浅析桥梁钻孔灌注桩施工工艺及常见问题

1、桥梁钻孔灌注桩的质量控制引言：在桥梁结构中，钻孔灌注桩作为一种基础形式，以其适应性强、施工方便、质量可靠、成本低廉等成为基础工程的首选。钻孔灌注桩作业环境隐蔽，由于影响灌注桩质量的因素较多，许多问题在施工过程中反映出来，若不及时处理，将不能保证成桩质量。对施工过程每一环节必须严格要求，对各种影响因素必须详细考虑。下面我将结合海湾大桥接线北桥位14#20#桥梁钻孔灌注桩施工工艺及施工中遇到的问题做下总结。关键字：钻孔灌注桩、质量控制1、钻孔前的准备工作钻孔前的准备工作主要包括放样，平整场地，修整施工便道，设置供水、供电系统，埋设护筒，选定泥浆坑位置及制备泥浆，安装钻孔机具等。1.1 、场地平整海

2、湾大桥接线北桥位14#20#桥桩基础均为钻孔灌注桩，所处环境为旱地及河道。施工前，施工场地按不同情况进行处理。桩基位于旱地时，清楚杂物后夯实即可；对于桩基位于河道内，要对河道内不稳定基础进行加固处理，处理方法包括：抛石挤淤、铺设钢板平台、清淤重填等。1.2 、埋设护筒护筒材料一般根据设计孔径选用3mm-5m钢板圈制，护筒直径一般大于设计孔径25cm-50cm为保证护筒刚度，防止变形，在护筒外侧上下端各焊一道肋筋。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围回填密实，保证其中心偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。钉好护桩，以便后续工作需要时能准确定出桩位中心。1.3 、泥浆制作制浆前，先

3、把黏土打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，将打碎的黏土直接投入护筒内，使用冲击锤冲击制浆，待黏土已冲搅成浆是便可进行钻孔。多余的泥浆通过沟槽流入泥浆池贮存，以便及时补充孔内泥浆。1.4 、桩机就位埋设好护筒后，即可进行钻机就位。本标段使用的钻机为卷扬机牵引式冲击钻，就位时只要钻锤中心对准测量放样的桩位即可，对中误差不得大于5cm。2、钻孔工艺2.1 、开钻前注意事项:2.1.1 、开钻前，在护筒内多加入黏土，然后注入清水，借助钻头冲击把泥膏挤入孔壁，以加固护筒脚。当地表土较松散时，可在护筒内加黏土时再加入些片石等小石块。为防止冲击振动对邻近桩造成已成孔桩塌孔现象及对

4、已灌注桩砼的凝固有影响，待邻近桩位成孔浇筑完毕并达到一定强度后，方可进行邻近桩的钻孔。2.1.2 、刚开始钻孔时宜采用小冲程，当孔底在松散土层以下后，可根据情况适当加大冲程。2.1.3 、钻机就位前先整平夯实场地，以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔质量。钻机在钻孔过程中禁止移动，钻孔时，随时观察钢丝绳的回弹情况，耳听钻锤的冲击声，以辨别孔底情况。孔内泥浆水平面须高出护筒脚至少0.5m,以免泥浆荡漾损坏护筒脚孔壁，但要比护筒顶面低0.3m,防止泥浆溢出。钻孔入岩后每2小时左右抽查渣样，记录钻进深度，同时检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全事故发生和防止缩孔现象发生。2.2 、抽渣时应注

5、意的问题：2.2.1 、抽渣桶放到孔底后，要在孔底上下提放几次，使其多进些钻渣，然后提出。2.2.2 、抽渣结束后，检查钻锤直径，直径磨耗不得超过1.5cm，否则要及时补焊，以免缩孔。2.3 、钻进时的操作要点：2.3.1 、开钻时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发生漏浆时，可提起钻头，往护筒内加入黏土，在护筒外壁也可用黏土护壁堵漏。2.3.2 、在砂土或松软土层钻进时，易塌孔、扩孔，应加大泥浆稠度缓慢钻进。2.3.3 、在轻亚黏土或亚黏土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起晃锤，严重时导致扩

6、孔、偏孔。此时应挺稳锤头小冲程钻进，待观察钢丝绳无晃动后，再恢复正常钻进。锤头停稳在孔底时，可通过护桩重新定出桩位中心，观察钢丝绳与桩位中心偏差，以便及时发现是否偏孔。如果发生偏孔现象，需要提起钻头，往孔内添加块石、片石至偏孔前位置，重新钻孔。2.4 、验孔和清孔钻孔完成后，须检测孔深、孔径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不大于1%。清孔是在安放钢筋笼之前，清除孔内沉渣、降低泥浆比重达到设计要求。2.5 、泥浆排放对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆，应根据现场情况排放到适当地点处理，做到不污染河流及周围环境。3、钢筋笼的制作和吊装就位3.1 、材料制作钢筋笼用的钢筋种类、型号需

7、按图纸设计的规定。3.2 、钢筋笼的安装3.2.1 、对钢筋笼要求为保证钢筋笼外砼保护层厚度符合设计要求，在其外侧每间隔2m的横断面上焊4个钢筋“耳环”。钢筋笼应在桩位就近位置的平整场地按孔深焊接完成。3.2.2 、安放钢筋笼前注意问题钢筋笼就位前，应先下“探孔器”，检查孔内有无坍塌和孔壁有无障碍物，如凸石、树根等，确保钢筋笼的安放。4、灌注水下混凝土用直径20cm的导管灌注水下混凝土，仔细检查导管接缝并做闭水试验。导管底部应高出孔底3040cm,埋入混凝土内2-3R-J提升速度要慢。刚开始灌注混凝土时，第一漏斗混凝土放满后再打开导管塞灌注，混凝土可以靠重力将孔底沉渣冲起。混凝土要连续灌注，中

8、断时间不超过30min,灌注的桩顶标高应高出设计标高0.5m以上，海湾大桥接线北桥位桩顶标高要求高出设计标高0.8m。混凝土和易性要好，塌落度应在180220mm。5、钻孔过程中常见问题5.1 、地基松软造成桩位偏移填筑而成的平台基础松软，锤头在钻孔过程中带动桩机下沉，锤头偏移造成桩位中心偏移；对于这种情况，应在填筑平台时压实基础，安装钻机时在钻机前部多垫枕木，以减轻基础的局部压力。不定时通过护桩恢复桩位中心，若发现偏移，应及时用千斤顶将钻机顶正。5.2 、倾斜岩造成偏孔钻孔过程中遇到岩层变化，下层岩石较上层岩石坚硬，变化面不在同一水平面上，钻头会偏向被破坏大的一侧，造成偏孔。遇到这种情况，应

9、稳住钻头，换小冲程钻进；情况严重时，应停止钻进，回填黏土与块石的混合物，重新钻进，修正偏孔。5.3 、掉钻头、卡钻5.3.1 、掉钻头现象钻孔过程中，掉钻头主要是因为钢丝绳疲劳断裂。此时孔深大，打捞困难，这种情况应及时用打捞钩打捞，必要时须采用潜水员潜入孔内打捞的方法。5.3.2 、卡钻现象卡钻现象主要发生在孔底出现溶洞，钻头击穿溶洞顶岩石，掉进溶洞或塌孔、落石卡住钻头。遇到这种情况，应松绳落钻然后提钻，使钻头旋转一个角度，有可能顺钻头的凹槽提起来，注意不要将钢丝绳拉断。若不能提起来，可先探准障碍物位置，用小钻头冲击障碍物，消除障碍后再提起来。5.4 、探头石造成钢筋笼不能吊装入孔钻头为梅花型

10、，孔壁上容易遗漏探头石，钻孔结束后，用探孔器发现孔壁有探头石存在时，可将钻头凹槽外缘用钢筋连接，再将锤头缓慢放进孔中，可将探头石削掉。5.5 、孔径缩径孔径缩小主要是由于钻头反复冲击岩石造成磨损，直径变小，从而导致缩径。这种情况主要以预防为主，在钻孔过程中应定时对钻头进行检查，发现问题后及时对变径的锤头进行修复。5.6 、漏浆及塌孔的处理5.6.1 、漏浆问题比较棘手，海湾大桥接线北桥位位于李村河河道内的桩位，存在个别桩位在旧管道上导致漏浆现象，主要由于河道内废弃的管道交错，管道位置未探明。遇到这种情况应该停止钻进，及时回填黏土和块石，重新钻孔；情况严重时，要将桩位下方废旧管道全部挖出，重新回

11、填压实，停放几天再放样开钻。5.6.2 、塌孔是漏浆极为严重的体现，其发生原因可能是孔内贯通溶洞或是与粗口径管道联通，孔内液位急速下降，致使孔内壁压力损失，发生坍塌现象。其发生是极为迅速的，回填基本上不起作用，遇到这种情况，只能完全回填，并停留一段时间，重新定位复钻。6、灌注混凝土过程中的常见问题6.1 、钢筋笼上浮6.1.1 、灌注混凝土过程中钢筋笼上浮原因混凝土级配大，骨料粒径大，砂率过小，和易性与流动性差；混凝土的灌注速度过快，从而使混凝土从导管翻出由下向上的压力增大，其向上的托力大于钢筋笼的重力；导管在混凝土中埋深过大，钢筋笼被混凝土托顶上升；混凝土灌注时间过长，表面混凝土已接近初凝，

12、与钢筋笼粘在一起，混凝土从导管流出后将其上部混凝土向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。6.1.2 、防止钢筋笼上浮的方法混凝土配置在保证强度的前提下，粗骨料粒径宜为30cm左右，砂率应控制在40%45%之间，保证混凝土有良好的和易性、流动性；混凝土的下料速度不宜太慢，也不宜太快，注意观察钢筋笼，有上浮迹象，应放慢下料速度；控制导管在混凝土中的埋深保持在26m；确保混凝土工料时间，避免关注过程中出现等待间歇时间。6.1.3 、发生钢筋笼上浮的补救措施发生钢筋笼上浮应立即停止灌注，准确计算导管埋深和已灌混凝土标高，可以拆除导管时必须拆除导管才能进行灌注，上浮现象可消失。钢筋笼已经上浮时，应立即计算导管

13、埋深和已灌混凝土标高，单项旋转导管，切断导管与钢筋笼之间的连接，在导管提升的最大限度内，将导管快速提升，缓慢放下，反复几次，上升的钢筋笼可恢复原标高。6.2 、堵管6.2.1 、灌注混凝土过程中造成堵管的原因导管内壁长期与混凝土摩擦破损，或者导管密封不好，连接处漏水；混凝土和易性差，流动性差等造成骨料分离；混凝土供料不连续，间隔时间长，导致先前灌注的混凝土已经初凝，后期灌注的混凝土下落阻力变大；泥浆浓度过大引起堵管。6.2.2 、防止堵管的方法混凝土灌注前应进行导管试拼装，并做闭水试验；混凝土配合比经过实验确定，塌落度应在180220mme围内；混凝土运送到现场的各个导致拖延时间的客观因素考虑在内，控制好混凝土及时到达现场，保证混凝土连续灌注；混凝土灌注前孔内须清空彻底，泥浆比重、含砂率、黏度必须严格控制在设计及规