在《桥梁工程》课程中钻孔灌注桩施工方案的编制方法|钻孔灌注桩工艺流程

　　摘要：工程施工方案编制的合理性与否，是保证工程能否按期完成的重要措施之一。本文就钻孔灌注桩施工中，施工方案的编制方法、步骤、内容做一简述。 　　关键词：钻孔灌注桩 施工方案 编制
　　
　　钻孔灌注桩由于其施工速度快，质量稳定，受气候环境影响小，因而被普遍采用，但其施工前的准备工作十分重要，尤其是施工方案的编制，对工程的顺利进行起着重要的保障作用。为了使同学们对钻孔灌注桩施工方案的编制方法有一个全面的了解，结合案例，就施工方案的编制方法阐述如下。
　　一、基本步骤
　　1.自控内容
　　（1）复测，钻孔定位准确；
　　（2）当原材料试验及混凝土配合比试验确定后。现场贮存的原材料应与试验用料一致，不合格者一律清除出场；
　　（3）按规范要求进行钢筋笼制作和钻孔；对钢筋笼制作、成孔孔径、孔深、垂直度、沉淀厚度等进行检测；
　　（4）混凝土灌注前各种准备工作检查：对施工过程监控，必须检查砼灌注记录，严格控制配合比，有否出现砼灌注中断、钢筋笼偏移、拔起、导管埋深不合要求等现象，按要求进行砼取样试验。
　　（5）桩头凿除是否认真，凿除后是否已符合质量要求；对成桩桩位进行复测自检。
　　2.场地准备及埋设护筒
　　由测量工程师按照设计文件对桩位进行认真放样确保桩位准确无误，并报监理工程师检查审批后，根据钻架几何尺寸、砼拌合机械及原材料堆放、钢筋笼成型需要和现场实际情况进行场地布置。施工时先清除场地上的杂物，换除软土，整平夯实，再在夯实的场地上安装钻机和其它设备。砂石料堆放场地应进行硬化处理。采用钢板制作护筒以固定桩位，保护孔口，并形成静水压力。护筒的顶端高度在旱地时应高出地面0.3m以上；当处于水中时，根据地质情况，是否易坍孔等实际情况而定，一般应高出施工水位于1.0～2.5m。护筒埋置要位置准确、竖直牢固。同时，根据当地的地质情况，准备好数量充足和性能合格的膨润土或粘土以备造浆护壁。
　　3.钻孔
　　钻孔前，做好水下砼配合比设计和报批手续，备齐合格材料，制作钢筋笼，检查导管及拌合设备等一切准备工作，开工申请得到批准后即行开钻，开孔及整个钻进过程中注意地质情况变化，按不同的地质情况控制钻进速度，并随时检查是否有偏孔和地质异常情况，若发现异常，应及时报告监理，采取措施处理，并详细记录偏差及处理办法，处理结果等情况。钻孔根据不同地质情况选用正、反循环钻机和冲击钻机进行，用泥浆护壁。开孔和整个钻进过程中，始终要保持孔内外既定的水位差和一定的泥浆稠度。钻孔采用连续作业并建立交接班制。每钻进4～6m或接近及通过易缩孔土层(软土，软塑粘土，亚粘土等)和更换钻锥前要使用外径等于设计孔径，长度等于孔径4～6倍用钢筋焊接成的检孔器检孔，以保证孔径符合设计。
　　4.清孔
　　钻孔达到要求深度后，用钢筋制成的检孔器和测锤等检查钻孔的成孔质量，当钻孔符合要求后，立即清孔。清孔方法根据具体情况采用掏渣清孔，换浆清孔或抽浆清孔等方法进行。清孔时均应注意保持水头高度，防止坍孔，当孔内泥浆沉淀值符合要求后，填写隐蔽工程记录并立即报请监理工程师检验，合格后即进行浇注水下砼。
　　5.灌注水下砼
　　砼的配合比、坍落度等在灌注砼前28d报请监理审批，当清孔结束后，填报隐蔽工程检查记录，并报请监理工程师对成孔检验。合格后，将经检查合格的钢筋笼安装到位，并把经过水密承压和接头抗拉等试验合格的导管安置好，导管下口距孔底40cm；拌制的混凝土应检查其均匀性和坍落度，如不符合须要进行第二次拌合，经二次拌合再达不到要求，就禁止使用。储料漏斗的容量要满足灌注首批砼的要求，在灌注首批砼时，须计算好首批混凝土需要量，使其能满足导管初次埋置深度不小于1m。灌注工作一经开始就保证连续施工并尽可能缩短拆除导管的间隔时间，以杜绝断桩的可能，灌注中及时缓慢提升导管，使导管埋入混凝土的深度不小于2m，也不大于6m，一般使其控制在3～4m间。灌注过程中认真填写水下砼灌筑的原始记录。施工中，将孔内溢出的泥浆引流至泥浆沉淀池，以免污染环境。灌注完成后的桩顶标高应比设计标高高出不小0.5m，在混凝土强度达设计强度的70%时凿除。
　　二、冲击钻孔施工方案案例
　　1.钻孔场地准备
　　施工前先进行场地准备，机械开挖，人工平整，保证钻机置于稳固的地基上，同时作好水池及排水通道，防止施工时泥浆污染附近环境。
　　2.埋设护筒
　　采用钢护筒，用5mm厚钢板卷制。护筒直径较钻头直径大40cm。顶节护筒上部留两个高400mm宽200mm的进出浆口，并设吊环。底节护筒下部设刃角。
　　护筒采用挖孔埋设或填筑埋设，保证护筒顶端高出地下水位1.5～2.0m。
　　3.泥浆制备
　　泥浆采用重粘土。根据钻孔方法及地层情况，泥浆性能指标如下：
　　相对密度：1.2～1.45胶体率：90％～95％
　　粘度：19～28失水率：小于15ml／30min
　　静切力：3～5pa酸碱度：8～10
　　含砂率：小于4％
　　4.冲击成孔
　　钻机就位时将钻机座调平，底部用木枕垫起，防止钻孔偏移。钻机就位后钻头中心和桩中心误差控制在2cm以内。
　　开孔阶段扶正锤头，用小冲程低锤勤击，并多填粘土，控制好桩位。中间冲孔阶段采用中、小冲程，连续冲击，并加快进度，严禁大冲程，打空锤；同时勤掏碴，使钻头经常冲击新的原始地层。在冲孔、捣碴过程勤加压力水，保证孔内浆面稳定。中间冲孔时注意以下几点：
　　(1)及时清理孔内残碴，即要防止残碴过多，降低锤的冲击力，又要防止清碴过勤，孔内泥浆比重减小，影响悬浮残碴能力及成孔速度。
　　(2)针对不同的地层采用不同的泥浆比重以加快成孔速度。
　　(3)经常检查钻机是否移位，锤头是否偏移桩中心，防止出现斜孔。
　　终孔阶段采用掏碴法清孔，终孔后用掏碴筒清孔，要求至掏碴筒中的泥浆无2～3mm大的颗粒为止，并使泥浆相对密度降低到1～5。清除孔底沉碴时，向孔底投入一些泡过的散碎粘土，通过冲锤低中程反复拌浆，使沉底沉碴悬浮后掏出。
　　5.钢筋笼制作与安装
　　钢筋笼根据设计图纸采用卡板成型，现场加工制作，根据起吊高度分段制作。
　　钢筋笼的安装采用双吊点法，12t汽车起重机吊装入孔，下降速度要均匀，不得碰撞孔壁，就位后使钢筋笼轴线与桩轴线重合，钢筋笼吊装入孔达到设计标高后，在孔口用小钢轨固定在井字形方木上，防止混凝土灌注过程中钢筋笼浮起或位移，当灌筑完毕，待上部混凝土初凝后，解除钢筋笼的固定设施。
　　6.灌注水下混凝土
　　(1)导管的配制与安装
　　导管采用壁厚5mm钢板制作，导管内径300mm。
　　导管中间节长2.0m，底管节长4.0m，漏斗下配节长1.0m、0.5m导管。导管之间采用法兰盘连接，在第一次使用前进行试拼试压。试压好的导管表面用磁漆标出0.5m一格的连续标尺，并注明导管全长尺寸，以便灌注混凝土时掌握提升高度和埋入深度。安放导管时，导管下口距孔底为25～40cm。
　　(2)灌注混凝土
　　混凝土的灌注采用现场拌制与运输，导管法施工。开导管采用剪塞法。隔水硬塞采用C20混凝土制作，具体形式如下图所示。
　　开始灌注时，先拌制0.5m3左右水泥砂浆，置于导管内隔水塞的上部，同时将隔水塞下移，使砂浆全部进入导管。然后向漏斗内灌混凝土，储足了首批灌注混凝土量后剪绳开灌。导管的初次埋深符合要求后即可正常灌注。
　　首批混凝土灌注正常后，混凝土应连续不断地灌注直至完成。混凝土灌注过程中，导管底端埋入混凝土面以下一般保持2～4m，不宜大于6m，并不得小于1.0m。提升导管时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升；拆除导管时速度要快，时间不宜超过15min，拆下的导管立即冲洗干净。在水下混凝土灌注过程中，专人测量导管埋深，填写好水下混凝土灌注记录表。
　　7.破桩头
　　为确保桩顶质量，实际灌注桩顶标高比设计高出0.5～1.0m，凿除此范围内的混凝土。钻孔灌注桩施工完成后采用超声波法对桩进行检测。
　　三、结束语
　　钻孔灌注桩的整个施工过程都是隐蔽工作，每道工序都必须从严要求，才能保证施工质量，任何一道工序出现问题都将带来严重的后果。因此，要保证钻孔灌注桩的施工质量，按期完成施工任务，就必须编制出切实可行的施工方案对桩基各个施工环节充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。
　　
　　参考文献：
　　[1]公路桥涵设计手册《墩台和基础》.北京；人民交通出版社，1994.
　　[2]于英梅.桥梁钻孔灌注桩施工质量控制要点之我见[J].中国科技信息，2010，(01)：65-66.
　　[3]张晖，张旭.浅析钻孔灌注桩施工质量通病与防治[J].中国科技信息， 2010，(02):69-70.
　　[4]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）北京；人民交通出版社.
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