对于桥梁工程钻孔灌注桩施工工艺及质量缺陷处理措施

论文导读：
摘 要：钻孔灌注桩是高速铁路、高速公路和客运专线桥梁下部经常使用的一种基础，但桩基成孔、成桩质量很难制约。文章就桩基施工注意事项、施工工艺、桩基质量缺陷处理等理由进行简要介绍。
关键词：钻孔灌注桩；质量制约；质量缺陷
1 钻孔灌注桩简介
钻孔灌注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策略。
钻孔灌注桩作为一种常见的基础形式以其适应性强，成本适中，施工简便，成桩后承载力高等特点，广泛地应用于各种工程领域。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，施工中任何一个环节出现理由，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，必须要加强施工质量管理并落实施工技术措施，避开钻孔灌注桩发生各种质量缺陷。
2 钻孔灌注桩施工前注意事项
2.1 根据地质剖面图，针对不同地层选用适当的钻孔方案，选择适当的钻机、钻进速度、泥浆性能等，并预见到钻进过程中可能碰到的困难。
2.2 根据现场设置的工程制约网点，测设出各桩位的中心坐标及开挖位置，经复核无误后，做出明显标识，并做好交底的记录。
3 钻孔施工过程中应注意事项
3.1 钻孔施工过程，必须填写钻孔施工记录，经常注意地层变化，在地层变化处取样检查，判明后记入到施工记录表，并与地质剖面图核对。若发现地质情况与设计不相符，应及时通知监理工程师和设计院，以便提出相应处理措施。
3.2 为了避开成孔直径小于设计和规范要求，冲击钻成孔时，应经常检查钻头尺寸。当发现冲击钻头磨损值超过规范允许值后，应及时补焊或更换新的钻头。

3.3 钻孔过程中应认真检查桩孔是否垂直，如果发现倾斜应及时加以处理。

3.4 在未达到设计桩底标高之前，严禁提前终孔。钻孔桩终孔后，应对孔深、孔径、倾斜度进行检查，符合规范要求后方可清孔。
4 钻孔灌注桩施工工艺

4.1 埋设护筒

护筒制作要求坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便和能重复使用。

4.2 制备泥浆

泥浆在钻孔中的作用是：（1）可防止塌孔，（2）具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；（3）泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。

4.3 钻孔

4.3.1 钻具联接要牢固，铅直，初期钻进速度不要太快，在孔深4.0m 以内，不超过 2m/h，以后不要超过3m/h。在覆盖层始终要减压钻进，钻进速度与泥浆排放量相适应。
4.

3.2 钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度。

4.

3.3 经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜。

4.4 清孔
4.4.1 清孔策略是用原浆换浆法清孔，清孔后泥浆指标比重、含砂量、粘度、孔底沉渣按规范要求检查。为防止孔内沉渣大于规范要求，一般用抽砂筒先将孔内泥砂打掉再换浆。
4.4.2 清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位

1.5～2.0m以防止塌孔。

4.4.3 清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，泥浆和沉渣厚度。经监理工程师检查合格后再灌注混凝土。

4.5 钢筋笼制作安装

4.5.1 钢筋笼制作必须严格按设计图和规范要求执行，钢筋笼的加强箍必须与主筋焊牢，以保证钢筋笼焊接质量。
4.5.2 超声波检测桩的钢筋笼要安装声测管，声测管与箍筋连接牢固，并保证声测管接缝严密不漏水。

4.6 浇筑水下混凝土

4.6.1 用直径30cm导管灌注水下混凝土，导管每节长度 3～4m。导管使用前试拼，并做封闭水试验。
4.6.2 导管安装时底部应高出孔底30～40cm，导管埋入混凝土内深度2～3m，最深不超过4m，最浅不小于1m。
4.6.3 混凝土要连续浇注，中断时间不超过30分钟。浇灌的桩顶标高应高出设计标高0.5m以上。
5 钻孔灌注桩施工的事故处理

5.1 塌孔

造成塌孔的理由有：（1）松散卵石、砂砾石或流砂层地基、泥浆浓度不够；（2）有承压水地层水头不够；（3）淤泥质地基，护筒埋深不够；（4）砂质地基，钻进速度过快。一般处理策略主要是找出塌孔理由，回填砂砾混粘土，静置一段时间，重新钻孔。

5.2 卡钻

钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中因为未及时根据地质情况调整钻头的行程等理由引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的理由采取相应的策略处理：
（1）由于“探头石”引起的卡钻现象，可以适当往下放钻头，而后强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。
（2）因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的策略进行处理。在整体岩层中此策略容易奏效，砂土地层中不宜采取此策略处理。
（3）由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象，应采取插入高压水管置换泥浆的策略进行处理。

5.3 掉钻

由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称掉钻。发生掉钻后，应及时采取恰当的策略打捞。
（1）钻孔壁稳定的情况，直接用钻机起吊打捞器入孔进行打捞。打捞前，先探明钻头在孔中的位置，为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作策略必须保证在抓住钻头后尽量一次成功，避开起吊至空中再度落入孔中的现象发生。
（2）钻孔壁出现局部坍塌时，应先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护等策略加固钻孔壁，而后打捞钻头。

5.4 缩孔

缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是处于流塑性状态的土层中出现的特有现象。其理由是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的理由，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。

5.5 偏斜孔

钻机安装时，论文导读：（3）导管法兰盘挂住钢筋笼；（4）混凝土凝结快，和易性不好。处理策略：一经发现，停止进料，测量埋管深度和钢筋笼埋置深度，焊好压钢筋笼的钢管静置10～15分钟并将水面以上灌注斗和管内混凝土清除，慢提（边转动）将埋管深度减到1.5m时，可恢复灌注。

5.8断桩钻孔桩灌注混凝土到一半时发生堵管、导管破裂、导管拨管等因素时，

支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。
（1）因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。
（2）地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的，静置1～2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的，应待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。

5.6 桩体混凝土不连续

由于灌注过程中，发生的孔壁局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。对于此类理由，应积极与设计单位协调采取合理措施处理。
（1）对于钻孔桩底部混凝土夹渣的情况，采取桩底部压浆或者高压注浆策略处理。
（2）桩体的少量夹层或不连续，用小型冲击钻钻出一系列小直径的孔进行置换清理泥浆和杂物（钻孔直径60～75mm，桩中心一个孔，其余3～4个孔分布在以桩中心为圆心，直径为450mm左右的圆周上）。清理后，进行高压注浆处理。
（3）对于夹层较严重的，在钻孔桩中心处钻一个直径75mm的孔探明缺陷范围。而后以钻孔桩中心为圆心，采用冲击钻钻直径80～100cm的孔，而后人工入孔清理，清理结束后，灌注高强混凝土。

5.7 钢筋笼上浮。

主要理由：（1）灌注速度快；（2）未设水管压钢筋笼；（3）导管法兰盘挂住钢筋笼；（4）混凝土凝结快，和易性不好。
处理策略：一经发现，停止进料，测量埋管深度和钢筋笼埋置深度，焊好压钢筋笼的钢管静置10～15分钟并将水面以上灌注斗和管内混凝土清除，慢提（边转动）将埋管深度减到

1.5m时，可恢复灌注。

5.8 断桩

钻孔桩灌注混凝土到一半时发生堵管、导管破裂、导管拨管等因素时，不能及时处理，就会出现断桩。一般处理策略：（1）加桩；（2）灌浆补强。
6 结束语
综上所述，钻孔桩事故处理的策略很多，难度也较大，无论采取什么先进的办法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可忽视的影响。因此，在钻孔桩施工中必须作到每个工序严格按照规范操作，水下混凝土灌注统一指挥、紧张而有序，对可能出现的理由制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝事故的发生。
参考文献
[1]韩剑光.钻孔灌注桩施工技术和质量制约[J].北京：中国水运，2009.
[2]刘广斌.处理钻孔灌注桩质量缺陷[J].北京：交通世界，2007.
[3]李世京，刘小敏，杨建林.钻孔灌注桩施工技术[M].北京：中国地质出版社，2004.