公路桥梁工程钻孔灌注桩施工工艺
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摘要：钻孔桩是在泥浆护壁条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。如何有效地避免钻孔过程中出现钻头掉落和灌注水下混凝土过程中发生断桩等现象，杜绝混凝土夹碴、不均匀的质量弊病，是需要广大工程技术人员探讨解决的问题。
关键词：公路桥梁；钻孔灌注桩；施工工艺
1 公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺
钻孔灌注桩施工按工艺分为成孔及清孔、钢筋笼制作及安装、混凝土搅拌及浇注三大工序。
1.1 成孔及清孔
1.1.1 测量定位
清理施工场地后,应复测甲方提供的基线和基点,确定无误后,再根据基线和基点放出具体桩位,桩位测放顺序按施工顺序进行,桩位应用混凝土固定好,桩中心线偏差<10mm,并做好测量记录。挖埋护筒前应将桩中心线引到钢轨上,并做好标记, 以便校对中心。
1.1.2 垂直度控制
平整场地后, 枕木应铺设平稳牢固, 钻机就位时,调好钻机的水平,并使钻机的天车、钻孔中心、桩位三点一线。在钻进过程中,宜每钻进2～4 m用带垂直度测量仪的靠尺测1 次钻杆垂直度, 也可用水平尺测钻机卡盘水平,测量时应注意在相互垂直的两个方向各测1次。此两种方法操作简便快捷,精度较高(均在千分之几以内),可及时发现并纠正垂直偏差(规范要求控制在1%以内)。
1.1.3 钻孔深度
一般用带吊锤的测绳测量。测绳使用前应对其检查校测。对大直径桩应注意测量位置,应以桩边深度为控制深度。如在钻孔圆心附近测量时,应视钻头直径大小加深几十厘米控制,保证桩全断面长度。
2防止灌注时发生“气塞”的方法
在灌注混凝土过程中，特别是用吊车提升大斗灌注时，犹如一个密不透风的活塞朝导管内压下，管内的空气被压缩到一定程度，成为气包，顶住了混凝土灌注不下，形成了所谓的“气塞”现象。为了预防此类事故的发生，方法有两种：
（1）吊车的混凝土料斗在放料时，不要太对正导管中心，可以朝储料斗一旁靠，这样使混凝土进入导管可以有个前后错开的过程；
（2）在导管内挂一根长约3～5m 有筛眼的钢管，弯成钩形，吊在储料斗上，防止掉入导管内。这根钢管既可让混凝土错开下入，又起透气作用。
3管进水的预防和处理方法
3.1主要原因
（1）首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。应立即将导管提出，散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。
（2）导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。
4坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出汽泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。
发生坍孔后，应查明原因，采取相应措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。
5卡管
在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：
（1）初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。
处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整（注意切勿使导管内的混凝土落入井孔），然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻倒伤人。
（2）机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，堵在管内。预防方法应在灌注前仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。
6埋管
导管无法拔出称为埋管。其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。预防办法：应严格控制埋管深度，一般宜控制在2～6m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度，导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。
7灌注桩补强方法
灌注桩的各种质量事故，其后果均会导致桩身强度的降低，需要作补强处理。事前，应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位，共同研究，提出切实可行的处理办法，一般采用压入水泥浆补强的方法，其施工要点如下。
（1）对需补强的桩，除用地质钻机钻一个取芯孔外（用无破损深测法探测的桩要钻两个），应再钻一个孔。一个用做进浆孔，另一个用做出浆孔。孔深要求达到补强位置以下1m，柱桩则应达到基岩。
（2）用高压水泵向一个孔内压入清水，压力不宜小于0.5～0.7MPa，将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来，直到排出清水为止。
（3）用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8 的纯水泥稀浆（宜用32.5 级水泥），进浆管应插入钻孔1.0m 以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆从出浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来以后，再用水灰比0.5 的浓水泥压入。
（4）为使浆液得到充分扩散，应压一阵停一阵，当浓浆从出浆口冒出后，停止压浆，用碎石将出浆口封填，并用麻袋堵实。
（5）最后用水灰比为0.4 的水泥浆压入，并增大灌浆压力至0.7～0.8MPa 关闭进浆闸，稳压闷浆卸20～25min，压浆工作即可结束。
压浆工作结束后，水泥浆硬化以后，应再作一次钻芯，检查补强效果：如断桩夹泥情况已排除，认为合格后，可交付使用；否则，应重钻补桩或会同有关单位研究其它补救措施。
8预防断桩事故的措施
断桩事故是钻孔灌注桩施工中最大的事故，造成断桩事故有人为因素与自然因素，而人为因素是主要的。人为因素中：①责任心与管理体制问题；②技术水平问题。因此，只有采取综合措施才能防止断桩事故的发生。
（1）灌注混凝土时，专人负责，一桩到底；
（2）制作储料斗时，宁大勿小，对于第一次灌注，如用吊车上料，可多备一大斗混凝土，在灌注开始后迅速补进储料斗，宁多勿少；
（3）下导管时，对每一节导管进行认真检查，密封性不好不能下入孔内；
（4）隔水栓应能顺利通过导管，隔水栓下可多垫几层水泥纸袋，以增强隔水效果；
（5）对于技术人员来说，灌进多少混凝土，桩内混凝土柱有多高，应心中有数，并要实测检验，以便确定提升导管的时刻；
（6）每一次提升导管时，一定要测定孔内导管外侧混凝土柱的高度，导管提升后，导管口埋深至少1m；
（7）必须配有备用电源和拌和设备；
（8）混凝土配料与取样严格按设计要求办理；
（9）工作中密切配合，一环扣一环，一气呵成，做到准确、快速地灌注每一根桩。
9 结束语
随着施工工艺的更新，相继出现了钻孔后灌浆桩、钻孔扩底桩等新工艺、新技术，为钻孔桩基础的应用拓展了更广阔的空间。我国近十几年来新建的许多高速公路和干线公路的桥梁工程，对钢筋混凝土的强度及技术指标提出了高标准要求，因此，桥梁工程施工技术的选择便成了重中之重，实践证明，只有在充分考虑成本和工期的基础上提高工程质量的方法才能适合现代城市发展的需求。而桥梁养护是桥梁工程必不可少的一道工序，正确的桥梁养护方法是桥梁正常运行的关键。
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