桥梁钻孔灌注桩施工方案

成长斌

河南龙航科技有限公司 河南郑州 450003

机械设备准备：根据现场需要，配备CK1500冲击钻机、25吨吊车、150KW发电机、泥浆泵、混凝土罐车、电焊机、水泵、钢筋加工机械、反铲挖掘机。

1 机械设备准备

根据现场需要，配备CK1500冲击钻机、25吨吊车、150KW发电机、泥浆泵、混凝土罐车、电焊机、水泵、钢筋加工机械、反铲挖掘机。

2 桩基施工

2.1 施工流程

钻孔灌注桩的施工顺序为：施工准备→初步放样→恢复定线→护筒埋设→护筒对中复测→钻机就位对中、调平→钻孔→成孔清孔检测→下钢筋笼→下导管→二次清孔→混凝土浇注→破桩头→成桩检测。

2.2 施工准备

现场安装一台400KV变压器用以施工用电需求，并备用一台150KW发电机。整平施工场地后压实，以保证钻机在施工中平稳。

2.3 护筒埋设

测量放出桩基中心点，并设置桩基护桩点，开始埋设护筒。护筒采用Q235钢板制作，内径1.6m，护筒埋设高出地面0.3m左右,埋设深度在2m以上。护筒底部和四周所填粘质土分层夯实，埋设时位置要准确，竖直。护筒埋设完后，用护桩复核护筒中心，平面允许误差50mm，竖直线倾斜度不大于1%然后用水准仪测出护筒顶标高。护筒顶部焊加强筋和吊耳，并切割出水口。

2.4 泥浆配置

在两个墩柱之间不影响施工的地方开挖一基坑，作为泥浆池。泥浆池要能蓄1.5～2根桩基容量的泥浆，保证钻孔时的泥浆循环连续。泥浆池内满铺不透水塑料布，防止泥浆渗透流失。根据冲击钻的施工特点，泥浆原材料采用优质黄黏土。泥浆性能指标符合下表1要求，泥浆池与沉淀池要分开，以免相互污染。

表1 泥浆性能指标表

2.5 钻孔

钻机就位后，立好钻架，对准桩位中心、调平钻机，拉好缆风绳。

（1）开钻前注意事项.吊钻的钢丝绳必须选用软性、优质、无死弯和无断丝的钢丝绳，钢丝绳与钻头的联结必须牢固。开钻前，应在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒角。

钻孔前钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。

（2）钻进时操作要点。

①开孔时位置要准确，在整个钻孔过程中要保证钢丝绳与桩基中心线重合。②开孔时宜用小冲程，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。当钻进至护筒脚下3-4m后，可根据实际情况适当加大冲程。③钻孔作业要连续进行，钻进过程中，应做好相关的现场记录，包括开钻、成孔时间，钻机型号，地质描述等内容，以及泥浆测试记录，地质取样资料。正常钻进时间间隔不能超过4小时，要随时控制泥浆稠度。要注意地层变化，在地层变化处均要捞取渣样。正常情况下每钻进2m取一次。渣样提取后存放于小塑料袋中，并标明取渣时间、桩号、标高和渣样名称，判明后记入记录表，并绘制桩基地质柱状图。④坚硬的漂石、卵石和岩层宜采用中、大冲程，松散地层采用小冲程。⑤钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握勤松绳，少量松绳，不打空锤的原则。⑥冲击过程中要勤抽碴，使钻头经常冲击新鲜地层。勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况。抽渣后应及时向孔内补浆或补水，向孔内投放粘土自行造浆。在抽碴后随着冲击投放粘土，不宜一次倒进很多，防止粘结。不能满足冲击要求的钢丝绳应尽快更换，以免发生掉锤及其它安全质量事故。钻头直径磨损超过1.5cm时及时更换、修补，确保钻孔直径符合设计要求。⑦冲击钻进过程中，也应严格控制泥浆的比重。大卵石、漂石控制在1.4左右，岩层控制在1.2左右。泥浆比重过大容易粘锤糊锤，进尺缓慢；过小宜坍孔或者磨损钻头。钻进过程中要经常检查桩孔是否发生倾斜。现场检查桩孔倾斜一般采用的方法是：先将钻头吊到孔口，拉好十字线绳，十字线绳交点紧贴钻头钢丝绳，缓慢将钻头下放至桩底后拉紧钢丝绳，钢丝绳和十字线绳交点的距离即为桩孔倾斜值。桩孔倾斜值不得超过1%桩长，且不大于500mm。否则立即采取措施进行纠偏。桩孔倾斜一般采用反复回填至桩孔合格位置以上重新钻孔，直至桩孔倾斜值满足设计及规范要求后才能继续向下钻孔。

2.6 成孔检测、清孔

钻孔深度达到设计要求后，检查保护筒的中心位置、倾斜度、钻孔底部高程、深度、直径和顶部高程，填写最终孔检验证书，经监理工程师批准后，对孔底进行道碴清理。

为了准确确定孔底压载物是否清除，采用钻孔量锤和量锤对孔进行两次检测。如果两个测孔的深度相同，且与最终孔数相一致，则证明镇流器已经清洗干净。否则，须继续清洗，直至符合规定为止。采用泥浆置换法清洗时，井眼清洗应满足以下标准:泥浆重力1.1，含砂量<2%，粘度17～20s，井眼排出或出泥浆手接触不到2～3mm的颗粒；水下浇注混凝土前孔底压载层厚度采用15cm。清孔时间不宜过长，注意保持水头在洞内地下水位2.0米以上，防止坍落。

孔检查:主要检查孔径、孔的垂直度和孔的深度。保持架孔探测器检验。孔径测量装置由22根钢棒组成，外径120厘米，长12米。在检测过程中，检测器测量钢丝绳的零点和孔的顶部检测器，使检测器中心的孔、孔的中心检测器和提升钢丝绳的中心在同一铅垂线上，慢慢地下入孔中。下面的位置是根据绳子的尺寸和孔探测器的长度确定的12米。如果钻孔底部没有堵塞，说明钻孔桩的质量合格。

2.7 钢筋骨架的制作及运输

钢筋笼在钢筋加工场集中加工，然后用拖车托运到现场，钢筋存放地须下垫上盖。钢筋笼经现场质检员检验合格后报现场监理工程师检验合格后方可使用。

2.8 钢筋骨架的吊装

钢筋笼骨架入孔采用25t汽车吊机，采用三点吊的方法。起吊应按骨架长度的编号入孔。

在钢筋笼上端用φ16钢筋设置两根吊筋，吊筋的主要作用是控制钢筋顶面标高和固定钢筋。钢筋笼外侧对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块，在钢筋笼加强筋的四个方向均匀设置4块。吊放钢筋骨架入桩孔时，待骨架同地面垂直后，检查其是否顺直。骨架进入孔口后，将其扶正，缓慢下降，严禁摆动碰撞孔壁。根据护筒上的标高点，推算钢筋笼顶端高处护筒顶端的长度，以此控制钢筋笼标高。骨架落到设计高程后，将其校正在桩中心位置并固定。

声测管焊接时应检测其密封性。措施为每焊完一节声测管，往里注满水，然后观察其水面高度变化2分钟左右。如水面无变化，则说明密封良好，可以焊接下节。如果水面上升或下降，证明密封性不行，可能漏水或者渗泥浆。必须把钢筋笼重新提起来，找到渗漏部位，进行处理后，水面无变化，才能焊接下节声测管[1]。

2.9 安装下放导管

水下混凝土的灌注宜选择直径为30cm、长度2.5m，壁厚不小于6㎜的无缝导管。下方导管之前，应做好水密性试验，压力为1.3倍孔底静水压力，试验的导管长度为预使用的所有导管。导管全部连接好后，装满清水，然后一端封闭，一端接入带油表的空压机，最后加压，保证灌注过程中不漏水和爆裂。钢筋笼安装好后，根据孔深安装导管，导管底部离孔底30～40cm，其轴线偏差不宜超过钻孔深度的0.5%并不宜大于10cm。

2.10 二次清孔

导管安装好后，在浇注混凝土前用射水法进行二次清孔,将孔底沉淀物翻动上浮，射水压力应比孔底压力大0.05Mpa，清孔时间为3～5min。桩底沉碴厚度不大于5cm，并泥浆指标达到规范值，经监理工程师检查合格并签证，然后拆除气管，立即进行水下混凝土的灌注。

2.11 灌注水下混凝土

混凝土由搅拌站集中搅拌，浇筑时应事先向搅拌站提供混凝土用量、混凝土标号、准确时间、施工场地和使用场地。混凝土配合比应具有良好的和易性，在输送和灌注过程中不应有明显的分离和泌水现象。灌注期间应保持足够的流动性。混凝土拌合物运输到浇筑现场时，应检查混凝土的均匀性和坍落度。坍落度应在180～220毫米之间，并应及时作出记录。如果不符合要求，应混合两次。第二次混合后仍不符合要求的，不得使用[2]。

首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。首批混凝土拌和物下落后，应连续快速地进行灌注，中途不应停顿，要尽量缩短灌注时间。在灌注过程中，应经常用标有尺度的测绳挂圆锥形测深锤，测探混凝土面上升高度。及时提拔导管，调整导管的埋置深度控制在2～6m范围内。任何时候，都应确保埋管不小于2m的要求。

在灌注过程中，应经常注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，并注意保持孔内水头。

当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：可采取在钢筋骨架上口四周用钢管套上，顶在钻架上固定等措施来阻止其上浮。混凝土的总浇筑时间应尽量缩短，防止顶部混凝土进入钢骨架，混凝土流动性过小。当混凝土表面接近钢骨架约1M时，埋管应保持深埋，缓慢填充，以减少混凝土从管底出来后向上的冲击力。当混凝土表面的孔进入钢筋骨架的底部超过4米,应该适当提高管减少管道的埋深,但不少于2米,以保证骨架的埋藏深度低于管的底部,从而增加混凝土对钢筋骨架的把持力。当导管升高到骨基部以上2M以上时灌注率可恢复。

灌注桩顶标高应不低于设计高度0.5m，以保证混凝土的强度。注浆结束时，随着管内混凝土柱高度的减小和压力的减小，管内泥浆和矿渣土的稠度增大，比重增大。如果混凝土难以举升，可加水稀释洞内泥浆，将部分沉渣去除，便于灌注。拔出最后一根长管时，要慢慢拔出，防止堆积在桩顶的泥浆挤入管道，形成泥芯。

当浇注的混凝土开始凝结时，可将吊环切断，避免钢筋与混凝土之间失去粘结。在浇筑混凝土的同时，每桩应按规定制作2～4组混凝土试块。标准养护28天后，应及时提交混凝土抗压强度报告。由现场专人记录混凝土浇筑情况、浇筑时间、混凝土表面深度变化、导管埋深、导管拆除及异常现象。浇筑混凝土时应采取应急措施，浇筑过程不应中断，浇筑应在最短时间内完成[3]。

3 桩基施工注意事项

（1）钻孔灌注桩施工要制定严密的操作工艺要求，人员要明确分工，合理搭配，尽量采用有施工经验的工人，要对所有操作人员进行具体的操作交底。工序之间衔接要紧凑，应有检查、签认、交接、时间等严格要求和记录。

（2）施工作业队配置的机具设备除满足工程需要外，还必须配备足够的备用设备，特别是发电机和水下混凝土灌注设备，并且必须保证设备的完好。施工期间机修工和电工应派专人进行值班，防止因设备配备不足和机械故障而出现意外事故。

（3）钻孔过程中应注意：钻孔位置要正确，并始终保持垂直打孔，防止桩位偏移和桩身倾斜的发生。要注意地质条件的变化，调整泥浆比重和稠度，并在孔内保持一定的水头高度，防止发生塌孔等事故。现场应配备常用的检测设备，如粘度计、砂百分计、测深锤等，检测泥浆指数和井深。在钻井过程中遇到的问题要及时处理。最终孔应与主管核对并记录。废泥或沉淀物应予以处理，不准排放，污染周围环境。

（4）灌注水下混凝土应注意：灌注前要确定泥浆指数和井底沉淀厚度，不符合要求的应进行二次井眼清洗。水下浇筑混凝土应具有良好的工作性和足够的流动性，并应经常检测坍落度，以防止混凝土离析粘结。首次浇筑混凝土的数量应满足首次埋管深度的严格要求，浇筑过程中应准确检测混凝土上升面的高度，为管道埋深的控制提供依据。应采取措施防止钢筋骨架上浮。浇筑施工应连续快速进行，浇筑时间应尽可能缩短，以满足首批混凝土初凝前完成浇筑的要求，否则容易造成混凝土顶升困难。

（5）在钻孔灌注桩施工过程中，应当有技术人员在现场进行综合治理。施工队负责人应当随时指导现场作业，并派专人做原始记录。施工原始记录应当规范、完整、准确。严禁伪造。收集，整理，归档，及时登记。

（6）电焊工、起重工、信号工、司机等为特种设备作业工，需要持证上岗。

4 结语

钻孔灌注桩施工工艺目前已经是非常成熟的施工技术，但是目前国家提倡和谐社会、倡导绿色施工和文明施工，所以在具体施工过程中一定要做好安全保证措施、环境保护措施、文明施工措施。