浅谈路桥桩基施工技术与应用的探析

摘要：机械钻孔灌注桩最大的优点就是具备强大的适应能力，并且其机械设备也比较简单，施工工艺非常成熟，施工安全可靠性高。因此，机械钻孔灌注桩在路桥施工中的应用也极为普遍。尤其是对于那些地质情况和水文情况较为复杂的路桥工程而言，机械钻孔灌注桩的工艺性能和经济效益就显得更为突出，其不仅能够有效地避免施工过程中可能发生的困难，而且对于加快施工进度、控制工程造价而言都能够发挥出不俗的作用。本文对机械钻孔灌注桩在路桥施工中的几种常见质量缺陷进行了浅要的分析，并对其相应的防治施工技术进行了一定的探讨和研究。

关键词：路桥施工;机械钻孔灌注桩;质量缺陷;防治施工技术

一、引言

作为当前我国应用最为广泛的桩基础之一，机械钻孔灌注桩最大的优点就是具备强大的适应能力，其不仅能够适用于粉土、黏土、砂土、砾石以及风化岩层等几乎所有类型的土层，并且对于软弱夹层、不均匀风化、岩层硬度变化过大、存在大孤石、存在钢筋混凝土构件或构筑物、地下水丰富等等各种复杂的地质情况和水文情况都几乎没有禁忌。除此之外，机械钻孔灌注桩的机械设备也比较简单，根据大量的路桥工程实践证明，其施工工艺也非常成熟，施工安全可靠性高。因此，机械钻孔灌注桩在路桥施工中的应用也极为普遍。当然，由于机械钻孔灌注桩需要通过钻头或冲锤对土层施加非常大的冲力来进行成孔，因此其施工过程中的噪音也比较大，且对于周边的土层也容易产生一定程度的扰动，并且其机械设备对于施工用电的要求也比较高，需要建设单位提供稳定而又充足的大功率供电能力。

二、机械钻孔灌注桩在路桥施工中的常见质量缺陷

1、浮笼

浮笼是机械钻孔灌注桩较为常见的质量缺陷之一，尤其是在半截笼的桩基础当中出现的概率较高，究其原因大致可分为以下几点：第一，混凝土灌注时首灌量严重不足，或者是采用混凝土罐车直接对导管进行灌注，导致混凝土首灌时不能迅速覆盖淹没钢筋笼;第二，混凝土灌注前的泥浆比重较低，不能对钢筋笼的上浮产生足够的阻力;第三，起拔导管时挂住钢筋笼造成浮笼。

2、桩心混凝土质量不合格

如果混凝土灌注时导管进水，就很可能导致桩心混凝土质量不合格，究其原因大致可分为以下几点：第一，对于混凝土的首灌方量计算错误，从而导致导管口与孔底的距离过大，使得首灌混凝土无法将导管底口完全埋入，造成泥水从导管底口直接进入;第二，因为导管的接头不够严密，或者导管本身因焊缝破裂等原因而产生泄露现象。

3、断桩

一旦在混凝土灌注时出现坍孔或者堵管等事故，就很可能导致断桩。在混凝土灌注过程中发生坍孔的原因大致可分为：第一，护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足，灌注过程中泥浆护筒掏空，或周围振动;第二，地质钻探资料不明，护壁质量差，或在朝夕河流中涨潮时，孔内水位差减小，不能保持原有井水压力，发生坍孔。而发生堵管的原因则大致可分为：第一，因为发生机械故障或者停电等原因导致混凝土在导管内的停留时间超过了初凝时间，从而导致无法流动而堵管;第二，因为混凝土的配合比出现问题，导致混凝土性能指标尤其是其流动性能不足;第三，因为混凝土在从搅拌站运输到待灌桩的过程中产生离析，导致在混凝土灌注过程中因粗骨料太过集中而堵管。

4、坍孔

机械钻孔灌注桩在钻进过程中坍孔，其最显著的表现就是孔内的泥浆水位会突然下降、孔口不断冒出水泡、有大量的出渣但是钻进程度却不明显、钻机运行的负荷突然明显增加等等。究其原因大致可分为以下几点：第一，因为泥浆的密度、稠度或者其他性能指标无法达到标准，导致泥浆无法在孔壁形成正常的泥皮，而一旦其泥皮的附着性能变差，就会导致护壁的效果也随之变差，直至失效;第二，因为在大量出渣的过程中没能及时补充足量的泥浆，而导致孔内没有足够的水头高度;第三，因为护筒的埋置深度不够，而导致其下端的孔口产生泥浆泄露;第四，因为钻机部件与护筒发生了直接接触，从而在其钻进过程中使得孔口产生共振。

三、路桥施工中机械钻孔灌注桩质量缺陷的防治施工技术

1、浮笼

对于机械钻孔灌注桩在施工过程中浮笼的防治策略：第一，混凝土灌注时禁止采用混凝土罐车直接对导管进行灌注，必须采用吊斗整体灌注，保证混凝土灌注时迅速覆盖淹没钢筋笼;第二，混凝土灌注前二次清孔的泥浆比重控制在1.1-1.5之间，加大泥浆的侧压力，增大钢筋笼上浮阻力;第三，混凝土灌注时安排专人观察钢筋笼吊筋情况，吊筋一旦松动，马上停止灌注，立即采用少量多次的方法，缓慢灌注混凝土，以减少因冲击而产生的巨大浮力，直到混凝土埋住钢筋笼2-5米后，才能恢复正常灌注;第四，控制混凝土导管，使其始终保持在钢筋笼的中心位置，防止起拔导管时挂住钢筋笼造成浮笼，每次拔管应进行一次吊筋松动检查，一旦出现挂笼，马上调整导管位置，脱离与钢筋笼的接触，恢复正常灌注。

2、桩心混凝土质量不合格

要防止出现桩心混凝土质量不合格的现象，就必须杜绝机械钻孔灌注桩在混凝土灌注时出现导管进水，其防治策略：首先，若为前文所述的第一种原因造成的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌和物用空气吸泥机、水力吸泥机或砂泵及抓斗清出，如果不行，必须提出钢筋笼，重新复钻清除;其次，若为第二种原因，应视具体情况，拔换原管重下新管，或用原导管插入续灌，为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土层有足够的厚度，一般宜大于20厘米，续灌的混凝土配合比应增加水泥用量，提高后灌入导管内，灌注前将导管进行小幅度抖动，使原混凝土损失的流动性弥补，以后可恢复正常。

3、断桩

要防止出现断桩的现象，就必须杜绝机械钻孔灌注桩在混凝土灌注时出现坍孔或堵管等情况。其中，对于机械钻孔灌注桩在混凝土灌注过程中发生坍孔的防治策略：首先，发生坍孔要查明原因，首先要排除影响因素，然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土，若不继续坍孔，可正常灌注，可能浪费部分混凝土;其次，若坍孔仍不能停止，且坍塌部位较深，直接导管拔出，钢筋笼取出，在以掺砂砾的黏土进行回填，当回填土沉实时机成熟后，再重新钻孔成桩。而对于其出现堵管的防治策略：首先，若为前文所述的第一种原因造成的，应在灌注前进行精心准备，特别备用机械，同时应采取措施，加快灌注速度，必要时可掺入缓凝剂，延缓混凝土初凝时间，若灌注时时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管又堵，只有重新安设冲孔，处理钢筋笼、导管，重新钻孔成桩;其次，若为第二、三种原因，可用吊绳抖动导管，或用长竿冲捣导管，或在导管上安附者或振捣器等，使其下落，如仍不能下落，须将导管连同混凝土一起拔出，进行清理整修，然后重新安装，采用以上方法重新灌注。

4、坍孔

对于机械钻孔灌注桩在钻进过程中坍孔的防治策略：首先，在陆地上埋置护筒时，应在底部夯填半米厚的粘土，在护筒周围也要夯填粘土，并注意夯实，护筒周围要均匀回填，保证护筒稳固和防止地面水的渗入;其次，应根据现场不同的地质情况，选用适宜的泥浆比重，泥浆粘度及不同的钻进速度，在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进展速度;再次，当汛期或潮湿地面水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管，连通管等措施，使水头压力相对稳定。

四、结语

通过我国大量的路桥工程实践证明，作为一种适应性极强的桩基础，机械钻孔灌注桩是非常值得被推广的。尤其是对于那些地质情况和水文情况较为复杂的路桥工程而言，机械钻孔灌注桩的工艺性能和经济效益就显得更为突出，其不仅能够有效地避免施工过程中可能发生的困难，而且对于加快施工进度、控制工程造价而言都能够发挥出不俗的作用。另外，机械钻孔灌注桩的机械设备也比较简单，施工工艺也较为低端，又不必进行降水处理，还能保证成桩的优异质量，因此在我国设计单位、施工单位以及检测单位中都受到了极大的青睐。而随着机械钻孔灌注桩在路桥施工中的应用实践经验积淀得越来越厚重，反过来又进一步促进了机械钻孔灌注桩的工艺发展。

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