交通运输论文发表之桥梁工程中钻孔灌注桩施工常见问题

交通运输论文发表期刊推荐《黑龙江交通科技》，《黑龙江交通科技》主管单位：黑龙江省交通厅主办单位：黑龙江省交通科学研究所;黑龙江省交通科技情报总站;黑龙江省公路学会。国内刊号为：CN23-1207/U，国际刊号为：ISSN1008-3383。周期：月刊。《黑龙江交通科技》期刊地位，《黑龙江交通科技》自1978年创刊以来，先进的设计理论和生产施工工艺；技术改造、企业管理的新经验、新技术、新材料、新产品、新设备、技术政策；交通工程论述，国内外交通科技动态论述等。为我省公路桥梁建设和交通运输生产服务，为加速实现我省交通运输的现代化作出贡献。
摘要：本文主要分析了首批混凝土灌注量的计算机确定，重点对钻孔灌注桩在桥梁基础施工中常见问题及处理措施进行了探讨。

关键词：桥梁基础,锚孔灌注桩,卡管,成桩质量

1首批混凝土灌注量的计算确定

在灌注钻孔桩混凝土时，首次灌注量非常重要，在这一次灌注后，导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m（规范要求），为保证继续灌注混凝土打好基础。

首次灌注量的计算公式如下式:
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式中：

V———第一次灌注量，m3；

H1———导管内混凝土高度，m；

d———导管直径，m，一般取d=0.25m；

H0———第一次灌注高度（H0=h1+h0），m；

h1———导管口埋深，m，取h1=1.0m；

h0———导管口离桩底高度，m，取h0=0.4m；

D———桩径，m；

H———桩深，m；

γ0———混凝土容重，kN/m3，取γ0=24kN/m3；γ———清孔后孔内泥浆容重，kN/m3；反循环清孔后，泥浆容量小，为10.8～11.2；正循环清孔后，泥浆容重大，为12.0～12.5；为计算方便起见取γ=11.5；k———扩孔系数，一般土质为1.10，软土为11.5～1.20，取k=1.10。

施工时按桩径和桩深来制作或选择储料斗，一般来说，储料斗容积2m3，左右适用于800mm1000mm的桩径，对于1200mm、1500mm的桩径，容积需更大一些。

在相同桩径及导管埋深时，桩深不同，混凝土容积也不同。如桩径φ1000mm，导管口埋深1.0m，而对于桩深20m、40m、60m，则容积相应为1.71m3、2.25m3、2.79m3，究其原因是桩深越深，第一次灌注后，在导管内的混凝土用于平衡导管外孔内泥柱压力的高度就越高。按式2计算，对于上面这个例子，导管内混凝土柱高度分别为9.3m、19.3m、29.3m。如果用正循环清孔，泥浆比重大，则这个高度还会更大。

2钻孔灌注桩在桥梁基础施工中常见问题分析及处理措施

2.1防止钢筋笼上浮的简易方法

钢筋笼制作与吊装技术应按《公路桥涵施工技术规范》处理。桩的钢筋骨架允许偏差应符合表1的规定。
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发生钢筋笼上浮事故的原因有两种：

⑴对于非全桩式（一般指摩擦桩）的钢筋笼，在灌注过程中，下部的混凝土到达钢筋笼底部能把钢筋笼向上拱；

⑵导管不正，在提升导管时法兰盘挂住钢筋笼，把钢筋笼朝上提。

2.2灌注时发生“气塞”的防治措施

在灌注混凝土过程中，特别是用吊车提升大斗灌注时，犹如一个密不透风的活塞朝导管内压下，管内的空气被压缩到一定程度，成为气包，顶住了混凝土灌注不下，形成了所谓“气塞”现象。为了预防此类事故的发生，方法有两种：

⑴吊车的混凝土料斗在放料时，不要太对正导管中心，可以朝储料斗一旁靠，这样使混凝土进入导管可以有个前后错开的过程；

⑵在导管内挂一根长约3～5m有筛眼的钢管，弯成钩形，吊在储料斗上，防止掉入导管内。

2.3导管进水的预防和处理方法

2.3.1主要原因

⑴首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。

⑵导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

⑶导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

2.3.2预防和处理方法

⑴对上述⑴原因引起的，应立即将导管提出，散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机紧及抓斗清出不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。

⑵对上述⑵、⑶原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。

⑶若混凝土面在水面以下不很深：①未初凝时，可于导管底部设置用混凝土特制的防水塞，将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加重力，以克服水的浮力）。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。②若如混凝土面已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水（泥浆）抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。

2.4坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原采的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。

2.5卡管

在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：

⑴初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。

⑵机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，堵在管内。当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

2.6埋管

导管无法拔出称为埋管。其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。

预防办法：应严格控制埋管深度一般不得超过6X0～8X0；导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度，导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。

3钻孔灌注桩质量事故防治措施

3.1灌注桩补强方法

灌注桩的各种质量事故，其后果均会导致桩身强度的降低，需要作补强处理。事前，应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位，共同研究，提出切实可行的处理办法，一般采用压入水泥浆补强的方法，其施工要点如下。

用高压水泵向一个孔内压入清水，压力不宜小于0.5MPa～0.7MPa，将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来，直到排出清水为止。

用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆（宜用32.5MPa水泥），进浆管应插入钻孔1.0m以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆从出浆口冒出待孔内原有清水从出浆口压出来以后，再用水灰比0.的浓水泥压入。

为使浆液得到充分扩散，应压一阵停一阵，当浓浆压力至0.7MPa～0.8MPa关闭进浆闸，稳压闷浆卸20min～25min，压浆工作即可结束。

3.2断桩的预防措施

断桩事故是钻孔灌注桩施工中最大的事故，造成断桩事故有人为因素与自然因素，而人为因素是主要的。

⑴灌注混凝土时，专人负责，一桩到底；

⑵制作储料斗时，宁大勿小，对于第一次灌注，如用吊车上料，可多备一大斗混凝土，在灌注开始后迅速补进储料斗，宁多勿少；

⑶下导管时，对每一节导管进行认真检查，密封性不好不能下入孔内；

⑷隔水栓应能顺利通过导管，隔水栓下可多垫几层水泥纸袋，以增强隔水效果；

⑸对于技术人员来说，灌进多少混凝土，桩内混凝土柱有多高，应心中有数，并要实测检验，以便确定提升导管的时刻；

⑹每一次提升导管时，一定要测定孔内导管外侧混凝土柱的高度，导管提升后，导管口埋深至少1m；

⑺必须配有备用电源和拌和设备；

⑻混凝土配料与取样严格按设计要求**；

⑼工作中密切配合，一环扣一环，一气呵成，做到准确、快速地灌注每一根桩。

4结论及建议

综上所述，灌注混凝土过程中，认真观察孔口泥浆上翻情况，发现混凝土灌注后孔中泥浆不翻出，应及时活动导管或提导管，使泥浆能翻出孔口，正常后继续灌注混凝土，严防发生堵管事故。灌注混凝土过程中，要测量混凝土面的上升高度，以便控制提升导管和拆除导管，提升导管时严防导管底口拔出混凝土面，以防发生断桩事故；灌注混凝土过程中，应防止停电、停水，施工现场应配备一台发电机及储备足够灌注用水；灌注完毕认真清洗和安置好灌注设备，做好维护和保养工作，并提前做好下一孔的灌注准备工作。