道路桥梁工程钻孔灌注桩施工问题分析

道路桥梁工程钻孔灌注桩施工问题分析

李新生

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摘要：桩基础是桥梁工程最常用的基础结构形式，具有施工高效、操作简单、技术明确等技术优势，目前已经发展成为一套成熟的施工工艺，桩基础施工也常采用钻孔灌注桩工艺型式。钻孔灌注桩施工中因为受到地形状况、地质条件、施工机具等诸多不确定因素的影响，钻孔过程难以全面保障质量，可能存在偏斜和断桩等严重的质量问题。

关键词：施工技术；钻孔；灌注

1 钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩的应用广泛，从施工工艺上看，大致可以分为五个部分，即施工准备阶段、钻孔阶段、清孔阶段、制作和下放钢筋笼阶段、灌注桩混凝土后压浆施工。施工准备主要是指钻孔灌注桩施工前的所有准备工作，包括选择钻机、钻具、场地布置等，认真细致地做好施工准备，可以提高各项资源利用率，保证施工活动有序开展。在钻机选择方面，按成孔方法分类，可以分为螺旋式、冲抓式、潜水式和振动式四种，其中，冲抓式钻孔机主要用于大型工业建筑和桥梁施工。

2 路桥施工中钻孔灌注桩施工的常见问题

2.1 断桩

断桩问题在钻孔桩浇筑混凝土施工步骤中产生，发生断桩问题可通过超声波检测，分析桩身混凝土的均匀性从而明确断桩所在位置，并及时采取措施进行补救。诸多因素都会导致断桩的可能性，总而言之，可从混凝土质量、导管问题、孔壁问题3方面分析断桩的原因。

（1）混凝土质量方面，如果混凝土坍落度太小，石料粒径太大，运输时间太长引起混凝土离析，或者骨料含水率较大引起结块等，都会导致关注过程中引起导管堵塞形成断桩。

（2）导管方面，如果施工中因为计算错误引起导管长度不足使得首批浇筑混凝土不能埋住导管底部引起断桩，如果导管施工过程中盲目提管使得导管口拔出混凝土面形成断桩，如果导管接口渗漏使得泥浆进入导管引起夹层断桩，如果导管埋入深度较大使得拔管困难引起灌注中断使得断桩。

（3）孔壁问题方面，如果浇筑混凝土过程中发生孔壁坍塌同样会导致灌注中断，造成断桩。

2.2 桩孔偏斜

桩孔偏斜主要表现为成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲，改变了桩竖向承载受力特性，倾斜严重将无法正常施工。究其原因，钻孔中遇到较大孤石、钻头受力不均、钻杆接头不正、钻机底座未安置水平等因素，都会造成桩孔偏斜。

2.3 水下砼灌注

水下砼灌注也就是水下混凝土灌注，堵管、桩顶部位疏松、桩身砼夹泥或断桩等问题，严重影响着钻孔灌注桩施工。具体说来，堵管问题是指在钻孔灌注桩混凝土施工中导管堵塞的现象，如选用减水剂、缓凝剂、水灰比、骨料的粒径和级配等使用不当，都会造成堵管现象；桩顶部位疏松是指桩顶部混凝土松散，夹泥、强度低等，主要由于混凝土配合比不当、水胶比过大、振捣时间过长等因素造成的；桩身砼夹泥或断桩是指在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层。如若混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。

3 路桥施工中钻孔灌注桩施工问题的预防对策

3.1 塌孔

对塌孔问题的预防，应把握好三个关键点，一是控制使用好泥浆指标，改善泥浆浓度。二是施工操作中应尽量避免提钻头、下钢筋笼时碰撞孔壁，尽量保持垂直放入，对准孔位。三是减缓钻进速度。钻头将钻穿时速度要慢，可以选择缓钻进、多旋转的方式，严格控制好钻进进尺速度。如遇孔壁坍塌严重，应探明坍塌位置，找到孔壁的不稳定因素，及时采取补救措施，用砂和粘土混合回填，等回填物沉积密实再重新钻进，需要注意的是，回填位置应至坍塌孔段以上1~2m处。

3.2 断桩

影响灌注桩施工的因素较多，技术人员要对各类因素的影响做好预防措施，比如灌注桩施工中容易产生断桩的问题，技术人员可以采取以下几点措施：首先，施工人员要选择水密性较好且不能存在漏水情况的导管，依照相关的水密性试验及相关编号来依次组装导管，依照桩径尺寸及最大的石粒粒径来确定导管的直径，技术人员可以尽量选择大直径的导管，可以避免卡管。另外施工人员要注意，导管下口的悬空位置不要过大，混凝土要让导管埋入其中达到1m以上，灌注时导管的深度要处于2~6m之间，用于灌浆的混凝土材料需要保证较好的流动性且容易拌和，混凝土材料以坍落度在18~22cm为适宜的标准，满足以上所有标准的混凝土材料才适合灌浆使用，施工人员可以通过应用这些策略来控制断桩的问题。

3.3 桩身偏斜

针对桩身偏斜问题，从地基、钻机、钻杆3个层面进行分析，明确哪个是质量问题的产生源头，从以下方面进行质量问题处置：如果是地基引起的质量问题，在倾斜的软硬地层钻进时采用钻杆控制进尺并保持低速钻进，发生倾斜后回填片石或卵石待冲平后钻进；如果是钻机问题，则在钻进过程中定时检查起重滑轮、钻杆卡孔、护筒中心是否在一条竖直线上，并及时调整矫正；如果是钻杆的问题，应该逐个检查钻杆接头，如果钻杆弯曲应该采用千斤顶及时调整，如果钻杆过长使得钻进中摆动较大引起倾斜，需要在钻架上设置导向架使之沿导向架方向垂直钻进。发生倾斜后应该明确倾斜位置，在倾斜处反复的吊住钻头反复进行扫孔，使得钻孔位置竖直不发生偏斜；如果偏斜深度过大很严重，需要回填粘土到偏斜处，等待沉积密实后再继续钻进。

3.4 水下砼灌注

从水下砼灌注问题的预防对策上看，一是对堵管的预防，应选择有资质、质量保证和良好信誉的混凝土供应商，保证混凝土满足钻孔灌注桩施工设计或规范要求。二是对桩顶部位疏松的预防，应确认终灌标高，终砼面要考虑超灌高度，保证一定高度的桩顶留长度，使桩顶标高处的砼满足设计要求，避免误测，同时，合理控制混凝土配合比、水胶比、振捣时间。三是对桩身砼夹泥或断桩的预防，应在成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，砼灌注过程中导管提升要缓慢，严格控制灌注速度和导管埋深。

3.5 压浆施工问题

从压浆施工问题的预防对策上看，一是控制流动度在规定值范围之内。尽可能降低压浆料、搅拌时间、施工温度等因素的影响，如严把压浆料质量关；增加搅拌机搅拌叶片的线速度，混合搅拌持续时间应不低于3min；对施工温度应采取措施进行干预和调节，当施工温度低于10℃，应在拌合时加入热水，提高施工温度，当气温高于35℃时，应利用早晚温差的特点，调整到夜间施工。二是对压浆料出现泌水和分层问题的改善，一方面要严格控制水胶比，使压浆施工过程中的用水量在规定值以内；另一方面要严格控制压浆压力，在满足施工条件时尽量选择较低的压浆压力。三是在锚固段头施工中，应采取多种措施避免漏浆，如降低水胶比、提高稠度、适当降低压浆压力、提前封堵端固端头缝隙。四是对试件抗压抗折强度离散性太大的预防策略，应从留样、试件拆模、养护、试件等方面严格执行规程，在有条件的情况下多做、多留试件，确保实验数据质量。五是梁体沿预应力管道方向开裂问题的预防策略，应从防低温施工冻害、提高预应力管道周围混凝土密实度和混凝土强度等方面采取措施。

4 结束语

桩基础目前已经发展成为一套成熟的施工工艺，桩基础施工也常采用钻孔灌注桩工艺型式。钻孔灌注桩施工中因为受到地形状况、地质条件、施工机具等诸多不确定因素的影响，钻孔过程难以全面保障质量，可能存在偏斜和断桩等严重的质量问题。在施工中对这些质量缺陷的原因分析和及时施工方案调整，对于积累施工经验并确保后续桩基础施工顺利非常关键。

参考文献：

[1]张东升.基于成孔工艺的桥梁桩基施工策略分析[J].交通企业管理,2019,34(03):87-88.

[2]汤洁.桥梁钻孔灌注桩施工常见问题与对策分析[J].科技创新与应用,2017(28):72-73.

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