论文部分内容阅读
摘要：钻孔灌注桩作为一种建筑物基础施工形式以其适应性强、成本适中、施工简便快速、安全等特点在桥梁工程施工中广泛地应用。本文简述了市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工工艺，并探讨了施工过程中常见问题及其解决措施，可为相关施工提供参考。
关键词：
关键词： 市政桥梁工程； 钻孔灌注桩； 施工技术； 处理措施
1、桥梁工程钻孔灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩的施工工艺流程为： 施工前的准备→埋置护筒→制備泥浆→钻孔→清孔→钢筋笼制作及吊装→淺筑混凝土。
1.1 施工前的准备
施工前全面熟悉图纸，考察施工段的地质、水文情况；合理制定施工计划，安排钻机数量，配备好相应施工技术人员，做好施工前的准备。钻孔灌注桩基施工标准对桩的质量有明确的要求，并且比较详细地规定了各质量控制参数，施工前应对其进行熟悉。
1.2 护筒埋设
一般来说，护筒的内径应该比桩径大20cm～40cm，而且应该在护筒的上中下分别增设一道加劲肋，此外，护筒的上端还应该设有一道溢浆口。护筒在埋设时，深度应该大于1.5 m，其顶部应该比地下水位高出1.0 m～2.0 m，比施工地面高出0.3 m。在埋设过程中应该保证护筒处于垂直，而且护筒的中心与设计的桩基础中心应该控制偏差小于F50 mm，倾斜度误差小于1%。在对护筒进行相应的调整后对其进行固定操作，对其周边利用粘土进
行回填，并充分夯实，防止钻孔过程中出现护筒下降和跑浆的现象，施工过程中应时刻注意护筒的下降和跑浆现象，发现后及时进行处理。
1.3 泥浆的制备
钻孔中使用的泥浆通常是由水、粘土以及添加剂组成，制浆时首先将粘土进行打碎，从而减少泥浆的搅拌时间，条件允许的工程也可以选择膨胀土来作为制备泥浆的原料。在工程施工过程中，如果泥浆的比重较小或者泥浆的使用量不足都可能造成基础桩底的沉渣不易浮起，进而在桩底沉积大量沉渣，使桩与地基之间结合不够。因此，工程施工中需要采用性能非常好的泥浆，泥浆的比重和粘度都有明确的要求，并且不能用清水进行置换。
1.4 钻孔
1） 在进行钻孔前，首先应该将钻机牢固的安装在钻孔的一侧，保证在进行钻孔时，钻机不会产生位移和沉降现象，如果发生应及时对其进行处理和校正。当开始进行钻孔时，应该尽量选择冲程小，速度慢的钻孔方式，进而保证初开钻孔的坚实和方向竖直，避免在接下来的钻进过程中与护筒发生碰撞。
2） 在钻孔冲击过程中，如果碰到坚硬的卵石，可以采用较大的冲程，但是在操作中应该避免出现空锤和大松绳的现象。当碰到一些表面不够平整的漂石时，可以先填入一些粘土或小石片，垫平后再继续进行钻孔。
3） 钻孔应采取分班连续作业的方式施工，并对施工中的各种钻孔信息以及地质变化等信息进行记录，每完成3 m 的钻进后对其倾斜度进行测试并及时进行调整。
4） 在施工中如果需要进行群桩施工时，打桩的顺序对打桩的速度和质量有着重要的影响。一般打桩的顺序可以分为： 从一侧向单一方向打桩、从中间向两个对称的方向打桩以及从中间向四周同时打桩。在实际施工过程中应该根据现场的实际情况以及桩距的大小等选择合理的打桩方式，尽量减少桩机移动和转机的次数，从而尽量提高打桩施工的整体效率。
1.5 清孔
在进行清孔时，应该保证桩孔内的水位在地下水位1.0 m～1.5 m 以上，而且整个过程不能太快，避免出现坍孔和上涌的现象。清孔时应该尽量将桩孔中的沉渣清除干净，保证混凝土和基础充分的结合，使整个桩基础的承载力大大提升，清孔后的沉淀层应该保持在300 mm 以下，清孔完成后如果不能立即灌注混凝土，应该在灌注前对孔底进行重新清理。具体的清孔操作方法有：
1） 换浆清孔法。使用比重仪来进行相关的控制，利用正反循环旋转钻机，在钻孔完成后继续进行钻孔，但是不继续深入，而是利用泥浆将其中的钻渣进行清理，直至符合相关的要求。
2） 掏渣清孔法。利用掏渣筒将钻孔内的钻渣进行清除。
3） 抽浆清孔法。利用空气吸泥机，将压缩空气通过风管压入到钻空中的排泥管中，形成一种泥浆空气混合物，利用水柱将钻孔内的钻渣和泥浆一起通过排泥管排除，同时利用水泵向钻孔内注水，从而保证桩基中的水位不变，直到钻孔有清水流出时停止。
1.6 钢筋笼的制作和安装
钢筋笼在制作时，应该根据设计的尺寸以及钻架的最高起吊高度，整体或分节制作，制作的过程应该在清孔前完成。分节制作的钢筋笼应该保证其不发生变形，而且各节之间的接头应该错开。钢筋笼的外侧应该设置必要的垫块，从而对保护层起到一定的控制作用，垫块的竖向间距应为2 m，横向分布至少为4 个。钢筋笼如果出现变形弯曲或接点不好，很容易使钢筋笼与桩孔接触太紧，在灌浆时容易产生上浮现象。所以，在进行钢筋笼的制作过程中，
应该注意加工的准确度，吊运过程中避免发生碰撞，避免钢筋笼出现不必要的变形。此外，吊装时，应该尽量保持钢筋笼与桩基础中心一致，防止出现与孔壁碰撞的现象。安放时，不能让钢筋笼自由下落，不能对其顶部进行敲打，当钢筋笼到达设计的高度时，应该及时将其固定在桩孔口的位置。
2.7 灌注水下混凝土
1） 混凝土的配置。混凝土使用的粗骨料优先选择卵石，最大不能超过40mm，小于导管内径的1/8 和钢筋间距的1/4，使用级配良好的中砂。混凝土的水灰比控制在0.5～0.6 之间，水泥的使用量最小为350 kg /m3 ，混凝土的含砂率控制在40%～50%，坍落度为18cm～20cm，混凝土的初凝时间在3h～4h 之间，此外，混凝土的配合比也要严格控制，保证混凝土具有良好的和易性和流动性。为了保证混凝土的流动性，避免出现管道堵塞的现象，混凝土中的卵石和石子中的含泥量应该控制在2% 以内。混凝土的初凝时间在3h～4h之间，对于那些较浅，桩孔较小的桩基础可以满足要求，但是那些较深且大的桩基础就不能满足要求，因此需要在其中添加一定量的缓凝剂。为了使混凝土保持较好的和易性和流动性，配制时，应该按照配合比将原料放入料斗中，加入30%的水并开始搅拌，然后连同拌合料以及60%的水一起加入其中，最后再将剩余的10%水加入，整个过程需要在1 min 内完成。 2） 水下混凝土的灌注。将导管居中插入到离孔底30 cm～40 cm，导管上口接漏斗，在接口处设置隔水球。当混凝土装满漏斗后，放开隔水球，混凝土即下到孔底，排开泥浆。灌注时先灌入首批混凝土，其数量经过计算，能把泥浆从导管中排走，并能把导管下口埋入混凝土，其深度不小于1.0 m。
开始灌注混凝土后，应连续进行，并尽可能缩短拆除導管的时间。当导管内混凝土不满时应徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，堵塞导管影响混凝土的灌注。水下混凝土灌注过程中，专人测量混凝土高度及导管埋入深度，并做好水下混凝土灌注记录。在灌注过程中应经常保持孔内水头，防止坍孔。当混凝土接近和进入钢筋笼时，注意使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力。当混凝土进入钢筋骨架一定深度后，应适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。
2、桥梁工程钻孔灌注桩施工中常见问题及处理措施
2.1坍孔
（1） 原因： 钻机作业时与护筒接触， 钻机振动造成坍孔； 水位过髙造成反冲孔或渗浆， 过低使护壁失效； 钻进速度太快； 不恰当的清孔操作； 泥浆不符合要求。
（2） 处理方法： 防止钢筋笼和孔壁触碰； 保证护筒水头压力； 添加烧碱、木质素、粘土粉等方法改善泥浆性能。
2 .2 桩孔偏斜
（1） 原因： 钻头和钻杆的中心线不在一条线上； 钻孔时因遇到较大的弧石或者探头石等障碍物会导致钻杆偏离； 钻孔时， 遇到有倾斜度的岩石也会导致钻头偏位； 地面不平同样会导致底座倾斜。
（2） 预防及处理措施： 整平场地， 调整钻机位置， 使钻盘与底座水平； 勘察地底障碍物的情况， 并清除障碍物； 在遇到有倾斜度的软硬土层时， 应控制钻进速度； 逐个检查钻杆和钻头， 并及时进行调整。
2.3 断桩
（1） 原因： 混凝土灌注时机械故障、漏水或停电； 在清孔操作时， 泥浆悬浮物回沉对混凝土的上升产生影响， 导致堵管并且阻断了混凝土的灌注； 凝结时间过短、灌注时间过长等。
（ 2 ） 处理方法： 备好备用电源， 避免因停电造成灌注中断； 保证导管的埋深在2 ～ 6 m 范围， 缓慢拔出导管； 对于单根桩体的灌注时间应控制在初凝时间的1 . 5 倍以内。
2 .4 掉落杂物
（1） 原因： 钻头套质量问题； 人为操作不当； 钢丝绳老化断丝； 卡钻时强行操作， 导致钢丝绳或者钻杆断裂； 钻杆接头问题。
（2） 处理方法： 及时清理杂物， 定期检查容易断裂、老化的部位， 对于检查中发现的问题应及时进行处理。
2 .5 堵塞导管
（1） 原因： 机械故 障使混凝土失去 流动性 ；隔水塞失效； 灌注时间过长； 混凝土坍落度太小； 导管下部与孔底间距过小； 导管漏水或混凝土严重离析。
（2） 处理方法： 开始灌注操作时， 如因混凝土本身质量或者隔水栓造成的堵塞情况， 则可利用工具进行疏通， 如果混凝土失去流动性， 则需要将导管向上提升， 等混凝土开始流动后再将导管沉入； 制作尺寸满足要求的隔水栓， 在组装导管过程中注意检查内壁； 对混凝土搅拌时间、集料规格以及坍落度进行合理控制， 尽可能压缩混凝土的灌注时间。
2.6 钢筋笼上浮
（1） 原因： 导管在提升过程中将钢筋笼挂住； 钢筋笼不稳固； 灌注混凝土速度太快； 混凝土凝结时间过短； 清孔时泥浆悬浮物太多。
（2） 处理方法： 在钢筋笼底部设置环形筋，并且悍接牵引筋加以固定； 在灌注之前对导管进行升降， 保证其位于中心点； 清孔时确保含砂率符合相关要求； 保证混凝土灌注的连续性。
3、结束语
总之，钻孔灌注桩是公路桥梁建设中广泛应用的一种基础形式，它具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。但由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，因此它又是最容易出现质量问题的一种基础形式，为了保证钻孔灌注桩成桩质量，确保桥梁基础工程安全，就必须掌握科学合理的钻孔灌注桩施工技术。
参考文献：
[1] 孟俊.浅析市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术探讨[J].城市建设理论研究（ 电子版） ，2012（ 17） ： 40-41.
[2] 李效凯.试论市政工程中钻孔灌注桩施工技术[J]. 科技创新导报，2010（ 30） ： 18-21.
[3] 黄少雄.市政桥梁钻孔灌注桩施工中常见问题分析[J].城市建设理论研究（ 电子版） ，2011（ 18） ： 50-52.
关键词：
关键词： 市政桥梁工程； 钻孔灌注桩； 施工技术； 处理措施
1、桥梁工程钻孔灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩的施工工艺流程为： 施工前的准备→埋置护筒→制備泥浆→钻孔→清孔→钢筋笼制作及吊装→淺筑混凝土。
1.1 施工前的准备
施工前全面熟悉图纸，考察施工段的地质、水文情况；合理制定施工计划，安排钻机数量，配备好相应施工技术人员，做好施工前的准备。钻孔灌注桩基施工标准对桩的质量有明确的要求，并且比较详细地规定了各质量控制参数，施工前应对其进行熟悉。
1.2 护筒埋设
一般来说，护筒的内径应该比桩径大20cm～40cm，而且应该在护筒的上中下分别增设一道加劲肋，此外，护筒的上端还应该设有一道溢浆口。护筒在埋设时，深度应该大于1.5 m，其顶部应该比地下水位高出1.0 m～2.0 m，比施工地面高出0.3 m。在埋设过程中应该保证护筒处于垂直，而且护筒的中心与设计的桩基础中心应该控制偏差小于F50 mm，倾斜度误差小于1%。在对护筒进行相应的调整后对其进行固定操作，对其周边利用粘土进
行回填，并充分夯实，防止钻孔过程中出现护筒下降和跑浆的现象，施工过程中应时刻注意护筒的下降和跑浆现象，发现后及时进行处理。
1.3 泥浆的制备
钻孔中使用的泥浆通常是由水、粘土以及添加剂组成，制浆时首先将粘土进行打碎，从而减少泥浆的搅拌时间，条件允许的工程也可以选择膨胀土来作为制备泥浆的原料。在工程施工过程中，如果泥浆的比重较小或者泥浆的使用量不足都可能造成基础桩底的沉渣不易浮起，进而在桩底沉积大量沉渣，使桩与地基之间结合不够。因此，工程施工中需要采用性能非常好的泥浆，泥浆的比重和粘度都有明确的要求，并且不能用清水进行置换。
1.4 钻孔
1） 在进行钻孔前，首先应该将钻机牢固的安装在钻孔的一侧，保证在进行钻孔时，钻机不会产生位移和沉降现象，如果发生应及时对其进行处理和校正。当开始进行钻孔时，应该尽量选择冲程小，速度慢的钻孔方式，进而保证初开钻孔的坚实和方向竖直，避免在接下来的钻进过程中与护筒发生碰撞。
2） 在钻孔冲击过程中，如果碰到坚硬的卵石，可以采用较大的冲程，但是在操作中应该避免出现空锤和大松绳的现象。当碰到一些表面不够平整的漂石时，可以先填入一些粘土或小石片，垫平后再继续进行钻孔。
3） 钻孔应采取分班连续作业的方式施工，并对施工中的各种钻孔信息以及地质变化等信息进行记录，每完成3 m 的钻进后对其倾斜度进行测试并及时进行调整。
4） 在施工中如果需要进行群桩施工时，打桩的顺序对打桩的速度和质量有着重要的影响。一般打桩的顺序可以分为： 从一侧向单一方向打桩、从中间向两个对称的方向打桩以及从中间向四周同时打桩。在实际施工过程中应该根据现场的实际情况以及桩距的大小等选择合理的打桩方式，尽量减少桩机移动和转机的次数，从而尽量提高打桩施工的整体效率。
1.5 清孔
在进行清孔时，应该保证桩孔内的水位在地下水位1.0 m～1.5 m 以上，而且整个过程不能太快，避免出现坍孔和上涌的现象。清孔时应该尽量将桩孔中的沉渣清除干净，保证混凝土和基础充分的结合，使整个桩基础的承载力大大提升，清孔后的沉淀层应该保持在300 mm 以下，清孔完成后如果不能立即灌注混凝土，应该在灌注前对孔底进行重新清理。具体的清孔操作方法有：
1） 换浆清孔法。使用比重仪来进行相关的控制，利用正反循环旋转钻机，在钻孔完成后继续进行钻孔，但是不继续深入，而是利用泥浆将其中的钻渣进行清理，直至符合相关的要求。
2） 掏渣清孔法。利用掏渣筒将钻孔内的钻渣进行清除。
3） 抽浆清孔法。利用空气吸泥机，将压缩空气通过风管压入到钻空中的排泥管中，形成一种泥浆空气混合物，利用水柱将钻孔内的钻渣和泥浆一起通过排泥管排除，同时利用水泵向钻孔内注水，从而保证桩基中的水位不变，直到钻孔有清水流出时停止。
1.6 钢筋笼的制作和安装
钢筋笼在制作时，应该根据设计的尺寸以及钻架的最高起吊高度，整体或分节制作，制作的过程应该在清孔前完成。分节制作的钢筋笼应该保证其不发生变形，而且各节之间的接头应该错开。钢筋笼的外侧应该设置必要的垫块，从而对保护层起到一定的控制作用，垫块的竖向间距应为2 m，横向分布至少为4 个。钢筋笼如果出现变形弯曲或接点不好，很容易使钢筋笼与桩孔接触太紧，在灌浆时容易产生上浮现象。所以，在进行钢筋笼的制作过程中，
应该注意加工的准确度，吊运过程中避免发生碰撞，避免钢筋笼出现不必要的变形。此外，吊装时，应该尽量保持钢筋笼与桩基础中心一致，防止出现与孔壁碰撞的现象。安放时，不能让钢筋笼自由下落，不能对其顶部进行敲打，当钢筋笼到达设计的高度时，应该及时将其固定在桩孔口的位置。
2.7 灌注水下混凝土
1） 混凝土的配置。混凝土使用的粗骨料优先选择卵石，最大不能超过40mm，小于导管内径的1/8 和钢筋间距的1/4，使用级配良好的中砂。混凝土的水灰比控制在0.5～0.6 之间，水泥的使用量最小为350 kg /m3 ，混凝土的含砂率控制在40%～50%，坍落度为18cm～20cm，混凝土的初凝时间在3h～4h 之间，此外，混凝土的配合比也要严格控制，保证混凝土具有良好的和易性和流动性。为了保证混凝土的流动性，避免出现管道堵塞的现象，混凝土中的卵石和石子中的含泥量应该控制在2% 以内。混凝土的初凝时间在3h～4h之间，对于那些较浅，桩孔较小的桩基础可以满足要求，但是那些较深且大的桩基础就不能满足要求，因此需要在其中添加一定量的缓凝剂。为了使混凝土保持较好的和易性和流动性，配制时，应该按照配合比将原料放入料斗中，加入30%的水并开始搅拌，然后连同拌合料以及60%的水一起加入其中，最后再将剩余的10%水加入，整个过程需要在1 min 内完成。 2） 水下混凝土的灌注。将导管居中插入到离孔底30 cm～40 cm，导管上口接漏斗，在接口处设置隔水球。当混凝土装满漏斗后，放开隔水球，混凝土即下到孔底，排开泥浆。灌注时先灌入首批混凝土，其数量经过计算，能把泥浆从导管中排走，并能把导管下口埋入混凝土，其深度不小于1.0 m。
开始灌注混凝土后，应连续进行，并尽可能缩短拆除導管的时间。当导管内混凝土不满时应徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气囊，堵塞导管影响混凝土的灌注。水下混凝土灌注过程中，专人测量混凝土高度及导管埋入深度，并做好水下混凝土灌注记录。在灌注过程中应经常保持孔内水头，防止坍孔。当混凝土接近和进入钢筋笼时，注意使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力。当混凝土进入钢筋骨架一定深度后，应适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。
2、桥梁工程钻孔灌注桩施工中常见问题及处理措施
2.1坍孔
（1） 原因： 钻机作业时与护筒接触， 钻机振动造成坍孔； 水位过髙造成反冲孔或渗浆， 过低使护壁失效； 钻进速度太快； 不恰当的清孔操作； 泥浆不符合要求。
（2） 处理方法： 防止钢筋笼和孔壁触碰； 保证护筒水头压力； 添加烧碱、木质素、粘土粉等方法改善泥浆性能。
2 .2 桩孔偏斜
（1） 原因： 钻头和钻杆的中心线不在一条线上； 钻孔时因遇到较大的弧石或者探头石等障碍物会导致钻杆偏离； 钻孔时， 遇到有倾斜度的岩石也会导致钻头偏位； 地面不平同样会导致底座倾斜。
（2） 预防及处理措施： 整平场地， 调整钻机位置， 使钻盘与底座水平； 勘察地底障碍物的情况， 并清除障碍物； 在遇到有倾斜度的软硬土层时， 应控制钻进速度； 逐个检查钻杆和钻头， 并及时进行调整。
2.3 断桩
（1） 原因： 混凝土灌注时机械故障、漏水或停电； 在清孔操作时， 泥浆悬浮物回沉对混凝土的上升产生影响， 导致堵管并且阻断了混凝土的灌注； 凝结时间过短、灌注时间过长等。
（ 2 ） 处理方法： 备好备用电源， 避免因停电造成灌注中断； 保证导管的埋深在2 ～ 6 m 范围， 缓慢拔出导管； 对于单根桩体的灌注时间应控制在初凝时间的1 . 5 倍以内。
2 .4 掉落杂物
（1） 原因： 钻头套质量问题； 人为操作不当； 钢丝绳老化断丝； 卡钻时强行操作， 导致钢丝绳或者钻杆断裂； 钻杆接头问题。
（2） 处理方法： 及时清理杂物， 定期检查容易断裂、老化的部位， 对于检查中发现的问题应及时进行处理。
2 .5 堵塞导管
（1） 原因： 机械故 障使混凝土失去 流动性 ；隔水塞失效； 灌注时间过长； 混凝土坍落度太小； 导管下部与孔底间距过小； 导管漏水或混凝土严重离析。
（2） 处理方法： 开始灌注操作时， 如因混凝土本身质量或者隔水栓造成的堵塞情况， 则可利用工具进行疏通， 如果混凝土失去流动性， 则需要将导管向上提升， 等混凝土开始流动后再将导管沉入； 制作尺寸满足要求的隔水栓， 在组装导管过程中注意检查内壁； 对混凝土搅拌时间、集料规格以及坍落度进行合理控制， 尽可能压缩混凝土的灌注时间。
2.6 钢筋笼上浮
（1） 原因： 导管在提升过程中将钢筋笼挂住； 钢筋笼不稳固； 灌注混凝土速度太快； 混凝土凝结时间过短； 清孔时泥浆悬浮物太多。
（2） 处理方法： 在钢筋笼底部设置环形筋，并且悍接牵引筋加以固定； 在灌注之前对导管进行升降， 保证其位于中心点； 清孔时确保含砂率符合相关要求； 保证混凝土灌注的连续性。
3、结束语
总之，钻孔灌注桩是公路桥梁建设中广泛应用的一种基础形式，它具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。但由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，因此它又是最容易出现质量问题的一种基础形式，为了保证钻孔灌注桩成桩质量，确保桥梁基础工程安全，就必须掌握科学合理的钻孔灌注桩施工技术。
参考文献：
[1] 孟俊.浅析市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术探讨[J].城市建设理论研究（ 电子版） ，2012（ 17） ： 40-41.
[2] 李效凯.试论市政工程中钻孔灌注桩施工技术[J]. 科技创新导报，2010（ 30） ： 18-21.
[3] 黄少雄.市政桥梁钻孔灌注桩施工中常见问题分析[J].城市建设理论研究（ 电子版） ，2011（ 18） ： 50-52.