时间：2013-11-29 分类：交通运输
摘要：随着我国桥梁工程建设事业的蓬勃发展，桩基已成为工程中重要的基础形式，在所有桩基类型中，尤以钻孔灌注桩为主。钻孔灌注桩属于隐藏工程，由于地下工程的不可见、影响因素较多以及本身施工的复杂性，可能会造成比较多的缺陷。因此不断总结、分析这些缺陷并运用相应的防治措施解决实际问题，在钻孔灌注桩基础施工的质量控制中显得尤为重要。本文首先分析了桥梁工程中钻孔灌注桩施工质量控制的重要性，然后详细探讨了工程中的质量控制要点，最后对钻孔灌注桩常见的质量问题及防治措施进行了阐述。
关键词：桥梁,钻孔灌注桩,桩基,混凝土灌注,钢筋笼
一、桥梁工程中钻孔灌注桩基础施工质量控制的重要性
桩基工程利用新技术与新的施工材料提高了桩基的承载力与使用寿命，为我国公路、铁路运输事业的发展提供了坚实的技术基础。在我国桥梁工程项目不断增加的今天，桥梁施工过程中钻孔灌注桩有着极为重要的应用。提高施工企业钻孔灌注桩施工质量控制的认识对保障工程施工质量、提高桥梁使用寿命有着重要的意义。在现代车辆载重量不断提高的今天，桥梁桩基施工质量直接影响到桥梁的承载能力，关系到桥梁的使用安全。针对桥梁工程桩基础施工质量的重要性，现代桥梁钻孔灌注桩的施工比寻加强质量控制与管理。以现代桩基工程质量控制理论知道施工管理，以此保证桩基施工质量、保障桥梁整体工程承载力与使用寿命。
二、桥梁工程中钻孔灌注桩施工质量的控制要点
(一)泥浆的制备
泥浆循环池由制浆池、沉淀池、泥浆池组成。为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔过程中，对沉淀池中沉渣及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时用汽车运至指定弃土场。泥浆选用水化快、造浆能力强的优质粘土制作，造浆用的优质粘土塑性指标大于25，粒径小于0.074mm，粘粒含量大于50%。泥浆比重，冲击钻孔一般不超过1.4。
(二)清孔的质量控制
清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣尽量排除干净。
清孔方法主要有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射和砂浆置换等。不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.10～1.20，清孔后孔底残留的沉渣厚度，对于支承桩不得大于100mm，对于摩擦桩不得大于300mm。通常清孔分两次进行，既在钻孔结束后清孔一次，待钢筋笼、导管安放完毕后再清一次孔。第二次清孔后应马上进行水下混凝土的灌注工作，中间耽搁时间不宜过长。
(三)钢筋笼的制作要点
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。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计高度上，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。
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。同时，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。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。
钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下：水下浇注混凝土桩±20mm，非水下浇注混凝土桩±10mm。具体允许偏差值见下表：
(四)水下混凝土灌注
水下混凝土灌注是保证钻孔桩质量最重要、最关键的工序。灌注导管采用φ250mm的快速卡口垂直提升导管。导管使用前组装编号，并进行接头抗拉试验和水密性试验，保证接头牢固、严密、不漏水。具体施工控制要点如下：
1、下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼。导管安装的长度建立复核和检验制度，避免因误装造成断桩。
2、水下混凝土灌注前，再次检查沉渣厚度，如不合格，进行二次清孔，合格后立即开始灌注混凝土。
3、混凝土选定适当的混凝土配合比，粗骨料选用碎石，粒径为5～25mm，砂为级配良好的中砂，优先采用矿碴水泥，含砂率为40%～45%。坍落度为18～22cm，掺加适量的缓凝剂，延长混凝土的初凝时间。
4、混凝土在混凝土搅拌站生产供应，由混凝土搅拌运输汽车运输至桩位处，直接灌注或泵送，汽车起重机配合灌注。
5、首批混凝土灌注量必须保证导管埋深不小于1m，拔球前准备足够的混凝土储备量，保证拔球后导管的埋置深度大于1m并小于3m。拔球前，导管距孔底的高度要适当，一般取30cm左右。#p#分页标题#e#
6、混凝土灌注过程中，注意观察管内混凝土面下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度。导管埋置深度要适当，埋置深度控制在2～4m的范围内。
7、水下混凝土灌注要快速、连续不间断地进行，灌注标高比设计桩顶超灌0.5～1.0m，以便凿除桩头浮浆，确保桩身混凝土质量。
(五)桩基检测
按规定制作混凝土试件，检查桩身混凝土强度，按规定对每根桩基进行无破损检测，必要时对桩基进行大应变或钻芯取样检测。
当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。
三、桥梁钻孔灌注桩常见质量通病及防治
(一)坍孔
1、坍孔的形成原因
坍孔是由于钻孔灌注桩成桩过程中桩壁四周土体不连续而产生切变，桩壁四周土体的粘聚力与内摩擦角等发生变化，受桩体周围土体竖向应力、侧向压力、地下压力等影响，受桩体周围土体竖向应力、侧向压力、地下水压力等影响，达到临界状态，出现程度不一的孔壁坍塌等质量事故。通过深入分析，发现造成施工事故的原因主要在于：成孔速度太快，在孔壁周围来不及形成泥膜;泥浆的密度及粘度不适宜;保持的水头压力不够;在砾石等地下透水层等处有渗流水，钻孔中出现程度较大的水渗流现象;沉放钢筋时，碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁;护筒的长度不够，护筒变形或形状不合适等。
2、防治措施
控制成孔速度，成孔速度应根据地质情况并参照施工规范选取。当然泥浆的密度及粘度对钻孔时排渣与护壁的控制也很重要，也应参照施工规范合理选择。
另外，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量漏浆时，应考虑是否改用其他施工方法。在施工中如发生坍孔事故，则坍孔的桩孔应及时回填粘土等适宜材料，停置至少15d以上，当地层呈现稳定后才能再度施工。
(二)缩颈
缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题，主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况，应采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
(三)钢筋笼偏位
1、钢筋笼偏位的原因
钢筋笼偏位主要包括钢筋笼上浮或下沉，钢筋笼中心线沿桩基中心线失偏等问题。有如下几种情况：钢筋笼放置初始位置过高或过低;混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置过深，钢筋笼被混凝土顶托上浮;导管掩埋过长，提升时，易摇晃，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象;导管提升过程，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮;钢筋笼自重太轻，被混凝土顶起等其它原因。钢筋笼上浮较大时，降低了桩体下部原本有配筋截面的抗剪切与抗弯能力，下沉过多，给施工带来麻烦并且浪费钢材。
2、钢筋笼偏位的防治措施
钢筋笼安放初始位置应准确，并与孔口固定牢固。为防止钢筋笼下沉或上升，可采用固定等方法顶住钢筋笼上口。同时合理控制混凝土的灌注速度，防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼骨架底面1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底面4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底面2m以上，即可恢复正常灌注。
灌注过程中如果导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，导管中混凝土流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。施工时每浇灌一斗混凝土，检查一次埋深，勤测深，勤拆管，直到钢筋笼埋牢后，恢复正常埋置深度，一般控制在2～4m，最大不超过6m。
(四)断桩
1、断桩的形成
由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体;由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象;浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。
2、断桩的防治
成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。
灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。#p#分页标题#e#
灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。绑扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
结语
综上，钻孔灌注桩是一种比较常见的施工速度快，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。
参考文献：
[1]谢尹哲.钻孔灌注桩的施工质量控制[J].交通世界，2010.15.
[2]资魁.对钻孔灌注桩基础工程施工技术的探讨[J].四川建材，2009.6.
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