浅析桥梁钻孔灌注桩施工工艺及常见问上课讲义

1、桥梁钻孔灌注桩的质量控制引言：在桥梁结构中，钻孔灌注桩作为一种基础形式，以其适应 性强、施工方便、质量可靠、成本低廉等成为基础工程的首选。钻孔 灌注桩作业环境隐蔽， 由于影响灌注桩质量的因素较多， 许多问题在 施工过程中反映出来，若不及时处理，将不能保证成桩质量。对施工 过程每一环节必须严格要求， 对各种影响因素必须详细考虑。 下面我 将结合海湾大桥接线北桥位 14#20#桥梁钻孔灌注桩施工工艺及施 工中遇到的问题做下总结。关键字：钻孔灌注桩、质量控制1、钻孔前的准备工作 钻孔前的准备工作主要包括放样，平整场地，修整施工便道，设 置供水、供电系统，埋设护筒，选定泥浆坑位置及制备泥浆，安装钻 孔

2、机具等。1.1 、场地平整海湾大桥接线北桥位 14# 20#桥桩基础均为钻孔灌注桩，所处 环境为旱地及河道。施工前，施工场地按不同情况进行处理。桩基位 于旱地时，清楚杂物后夯实即可；对于桩基位于河道内，要对河道内 不稳定基础进行加固处理， 处理方法包括： 抛石挤淤、铺设钢板平台、 清淤重填等。1.2 、埋设护筒护筒材料一般根据设计孔径选用 3mm-5m钢板圈制，护筒直径一 般大于设计孔径25cm-50cm为保证护筒刚度，防止变形，在护筒外 侧上下端各焊一道肋筋。 护筒埋设时， 其轴线对准测量所标出的桩位 中心，护筒周围回填密实，保证其中心偏差不大于5cm倾斜度不大于 1%。钉好护桩，以便后续工

3、作需要时能准确定出桩位中心。、泥浆制作 制浆前，先把黏土打碎，使其在搅拌中容易成浆， 缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，将打碎的黏土直接投入护筒内，使用冲击锤 冲击制浆， 待黏土已冲搅成浆是便可进行钻孔。 多余的泥浆通过沟槽 流入泥浆池贮存，以便及时补充孔内泥浆。、桩机就位埋设好护筒后， 即可进行钻机就位。 本标段使用的钻机为卷扬机 牵引式冲击钻， 就位时只要钻锤中心对准测量放样的桩位即可， 对中 误差不得大于 5cm。2、钻孔工艺2.1 、开钻前注意事项 :、开钻前，在护筒内多加入黏土，然后注入清水，借助钻 头冲击把泥膏挤入孔壁，以加固护筒脚。当地表土较松散时，可在护 筒内加黏土时再加入些

4、片石等小石块。 为防止冲击振动对邻近桩造成 已成孔桩塌孔现象及对已灌注桩砼的凝固有影响， 待邻近桩位成孔浇 筑完毕并达到一定强度后，方可进行邻近桩的钻孔。、刚开始钻孔时宜采用小冲程， 当孔底在松散土层以下后，可根据情况适当加大冲程、钻机就位前先整平夯实场地，以免在钻孔过程中钻机发 生倾斜和下陷而影响成孔质量。 钻机在钻孔过程中禁止移动， 钻孔时， 随时观察钢丝绳的回弹情况，耳听钻锤的冲击声，以辨别孔底情况。 孔内泥浆水平面须高出护筒脚至少 0.5m，以免泥浆荡漾损坏护筒脚 孔壁，但要比护筒顶面低 0.3m,防止泥浆溢出。钻孔入岩后每 2小 时左右抽查渣样， 记录钻进深度，同时检查钢丝绳和钻头的

5、磨损情况， 预防安全事故发生和防止缩孔现象发生。、抽渣时应注意的问题：、抽渣桶放到孔底后,要在孔底上下提放几次,使其多进 些钻渣,然后提出。、抽渣结束后,检查钻锤直径,直径磨耗不得超过 1.5cm, 否则要及时补焊,以免缩孔。2.3、钻进时的操作要点：、开钻时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发生漏浆时,可提起钻头,往护筒内 加入黏土,在护筒外壁也可用黏土护壁堵漏。、在砂土或松软土层钻进时,易塌孔、扩孔,应加大泥浆 稠度缓慢钻进。、在轻亚黏土或亚黏土夹卵、砾石层中钻进时,因土层太 硬,会引起晃锤,严

6、重时导致扩孔、偏孔。此时应挺稳锤头小冲程钻 进，待观察钢丝绳无晃动后，再恢复正常钻进。锤头停稳在孔底时， 可通过护桩重新定出桩位中心， 观察钢丝绳与桩位中心偏差， 以便及 时发现是否偏孔。如果发生偏孔现象，需要提起钻头，往孔内添加块 石、片石至偏孔前位置，重新钻孔。2.4 、验孔和清孔 钻孔完成后，须检测孔深、孔径和倾斜度，其中孔径和孔深须达 到设计要求，倾斜度不大于 1%。清孔是在安放钢筋笼之前，清除孔 内沉渣、降低泥浆比重达到设计要求。2.5 、泥浆排放 对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆，应根据现场情况排放 到适当地点处理，做到不污染河流及周围环境。3、钢筋笼的制作和吊装就位3.1 、

7、材料 制作钢筋笼用的钢筋种类、型号需按图纸设计的规定。3.2 、钢筋笼的安装3.2.1 、对钢筋笼要求 为保证钢筋笼外砼保护层厚度符合设计要求，在其外侧每间隔2m的横断面上焊4个钢筋“耳环”。钢筋笼应在桩位就近位置的平整 场地按孔深焊接完成。3.2.2 、安放钢筋笼前注意问题钢筋笼就位前，应先下“探孔器” ，检查孔内有无坍塌和孔壁有 无障碍物，如凸石、树根等，确保钢筋笼的安放。4、灌注水下混凝土用直径 20cm 的导管灌注水下混凝土，仔细检查导管接缝并做闭 水试验。导管底部应高出孔底3040cm,埋入混凝土内2 3m,提升 速度要慢。 刚开始灌注混凝土时， 第一漏斗混凝土放满后再打开导管 塞灌

8、注,混凝土可以靠重力将孔底沉渣冲起。混凝土要连续灌注,中 断时间不超过30min，灌注的桩顶标高应高出设计标高 0.5m以上， 海湾大桥接线北桥位桩顶标高要求高出设计标高0.8m。混凝土和易性要好,塌落度应在 180220mm。5、钻孔过程中常见问题、地基松软造成桩位偏移填筑而成的平台基础松软, 锤头在钻孔过程中带动桩机下沉, 锤 头偏移造成桩位中心偏移； 对于这种情况,应在填筑平台时压实基础, 安装钻机时在钻机前部多垫枕木, 以减轻基础的局部压力。 不定时通 过护桩恢复桩位中心,若发现偏移,应及时用千斤顶将钻机顶正。5.2、倾斜岩造成偏孔钻孔过程中遇到岩层变化, 下层岩石较上层岩石坚硬, 变

9、化面不 在同一水平面上,钻头会偏向被破坏大的一侧,造成偏孔。遇到这种 情况,应稳住钻头,换小冲程钻进；情况严重时,应停止钻进,回填 黏土与块石的混合物,重新钻进,修正偏孔。5.3 、掉钻头、卡钻、掉钻头现象 钻孔过程中,掉钻头主要是因为钢丝绳疲劳断裂。此时孔深大, 打捞困难， 这种情况应及时用打捞钩打捞， 必要时须采用潜水员潜入 孔内打捞的方法。5.3.2 、卡钻现象卡钻现象主要发生在孔底出现溶洞， 钻头击穿溶洞顶岩石， 掉进 溶洞或塌孔、落石卡住钻头。遇到这种情况，应松绳落钻然后提钻， 使钻头旋转一个角度， 有可能顺钻头的凹槽提起来， 注意不要将钢丝 绳拉断。若不能提起来， 可先探准障碍物位

10、置， 用小钻头冲击障碍物， 消除障碍后再提起来。5.4 、探头石造成钢筋笼不能吊装入孔钻头为梅花型， 孔壁上容易遗漏探头石，钻孔结束后，用探孔器 发现孔壁有探头石存在时， 可将钻头凹槽外缘用钢筋连接， 再将锤头 缓慢放进孔中，可将探头石削掉。5.5 、孔径缩径孔径缩小主要是由于钻头反复冲击岩石造成磨损， 直径变小， 从 而导致缩径。 这种情况主要以预防为主， 在钻孔过程中应定时对钻头 进行检查，发现问题后及时对变径的锤头进行修复。5.6 、漏浆及塌孔的处理、漏浆问题比较棘手，海湾大桥接线北桥位位于李村河河 道内的桩位， 存在个别桩位在旧管道上导致漏浆现象， 主要由于河道 内废弃的管道交错，管道

11、位置未探明。遇到这种情况应该停止钻进， 及时回填黏土和块石，重新钻孔；情况严重时，要将桩位下方废旧管 道全部挖出，重新回填压实，停放几天再放样开钻。、塌孔是漏浆极为严重的体现，其发生原因可能是孔内贯 通溶洞或是与粗口径管道联通， 孔内液位急速下降， 致使孔内壁压力 损失，发生坍塌现象。其发生是极为迅速的，回填基本上不起作用， 遇到这种情况，只能完全回填，并停留一段时间，重新定位复钻。6、灌注混凝土过程中的常见问题6.1 、钢筋笼上浮、灌注混凝土过程中钢筋笼上浮原因 混凝土级配大，骨料粒径大，砂率过小，和易性与流动性差；混 凝土的灌注速度过快，从而使混凝土从导管翻出由下向上的压力增 大，其向上的

12、托力大于钢筋笼的重力；导管在混凝土中埋深过大，钢 筋笼被混凝土托顶上升； 混凝土灌注时间过长， 表面混凝土已接近初 凝，与钢筋笼粘在一起， 混凝土从导管流出后将其上部混凝土向上顶 升，同时也带动钢筋笼上升。6.1.2 、防止钢筋笼上浮的方法混凝土配置在保证强度的前提下，粗骨料粒径宜为30cm左右，砂率应控制在 40%45%之间，保证混凝土有良好的和易性、流动性； 混凝土的下料速度不宜太慢，也不宜太快，注意观察钢筋笼，有上浮 迹象，应放慢下料速度；控制导管在混凝土中的埋深保持在26m；确保混凝土工料时间，避免关注过程中出现等待间歇时间。、发生钢筋笼上浮的补救措施 发生钢筋笼上浮应立即停止灌注，

13、准确计算导管埋深和已灌混凝 土标高，可以拆除导管时必须拆除导管才能进行灌注， 上浮现象可消 失。钢筋笼已经上浮时，应立即计算导管埋深和已灌混凝土标高，单 项旋转导管， 切断导管与钢筋笼之间的连接， 在导管提升的最大限度 内，将导管快速提升，缓慢放下，反复几次，上升的钢筋笼可恢复原 标高。6.2 、堵管、灌注混凝土过程中造成堵管的原因导管内壁长期与混凝土摩擦破损， 或者导管密封不好， 连接处漏 水；混凝土和易性差， 流动性差等造成骨料分离； 混凝土供料不连续， 间隔时间长， 导致先前灌注的混凝土已经初凝， 后期灌注的混凝土下 落阻力变大；泥浆浓度过大引起堵管。6.2.2 、防止堵管的方法混凝土灌注前应进行导管试拼装， 并做闭水试验； 混凝土配合比 经过实验确定，塌落度应在180 220mm范围内；混凝土运送到现场 的各个导致拖延时间的客观因素考虑在内， 控制好混凝土及时到达现 场，保证混凝土连续灌注； 混凝土灌注前孔内须清空彻底， 泥浆比重、 含砂率、黏度必须严格控制在设计及规范规定的范围内