桥梁钻孔灌注桩的成桩质量控制探析

摘要：钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。本文结合作者多年来在桩基础工程的施工经验，对钻孔灌注桩施工技术质量控制措施进行了分析阐述。
　　关键词：桥梁技术；钻孔灌注桩；施工技术；质量控制
　　
　　1成桩质量控制分析
　　钻孔灌注桩在施工时候的关键，不但在于施工工艺及地基承载力，还在于沉渣量是否符合规范要求。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到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，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。
　　1.1对质量控制应以预防为主，在施工前做好充分的准备工作，制定相应的防范措施，并责任到人。
　　1.2严把队伍进场关。采用一流的人才，先进的工艺，过硬的设备进场，为优良工程打下坚实的基础。
　　1.3严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要检测手段。我们的做法是：对承担桩基检测任务的单位和个人进行资格审查，逐根桩做超声波检测。对处理后的缺陷桩做二次检测，以确保成桩质量及工程的安全性。
　　1.4钻孔灌注桩水下混凝土灌注
　　1)钻孔桩采用C25水下混凝土，水灰比不应大干0.5，混凝土粗骨料最大粒径不应大于4cm，且不应大于钢筋笼主筋最小净距的1/4。混凝土拌合物应有良好的和易性，无离析，泌水现象。混凝土的初凝时间应大于2.5h，灌注时应保持足够的流动性，混凝土坍落度宜为18cm-22cm。夏天温度高，混凝土工厂生产时应适当提高混凝土的坍落度，经路上运输损失，到达工地灌注时还应保持在18cm以上。混凝土灌注过程中按要求及时测量混凝土坍落度。
　　2)首批混凝土储量要求将导管中的水全部压出后，填满导管底部，并保证导管初始埋深不小于1m。
　　3)剪球前，导管距孔底的高度适当，一般取20～40cm。剪球后向导管内倾倒混凝土应徐徐进行，以防产生高压气囊。水下混凝土灌注连续进行，严禁中途停顿，密切注意管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋入深度，一般埋管深度控制在2m-6m之间。
　　4)随着孔内混凝土面的上升，导管应勤拔，及时逐节拆除，拆下的管节应立即冲洗干净，堆放整齐。拆除导管时应谨慎小心，防止已拆管节脱落孔中。
　　5)混凝土灌注至桩顶以后，超出设计桩顶30～50cm，然后及时将已离析的混合物及水泥浆等清除干净。每桩按照规范要求取试件2～4组，当桩身混凝土达到其设计强度的70%后，检测桩身混凝土的质量。
　　2成孔质量控制分析
　　成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。
　　2.1确保桩身成孔垂直精度
　　这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施。
　　2.2泥浆护壁技术
　　泥浆护壁是钻孔灌注桩施工技术关键之一。泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。泥浆护壁按土层的性质可以用原土造浆，即钻孔时直接注人清水使之与原位的粘土混合成护壁泥浆，也可用人工制备的泥浆。在砂层、砂夹层等易塌孔的土层中钻孔，应采用人工制备的特殊泥浆。
　　泥浆的作用是护壁、携砂、冷却钻头和润滑，其中护壁和携砂是主要的。注入干净泥浆的比重应控制在1.1左右，泥浆稠度过大会影响钻进速度，而泥浆过稀则不利于护壁和排渣。排出泥浆的比重应控制在1.2-1.4左右;当穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层时排出泥浆的比重可增大至1.3-1.5。泥浆除控制比重外，还应定期测定它的粘度。在不同的土层中钻孔，泥浆粘度要求是不同的，在混有砂土的淤泥层中，合适的泥浆粘度为20-23Pa.s；在砂土中为23一45Pa.s；在沙砾层中大于45Pa.s。
　　2.3确保桩位、桩顶标高和成孔深度。
　　在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，应保持护筒位置稳定，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
　　虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。
　　为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，在软粘土钻进最快20m／min左右，在细粉砂层钻进都是15m／min左右，两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。
　　3钢筋笼制作、安装
　　1）钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。原材料进场堆放在钢筋底部衬垫枕木上，确保钢筋堆放离地面高30cm，保证底部排水畅通。钢筋放置过程中，需采用彩条布遮盖防雨防尘。现场施焊的焊缝应按规范要求并抽检试验。
　　2）设专用胎架和施工平台，按照设计图纸将钢筋笼按要求分段制作，加强箍筋间距按≤2m设置。
　　3）钢筋加工严格按照设计图纸和相关技术规范的要求执行，主筋在制作前必须整直，整直后钢筋弯曲度应不大于长度的1%，并不得有局部弯折。主筋一般应尽量用整根钢筋，分段后的钢筋笼主筋接头应互相错开，接头长度内，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度内的受力钢筋，其接头截面积占总截面积百分率小于50%（接头长度为35d）。
　　4）成型钢筋笼吊放、运输、安装，应采取预防变形措施，不得产生运输变形。为防止钢筋笼在吊装、运输、安装过程中变形，对钢筋笼加强筋处进行交叉加固，加固方式采取在钢筋笼内加十字撑的方式，并焊接牢固，当钢筋笼安装就位后将其拆除。钢筋笼分节起吊连接时，采用25t或35t汽车吊机大小钩配合起吊，并将吊点处采用扁担加固并起吊，以防止钢筋笼变形。
　　5）在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊；具体做法为：按顺序逐节垂直下放钢筋笼，上下节钢筋笼各主筋应对准校正，节段间在孔口采用帮条焊接方式对称施焊，焊接长度满足规范要求。下钢筋笼时间要尽量缩短，并每隔2米在同一截面上按90度对称安置4个钢筋保护筋。
　　6）钢筋笼起吊时，吊点应拴牢并布置合理，使笼子吊起后处于自然铅垂状态，并无明显变形，下吊钢筋笼骨架过程中，不要碰撞孔壁，要采取措施让其沿孔中心垂直插入。在钢筋笼外侧焊设计图纸上的定位钢筋，以保证保护层的厚度。吊放钢筋骨架入桩孔时，均匀下落，保证钢筋笼居中。钢筋笼下到标高后，要检查钢筋笼顶部的中心偏差，使之＜5cm，待全部入孔经确认符合要求后，将钢筋笼进行固定，避免下沉和灌注混凝土时上浮。
　　7）在施工过程中还要特别注意以下几点：①钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。②要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。③钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。
　　4结束语
　　钻孔灌注桩是一种比较常见，施工速度快，受气候环境影响小的桥梁基础形式。在施工中，应结合工程的实际，按照设计文件与施工规范的要求，选取合理的施工工艺，坚持以预防为主的原则，采取有效的措施进行施工控制，及时解决施工过程中出现的各种问题，不断总结经验教训，提高施工技术水平。才能保质保量地完成任务。
　　
　　
　　
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