处时,坍落度控制在160～170mm ,以确保桩顶浮浆不过高。气温高,成孔深,导管直径在250mm 之内,取高值,反之取低值。
1.2.打桩工序
总体来讲,钻孔灌注桩施工一般由一侧向单一方面打,采用对称法打桩,自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此,应结合地基土壤的挤压情况,桩距的大小,桩机的性能,工程特点及工期要求,经综合考虑予以确定,以确保桩基质量。减少桩机的移动和转向,加快打桩速度,由一侧向单一方向打,桩机系单向移动,桩的就位与起吊均很方便,故打桩效率高;灌注操作技术分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,导管内径及桩直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落過程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加砼,然后再稍拉导管,若起重能力不足,则应用卷扬机拉紧漏斗晃动,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。
2 钻孔灌注桩质量问题以及控制措施
2.1.导管问题控制
1） 管内进水
某半路改造工程工程造价1200万,其中包括一座横跨城市河道的桥梁,桥梁宽度45m ,长度60m ,分为三跨,桥梁板为预应力后张梁板,两侧为双排灌注桩,中间为单排灌注桩,是典型的城市桥梁。
在施工承台下的灌注桩是,进行灌注水下混凝土时,其导管内部突然出现大量秘水,孔内泥浆逐渐下降。从不断增大的水流声音上判断是导管连接处出现了渗漏。通过检查发现是连接导管的螺丝脱扣,致使导管连接处出现缝隙,使得孔内的泥浆挤进到导管内部,如果继续灌注混凝土,那么在混凝土的内部将形成泥浆夹层。之后用冲击钻重新钻孔,清孔后下钢筋笼,重新进行了混凝土灌注,这次事故给该工程造成损失严重。
管内进水问题,是许多桥梁工程中常见问题,一般来讲,此类问题是工程技术人员和施工人员疏忽了导管的质量而至,如果导管拔脱的话后果将更加严重。导管是进行水下混凝土灌注的重要设备,其质量的把握必须十分谨慎。根据相关规范,导管在使用前一定要进行检漏和抗拉力试验,做好每节导管的组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检查制度;导管的直径应根据桩径和骨料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管;必须要采取的措施是:施工人员要进行作业前培训和技术交底。
2) 埋深控制
毋庸置疑,如果导管埋置过深,当灌注时间较长或者混凝土堵塞导管时处理时间过长易造成凝固时间差,即先期灌注的混凝土凝固,这样会出现导管不能提起的问题;毫无疑问,当导管底口与孔底距离较大,同样会令首批灌注的混凝土不能埋入导管,因而断桩问题就出现了;更重要的是当导管提拔时,往往出现盲目提拔致使导管提拔过量,从而使导管口处于泥浆层或泥浆与混凝土的混合层中,又或导管口拔除混凝土面,同样形成断桩。针对上述问题,一般在下导管时,其底口距孔底的距离要控制在400～500mm 之间(注意导管口不能埋人沉淀的回淤泥渣中) ,而且要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1000mm。特别注意的是在灌注过程中,导管的埋置深度严格控制在2000～4000mm 范围内。在处理提拔问题时,导管要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度,严格计算提拔导管的长度,严禁盲目提拔导管,一般情况下一次只能拆卸一节导管(通常为2500mm) 。
2.2.卡管控制
所谓卡管,即初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析,混凝土中粗骨料粒径过大,各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。为防止卡管,组装导管时要认真检查,要严格控制混凝土骨料规格、坍落度和拌和时间,尽量避免砼在导管中停留时间过长。通常控制卡管的出现,必须满足使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。为确保导管连接部位的密封性,导管使用前应做水密试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水深的1. 3 倍的压力。
因混凝土和易性差、混凝土中含有大块骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。
① 由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果，保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。
② 由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。
③ 采取“二次吹球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后按照水下封底的方法实施二次封底。
如以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。
结语
影响钻孔灌注桩施工质量因素较多,因而它的施工技术性要求较高。如果不能很好地掌握其施工技术,就有发生严重质量事故的可能。所以应加强和提高桥梁钻孔桩施工工艺,确保施工工序是桥梁建设质量和发展有效途径,面对施工中存在的质量问题加以严格控制,有力执行相关规范。希望以上观点能为广大同行提供一些帮助。
参考文献：
[1]刘自明.桥梁工程检测手册[M]，北京：人民交通出版社.2001.