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摘 要：作为广泛应用于铁路桥梁建设工程中的重要桩基技术，钻孔灌注桩的施工工艺正在日趋成熟，然而，由于该技术施工的工艺流程较为复杂，不可预见的影响因素多，因此成桩质量不佳导致的工程问题也相当常见。本文结合笔者的实践经验，介绍了钻孔灌注桩的工艺流程，并在此基础上，分析了灌注桩施工中较常见的质量问题及其防治对策，为确保铁路桥梁工程的整体质量提供了有力的技术支持。
关键词：铁路建设 桥梁施工 钻孔灌注桩
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0046-01
1 钻孔灌注桩技术概述
钻孔灌注桩施工技术是指在工程现场通过机械钻孔形成桩孔后，在孔内放置钢筋笼并灌注混凝土，从而形成桩基的过程。与其他桩基形式不同，钻孔灌注桩基本适用于所有的地基作业情况，成桩规模大、强度高，且施工对环境的影响较小。随着钻孔灌注桩施工技术的不断成熟，该技术也正越来越多地被应用于高速铁路桥梁工程之中，为我国公共交通基础建设事业提供了有力的技术支持。然而应该看到的是，该技术工艺流程较为复杂，不可预见的影响因素多，特别是由于灌注过程是在泥浆中进行的，因此给混凝土质量的控制造成了一定困难，而混凝土质量对桩基承载能力的具有重大影响，施工人员必须结合实际情况，严格遵循工艺要求，对可能影响施工作业的各种问题进行有效控制。
2 钻孔灌注桩施工的工艺流程
钻孔灌注桩施工的一般工艺流程如下：施工准备—钻机就位—钻孔取样—成孔验收—泥浆的制备与应用—一次清孔—钢筋笼的安装—钻机移位—二次清孔—水下混凝土灌注—成桩质量检测。
2.1 准备工作
钻孔灌注桩的施工准备主要包括优选机具、平整场地、桩位放样及埋设护筒等内容。钻孔机具应根据地质条件加以选择，如砂土层宜选用冲击钻钻机，岩石层和碎石层则应选择十字形的实心钻头，其直径还应与设计桩径一致。钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒，护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2 m，在旱地或筑岛时应高出施工地面0.5 m。
2.2 钻机就位与泥浆的调制
钻机的安装应水平、稳固，并用水平尺及测锤校验，确保钻头与护筒中心及设计桩位中心成一垂线。泥浆通常是由膨润土、添加剂与水以适当比例调制而成的，调制中首先应注意对粘度和比重指标的控制，并及时检测和调整泥浆的其他各项指标。为提高钻孔效率，施工人员要注意排除孔内钻渣，并认真清理泥浆地沟中的沉淀物。
2.3 钻孔环节的技术要点
钻孔初时宜采用小冲程，使成孔坚实、圆顺，对继续钻孔起导向作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后方可进行正常冲击，冲程以2.0 m～3.0 m为宜。应使起落钻头速度保持均匀，并经常检查钻头转向装置，使钻头能够自由转动。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外，并对孔口加盖。最后，应对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔。
2.4 钢筋笼的安装
安装前应首先进行清孔操作，目前施工中多通过二次清孔工艺以便得到更加理想的泥浆比重，第一次清孔是指在钻机达到设计深度后，直接利用泥浆泵进行的换浆作业，这一环节中将清除孔中的绝大部分沉渣，而第二次清孔则是钢筋笼在钢筋笼和导管放下后，利用导管对泥浆中的沉淀进行清理。清孔的标准应依照：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3 mm的颗粒，泥浆比重≤1.1，含砂率<2%，粘度在17～20 s之间；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱桩应≤5 cm，摩擦桩≤20 cm。在安装环节，应始终保持骨架垂直，接头牢固；钢筋笼入孔后应准確、牢固定位，平面位置偏差≤10 cm，底面高程偏差≤±10 cm，在笼上端应均匀设置吊环或固定杆，钢筋笼外侧应对称设置控制钢筋笼保护层厚度的垫块，每2 m均匀布置4块。
2.5 混凝土的灌注
灌注环节的导管埋深以2～6 m为宜，每根桩的灌注时间不应过长，中间不得停顿，并保证混凝土顶面灌注到桩顶设计高程以上1 m左右。当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土压力≤其在桩内顶升的阻力，此时应提升导管；若需提高0.5～1.0 m以上才能灌入混凝土，则此时应拆除一些导管，以减小导管埋深。
2.6 常见施工问题的处理及质量检测
在整个施工过程中，最常见的问题包括：成孔问题（如出现扩孔、塌孔、斜孔）、卡钻问题、断桩问题、以及浮笼问题等。施工人员一旦发现问题，必须在第一时间找出原因并及时补救。如塌孔问题多是由于护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足，或在松软砂土层中钻孔时进尺过快，泥浆护壁形成较慢，导致孔壁渗水等原因所致，此时应以粘土夯填护筒出浆孔处，并重新选择钻进速度。若遇到较严重的塌孔情况，则应将钻孔全部回填，待其稳定后重新钻孔。因混凝土坍落度小、和易性差，或电机意外停工等情况造成断桩问题时，可用粗钢筋在导管内冲击，同时用锤敲击导管侧壁，把堵塞的混凝土冲开，重新将导管下至混凝土里面，并用抽水机抽干导管里的水，将导管提升约10 mm后，采用高压泵从导管内下送到混凝土里注入水泥浆，再继续浇筑。为提高桩基质量，还应对所有钻孔桩桩身（每根提取须≥2试件）混凝土进行超声波检测，确保其性能符合相关质量标准的要求。
3 结语
作为广泛应用于铁路桥梁建设工程中的重要桩基技术，钻孔灌注桩的施工工艺正在日趋成熟，然而，复杂地质条件及其他不可预见的影响因素也常导致成桩质量出现问题，给铁路系统造成不必要的经济损失的同时，也埋下了重大的事故风险隐患。因此钻孔灌注桩工程中应对各个施工环节给予严格的质量控制，一旦问题出现则必须采取及时、有效的处置措施，切实保证灌注桩的成桩质量。
参考文献
[1] 梁杰权.浅谈桥梁工程中钻孔灌注桩的成桩质量控制[J].中国新技术新产品，2008（10）.
[2] 李恒太.复杂地质条件下钻孔灌注桩钻孔技术研究[J].工程质量，2012（1）.
[3] 罗春鸣，吴针样，林东.浅谈桥梁钻孔灌注桩施工中常遇病害及其处理方法[J].广西质量监督导报，2008（7）.
[4] 钟仕林，张云，丁静.浅谈混凝土钻孔灌注桩施工工艺与技术控制[J].山西建筑，2010（18）.
关键词：铁路建设 桥梁施工 钻孔灌注桩
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0046-01
1 钻孔灌注桩技术概述
钻孔灌注桩施工技术是指在工程现场通过机械钻孔形成桩孔后，在孔内放置钢筋笼并灌注混凝土，从而形成桩基的过程。与其他桩基形式不同，钻孔灌注桩基本适用于所有的地基作业情况，成桩规模大、强度高，且施工对环境的影响较小。随着钻孔灌注桩施工技术的不断成熟，该技术也正越来越多地被应用于高速铁路桥梁工程之中，为我国公共交通基础建设事业提供了有力的技术支持。然而应该看到的是，该技术工艺流程较为复杂，不可预见的影响因素多，特别是由于灌注过程是在泥浆中进行的，因此给混凝土质量的控制造成了一定困难，而混凝土质量对桩基承载能力的具有重大影响，施工人员必须结合实际情况，严格遵循工艺要求，对可能影响施工作业的各种问题进行有效控制。
2 钻孔灌注桩施工的工艺流程
钻孔灌注桩施工的一般工艺流程如下：施工准备—钻机就位—钻孔取样—成孔验收—泥浆的制备与应用—一次清孔—钢筋笼的安装—钻机移位—二次清孔—水下混凝土灌注—成桩质量检测。
2.1 准备工作
钻孔灌注桩的施工准备主要包括优选机具、平整场地、桩位放样及埋设护筒等内容。钻孔机具应根据地质条件加以选择，如砂土层宜选用冲击钻钻机，岩石层和碎石层则应选择十字形的实心钻头，其直径还应与设计桩径一致。钻孔前应设置坚固、不漏水的孔口护筒，护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2 m，在旱地或筑岛时应高出施工地面0.5 m。
2.2 钻机就位与泥浆的调制
钻机的安装应水平、稳固，并用水平尺及测锤校验，确保钻头与护筒中心及设计桩位中心成一垂线。泥浆通常是由膨润土、添加剂与水以适当比例调制而成的，调制中首先应注意对粘度和比重指标的控制，并及时检测和调整泥浆的其他各项指标。为提高钻孔效率，施工人员要注意排除孔内钻渣，并认真清理泥浆地沟中的沉淀物。
2.3 钻孔环节的技术要点
钻孔初时宜采用小冲程，使成孔坚实、圆顺，对继续钻孔起导向作用。钻进深度超过钻头全高加冲程后方可进行正常冲击，冲程以2.0 m～3.0 m为宜。应使起落钻头速度保持均匀，并经常检查钻头转向装置，使钻头能够自由转动。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外，并对孔口加盖。最后，应对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔。
2.4 钢筋笼的安装
安装前应首先进行清孔操作，目前施工中多通过二次清孔工艺以便得到更加理想的泥浆比重，第一次清孔是指在钻机达到设计深度后，直接利用泥浆泵进行的换浆作业，这一环节中将清除孔中的绝大部分沉渣，而第二次清孔则是钢筋笼在钢筋笼和导管放下后，利用导管对泥浆中的沉淀进行清理。清孔的标准应依照：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3 mm的颗粒，泥浆比重≤1.1，含砂率<2%，粘度在17～20 s之间；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，柱桩应≤5 cm，摩擦桩≤20 cm。在安装环节，应始终保持骨架垂直，接头牢固；钢筋笼入孔后应准確、牢固定位，平面位置偏差≤10 cm，底面高程偏差≤±10 cm，在笼上端应均匀设置吊环或固定杆，钢筋笼外侧应对称设置控制钢筋笼保护层厚度的垫块，每2 m均匀布置4块。
2.5 混凝土的灌注
灌注环节的导管埋深以2～6 m为宜，每根桩的灌注时间不应过长，中间不得停顿，并保证混凝土顶面灌注到桩顶设计高程以上1 m左右。当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土压力≤其在桩内顶升的阻力，此时应提升导管；若需提高0.5～1.0 m以上才能灌入混凝土，则此时应拆除一些导管，以减小导管埋深。
2.6 常见施工问题的处理及质量检测
在整个施工过程中，最常见的问题包括：成孔问题（如出现扩孔、塌孔、斜孔）、卡钻问题、断桩问题、以及浮笼问题等。施工人员一旦发现问题，必须在第一时间找出原因并及时补救。如塌孔问题多是由于护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足，或在松软砂土层中钻孔时进尺过快，泥浆护壁形成较慢，导致孔壁渗水等原因所致，此时应以粘土夯填护筒出浆孔处，并重新选择钻进速度。若遇到较严重的塌孔情况，则应将钻孔全部回填，待其稳定后重新钻孔。因混凝土坍落度小、和易性差，或电机意外停工等情况造成断桩问题时，可用粗钢筋在导管内冲击，同时用锤敲击导管侧壁，把堵塞的混凝土冲开，重新将导管下至混凝土里面，并用抽水机抽干导管里的水，将导管提升约10 mm后，采用高压泵从导管内下送到混凝土里注入水泥浆，再继续浇筑。为提高桩基质量，还应对所有钻孔桩桩身（每根提取须≥2试件）混凝土进行超声波检测，确保其性能符合相关质量标准的要求。
3 结语
作为广泛应用于铁路桥梁建设工程中的重要桩基技术，钻孔灌注桩的施工工艺正在日趋成熟，然而，复杂地质条件及其他不可预见的影响因素也常导致成桩质量出现问题，给铁路系统造成不必要的经济损失的同时，也埋下了重大的事故风险隐患。因此钻孔灌注桩工程中应对各个施工环节给予严格的质量控制，一旦问题出现则必须采取及时、有效的处置措施，切实保证灌注桩的成桩质量。
参考文献
[1] 梁杰权.浅谈桥梁工程中钻孔灌注桩的成桩质量控制[J].中国新技术新产品，2008（10）.
[2] 李恒太.复杂地质条件下钻孔灌注桩钻孔技术研究[J].工程质量，2012（1）.
[3] 罗春鸣，吴针样，林东.浅谈桥梁钻孔灌注桩施工中常遇病害及其处理方法[J].广西质量监督导报，2008（7）.
[4] 钟仕林，张云，丁静.浅谈混凝土钻孔灌注桩施工工艺与技术控制[J].山西建筑，2010（18）.