机械钻孔桩施工工艺及质量防治措施

本文结合笔者在实际施工过程中，对桥梁钻孔桩施工工艺的总结，以及一些质量通病的防治措施进行阐述。

1概述

在桥梁施工中，基础工程施工尤为重要，特别是桩基础。大部分桥梁工程根据实际情况基础均为桩基础。本文将针对桥梁桩基础中的机械钻孔桩（冲击钻中的嵌岩桩）进行阐述。

2施工工艺及其流程

（1）桩位放样及场地平整钻机就位之前，对工作平台进行推平、压实，确保钻机工作平台稳固、无下沉和位移。测量人员逐桩进行放样，并确保在该桩施工期间测量护桩不会受到破坏。每根桩桩位须监理工程师检验合格后方可开钻。（2）钢护筒制作采用10mm厚的钢钣制作，根据桩径的不同，采用不同直径的钢护筒，规范要求钢护筒内径大于钻孔桩直径20～40cm，用直径为1.4m、长度为2.5m的钢护筒，人工开挖埋设钢护筒，钢护筒外面与原土之间也要用黏土填满、夯实，严防地表水顺该处渗入。顶部高出施工地面30cm。埋设准确竖直，钢护筒顶面中心和钢护筒底面中心位置与设计偏差小于2cm，钢护筒竖向的倾斜度不大于1%。

（3）钢筋笼制作钢筋笼严格按设计和规范要求制作。钢筋笼的保护层，通过安装砼垫块来保证垫块厚度不小于6.6cm。钢筋笼主筋采用对焊，之前先进行试焊，合格后再进行正式施焊。双面焊缝长度不小于5d，单面焊缝长度不小于10d。施焊过程中严禁烧伤主筋。（4）泥浆制备泥浆原料选用优质黏土，为了提高泥浆的黏度和胶体率，必要时在泥浆中掺入适量的烧碱或碳酸钠，其掺量由试验确定。泥浆相对密度控制在1.05～1.20之间，含砂率8%～4%，胶体率不小于96%。

（5）泥浆排放处理在桥位附近路基以外设沉淀池，钻孔桩施工时，泥浆排放用钢管引至沉淀池，待沉淀后再运至与地方政府商妥的场地丢弃，其上层泥浆由泥浆泵抽取循环利用，不得放入河道造成环境污染。（6）钻孔旋挖钻孔钻机就位后，报请监理工程师批准后开钻。钻孔作业分班连续进行，开钻时慢速钻进，待钻头全部进入地层后，再加速钻进。钻孔速度依土质情况的不同而随时改变，通过挖出的物质，直观地判断地质情况，及时掌握地质变化情况，认真填写钻孔记录表，并与钻探资料进行核对，判明记录。如发现与钻探资料不符时，立即向监理部门报告。钻孔时，根据地质情况和地下水位，适当造浆护壁，泥浆不宜太稠。孔内泥浆高度只要能满足灌注水下砼要求即可，不必满孔造浆，以减少泥浆数量。

（7）验孔、清孔钻孔深度至设计高程后，按设计要求检查孔深、孔径、孔的偏斜度等，合格后即进行清孔。清孔采用掏渣法，在清孔排渣时，需保持孔内水头，防止坍孔。灌注砼前孔底沉渣厚度不大于30㎝。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。清孔后泥浆指标应在以下范围：相对密度1.03～1.1，黏度17～20Pa.s，含砂率﹤2%，胶体率﹥98%。（8）安装钢筋笼钢筋笼采用整体或分段利用轮胎式汽车超重机吊入桩孔，牢固定位，以免在灌注水下混凝土过程中发生浮笼现象。

（9）导管安装导管用Ф300mm的钢管，壁厚3mm，每节长2.0～5.0m，配1～2节长1.0～1.5m短管，由管端丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，使用前对导管做水密承压和接头抗拉试验，以保证不漏水。（10）灌注水下混凝土先灌入首批混凝土，首批混凝土数量要按桥规6.5.4节内容进行计算（即V=πD2/4×（H1+H2）+πd2/4×h1），使其有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出。

第一斗混凝土采用提球法进行灌注，先用一拴了钢丝的钢钣堵住混凝土漏斗下口，使混凝土不能流入导管内。当混凝土装满后，提起钢钣，混凝土即下沉至孔底，排开泥浆，埋住导管口。边浇注混凝土边拔管。在整个浇注过程中，导管在混凝土中埋深以2～4m为宜，但不小于2m。专人用测绳测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录。利用导管内的混凝土的压力使混凝土的浇注面逐渐上升，直至高于设计标高0.5～1m。

3质量通病防治措施

3.1防止钢筋笼上浮的措施

（1）钢筋笼上浮的原因导管挂钩、法兰盘等突出部分挂住钢筋笼，导管提升时，钢筋笼被带着一起上升；混凝土在接近钢筋笼底端时，钢筋笼由于浇筑速度上升和主筋箍筋的阻力引起混凝土产生的顶托力大于钢筋笼的自重而被混凝土托起。

（2）防止钢筋笼上浮的措施尽量减少导管突出部分对钢筋笼的影响，导管选用丝扣接头，尽量垂直放置于孔的中心；改善混凝土的性能，确保混凝土坍落度在200±20㎜范围内，混凝土的和易性要好，并不产生离析，混凝土初凝时间要大于灌注时间。当混凝土灌注到接近钢筋笼时，减缓灌注速度；灌注快接近钢筋笼时，适当减小导管的埋置深度，待混凝土进入钢筋笼内3～6m时，一次提升导管，使导管口位于钢筋笼内。

3.2桩头质量

桩基础桩头位置的质量非常重要，这部分为连接桩基础与桥梁的重要部位。所以此部分的质量必须严格保证。当混凝土灌注接近尾声的时候，应超灌50～80cm。凿桩头：当砼强度达到70%～80%时，即可凿去桩头的废弃物，凿桩头所剩下的桩长应不小于设计桩长，无松散物，不得凿坏桩内主筋和箍筋。

3.3钢筋笼定位

钢筋笼制作完成后，在定位安装过程中，很难控制轴线偏移的问题。大部分钢筋笼均在泥浆以下1m左右，人眼无法看到，更无法用仪器校正。解决办法：采用同直径主筋预制同心圆主筋。利用焊接的方法将钢筋笼圆心引到水面以上。这样钢筋笼位置便可在水面以上控制，需要注意的是，用来引圆心的钢筋必须在下笼的过程中不变形。待混凝土凝固后、凿桩头的同时，将定位筋割掉，切忌混凝土浇筑完成后就将定位筋野蛮拆除，这样会破坏定位成果。