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摘要：钻孔灌注桩在桥梁基础中的应用十分普遍，钻孔灌注桩技术具有质量容易控制、工程造价低、工期短、施工速度快的优点，具有良好的社会效益和经济效益。本文对桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制进行了详细的分析。
关键词：桥梁；钻孔灌注桩；施工方案
随着桥梁设计与施工技术的迅猛发展，钻孔灌注桩基础在桥梁基础的应用已十分普遍；钻孔灌注桩以其低噪声、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点，适应各种地质条件、施工操作简单且设备投入不大而在桥梁的桩基础中被广泛应用。本文结合橹尾撬大桥桩基施工拟对桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制作进一步分析。橹尾撬大桥是佛山市南海区泰山路建设工程中的一座大桥，跨越橹尾撬隧道，桥梁分左、右两幅布置，跨径组合为6*30m小箱梁+45m+60m+88m+62m连续箱梁+6*30m小箱梁，引桥基础为D150cm桩基，主桥基础为6*D150m（水上作业）及4*D150cm群桩，桥台基础为6*D120cm桩基；其主要施工工艺为：①施工场地准备、测量放样及护筒埋设→泥浆配置→钻机设备安装、钻孔及清孔→钢筋笼制作、安装→导管安装及混凝土灌注→检测、评定。
1.施工场地准备、测量及护筒的埋设
钻孔场地平面尺寸应满足桩基的平面尺寸、钻机移位要求，同时水上施工平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻机操作及灌注水下混凝土所产生的所有荷载，并确保稳定和坚固；且应考虑泥浆循环、过滤和排放，以及施工设备进、退场的要求。
根据移交的测量控制点，布设了施工测量控制网，并根据测量控制网进行桩基施工放样，依次放出主墩位中心线、引桥桩位中心线，桥台桩位中心线。所有放样结果均需报监理工程师核查，监理工程师审批完成后方可进行下一步施工工作。
钢护筒埋设是钻孔桩施工的首道工序，护筒中心轴线应正对测量标志的桩位中心，并严格保持护筒的竖直位置。护筒应坚实不漏水，宜以震动、锤击和压重等方式沉入，护筒下沉完毕后，应测量其中心位置是否正确，护筒是否竖直；护筒顶面高度宜高出施工水位或地下水位2m，并高出施工地面50cm左右，其埋设深度一般为1m～1.5m。
2.泥浆配置
泥浆的性能指标对钻孔施工的护壁作用和成孔质量有非常大的影响，需严格控制泥浆的性能指标。泥浆的性能指标主要有粘度、含砂率、静切力、相对密度、失水率、胶体率和酸碱度。
1.粘度：粘度大的泥浆，所产生的孔壁泥皮厚，对阻隔渗漏及防止翻砂均有利。但粘度过大，则容易“糊钻”而影响泥浆泵的工作，增加泥浆净化的难度。粘度过小，渣粒不易悬浮，泥皮薄，对防渗漏和防翻砂均不利。因此，此指标是钻孔中检测的重要指标之一。
2.含砂率：含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积比，泥浆含砂率大会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵。
3.静切力：静切力是禁止的泥浆受外力开始流动所需的最小力，泥浆静切力应适当，如太大，这流动阻力大，影响泥浆净化速度，钻进速度降低。如太小，则悬浮携带钻渣效果不好，钻进速度降低。
4.相对密度：对钻孔孔壁稳定性有非常重要的影响，在钻孔施工时必须按规定频率检测。
5.胶体率：是泥浆静止后，悬浮的粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀悬浮钻渣人力高。终孔前需进行检测。
3.钻机设备安装、钻孔及清孔
根据工程地质情况应通过试桩工艺情况确保钻孔质量。钻机安装时应控制钻机及钻架的稳固，确保位置准确。钻机安装完成后，应进行试运转，并检查钻机平台、钻机和钻架是否稳定牢固，钻架是否垂直及机身是否水平。对钢护筒的位置及直径进行复查，电力及机械系统是否运作正常，并测量护筒顶、平台标高。
整个钻孔作业应连续进行，钻孔起、落时钻头速度宜匀速进行，不允许过猛或骤然变速进行作业。孔内水位宜高于护筒脚底50cm以上或地下水位以上150cm～200cm。冲击钻进中取渣样或停钻后，应及时向孔内补充泥浆或水保持孔累水头高度、泥浆比重和粘度。钻孔过程中应及时做好提取渣样，核对地质情况；经常观察护筒内泥浆面标高，保持孔内泥浆压力，定期测定泥浆的各项指标。制作钢筋笼探孔器，在钻孔过程随时检测成孔的孔深、孔径和斜度，若出现异常情况，应及时采取有效措施处理。
钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和斜度进行检测，孔径不得小于设计设计桩径，桩位允许偏差不得大于100mm（群桩）、50mm（排桩），斜度不得大于1％。在确认合格后应立即进行清孔工作，清孔可采用抽渣法或换浆法，清孔后泥浆比重应控制在1.1~1.2之间，含砂率不小于2％，粘度控制在17～20s，孔底沉渣厚度应满足规范要求，柱桩应不大于10cm，摩擦桩应不大于30cm，如沉渣厚度超出规范要求时，则需进行二次清孔工作。
4.钢筋笼制作、安装
钢筋笼的制作应满足以下要求：
1.钢筋材料、焊接材料和机械接头必须提供质量合格证书，并按规定进行抽检合格后使用。
2.钢筋笼的制作应在专用台架上进行，钢筋下料时必须先调直，并对号加工、分类堆放。
3.对于钢筋笼较短的桩基宜整体制作一次吊装就位。对于较长的桩基，钢筋笼可按设计长度和设备吊装能力采用整根分段现场制作，分段长度不宜少于18m，同一断面内钢筋接头不得超过主筋总数的50%，两个接头的间距不小于50cm；主筋焊接双面焊接长度不少于5d，单面焊接长度不少于10d。
4.钢筋间距必须至少采用两个间距定型固定架来进行固定，禁止人工手扶固定间距以确保主筋和箍筋的轴线、间距和平顺度满足设计和施工规范要求。
5.钢筋笼外侧应对称设置足够数量的钢筋保护层垫块，垫块应采用塑料垫块或与桩基同等（或高于）强度的混凝土垫块。
6.在钢筋笼上端应均匀设置吊点，吊点应有足够的强度和刚度以保证钢筋笼在吊装时不变形。
钢筋笼用汽车吊吊装，吊装钢筋时应对准钻孔，保持垂直，慢放入孔，注意防止碰撞孔壁，入孔后不宜左右旋转摆动以防塌孔。进行分截断吊装时，第一段放入孔内后应用型钢进行临时支在护筒口处，吊起后段对正焊接后继续放入孔内；在孔口焊接时，上下钢筋笼主筋应对正，确保钢筋笼接长后上下段的轴线在一条直线上。钢筋笼吊放入孔后，钢筋笼中心与桩孔中心偏差应不大于10mm，钢筋笼底面高程偏差不大于±50mm。钢筋笼入孔后，需要采取措施，防止钢筋笼在灌注混凝土时上浮。
5.导管安装及混凝土灌注
钻孔灌注桩采用钢导管进行灌注混凝土，导管内径为25~30cm，每节2~4m，中间节可用2m，底节可为4m。导管使用前应进行试拼装、水密封、承压和接头抗拉试验，按自上而下顺序进行编号和标示尺度。导管长度按孔深和工作平台高度决定，漏斗底距离钻孔上口应大于一节中间导管长度。导管安装完成后，其底部距孔底有25cm~40cm的距离。
灌注桩宜采用商品混凝土，混凝土应满足设计和规范要求，可适用缓凝剂增大混凝土流动性和初凝时间，灌注应连续进行，尽量减少停顿时间，导管混凝土的埋深不得小于2m，提升时不宜太快、太猛，需竖直提升并防止钩住钢筋笼。
6.钻孔灌注桩施工过程中的意外事故及处理方法
1.钻孔偏斜：造成钻孔偏斜的主要原因有①有倾斜的软硬岩石交界处，岩面倾斜处进行钻进；或在卵石层钻进过程中遇到粒径较大石块使钻头受力不均。②钻机底座未水平安置或产生不均匀沉降、位移。预防及处理方法：钻机安装时要使钻机底座水平，卡孔、起重滑轮缘和护筒中心三者应在一条直线上，并经常检查校正。在进入有倾斜的软硬岩石交界面时应控制进尺，低速冲程钻进，或者回填片石、卵石后再进行钻进。
2.塌孔：钻孔灌注桩施工时非常容易出现塌孔的现象，塌孔的原因多种多样，有可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低引起；有可能在潮汐河流中涨潮时，孔内水位差减少，不能保持原有落水压力引起的，有可能由于护筒周围堆放重物或机械振动等引起。一旦发现塌孔，可采取以下措施进行处理。塌孔在孔口的，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒重新开始钻孔。如孔内发生塌孔的，判断塌孔位置，回填粘土和砂砾的混合物至塌孔处以上1~2m，并重新进行钻孔。塌孔严重时应全部回填，待回填物沉积后再重新进行钻孔。
3.卡管：灌注过程中，混凝土在导管中不再下落时，称为卡管。主要由于混凝土本身原因产生，如塌落度太小、流动性差、夹有大量卵石、拌合不均匀，以及运输过程中产生的离析。可将孔口漏斗固定架移出，使用冲击钻将漏斗吊起，用钻机的最小冲程将导管施加上下移动，同时不断注入混凝土。如仍无法下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理，重新安装导管，重新灌注。
4.钢筋上浮：原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土浇注的速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋的重力时所致。可将钢筋笼焊接在钢护筒上，可承受部分顶托力；使用部分外加剂，增加混凝土的流动性和初凝时间。适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力。
5.导管进水：首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储备已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。若是第一种情况产生，应立即将导管拔出，将散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥水泵吸出，然后重新放钢筋笼、导管、重新浇注混凝土。若是第二、三种原因引起的，应视具体情况拔换原管重下新管。
7.检测
为检测桩基础的桩身完整性和桩基承载能力，目前，桩基检测方法主要有反射波法、声波透射法、静荷载试验法、抽芯法、动力参数法和机械阻抗法等方法。
8.结束语
由于桩基工程属于地下隐蔽工程，施工工序多，工艺流程相互衔接紧密，环环相扣，主要工序的施工过程都在水下及地下进行，不便监视；同时，影响施工正常进行和施工质量的因素非常多，钻孔灌注桩质量事故时有出现。因此，施工过程中一定需加强管理、加强监理，熟悉施工中常见问题的原因及处理方法，层层把关才以确保工程的施工质量。
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