河道工程钻孔灌注桩施工技术

杨春平

摘要：随着时代的发展及施工技术的进步，钻孔灌注桩技术在工程中的应用越来越广泛。它与其他混凝土浇灌技术在控制点和浇筑流程方面有很大不同，钻孔灌注桩技术在工程中的应用，一旦出现问题，会产生难以挽救的质量问题，对工程整体质量会产生很大的不利影响。因此，研究钻孔灌注桩在河道工程中的施工技术具有重要意义。

关键词：河道工程；钻孔灌注桩；施工技术

一、钻孔灌注桩施工技术概述

钻孔灌注桩是广泛用于工程建设领域的一种施工方法，利用机械进行钻孔施工的方式，通过采用挖掘或钢管挤土等方式形成建筑地基下的桩孔，对桩孔内布设钢筋笼，进行灌注混凝土，最终形成有一定强度及抗力的地桩结构。其优势为：①噪音小，因在地下进行，所以钻孔形成的孔洞在形成后会直接进行混凝土灌注，形成的噪音及波动较小。②桩基直径大，钻孔空洞大小直接决定了钻孔灌注桩直径大小，所以若想要形成较大的桩基直径能直接加大钻孔直径即可实现。因预制桩的直径是因生产设备的模型决定，所以搬运直径很大的预制桩很困难。③适应性强，无论工程是在陆地还是水下区域，钻孔灌注桩技术均可适用，优势明显。④桩基的承载力受到施工质量影响，因钻孔灌注桩形成的桩基是在现场直接形成。

二、混凝土的配制与性能要求

水下混凝土质量的关键是混凝土的配制，除检查水下混凝土的强度、等级、材料是否符合设计要求、《公路桥涵施工技术规范》规定外，还应检查以下几点是否符合施工要求：

1、水泥可选用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥初凝时间不应早于2.5h，强度等级≥42.5R，用量不应小于370kg/m。

2、对于粗骨料，不应使用单级配碎石，其最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8及钢筋最小净距的1/4，并大于40mm。泵送混凝土应≤30mm，扁平状含量不得超过规范规定值。

3、细骨料应为具有良好集配的中砂。为使混凝土具有良好和易性，其含砂率应为40～50%。水下混凝土水灰比可为0.5～0.6。水灰比可根据强度要求、所选水泥类型和标号及施工中是否使用外加剂适当增加或减少。水灰比的确定必须经试验，以确保其符合设计试验强度及施工中规定的和易性。

4、混凝土中添加缓凝剂的种类及比例应根据预定混凝土灌注时间、气温、水泥种类、缓凝剂性能等试验确定，以真正达到延长混凝土初凝时间、保证混凝土强度的目的。同时，注意缓凝剂的种类及用量对钢筋的腐蚀影响。

5、由于水下混凝土整平及密实是通过混凝土自重下沉完成，所以水下混凝土应具有良好流动性及粘聚性。为使混凝土和易性满足施工工艺技术要求，一般要求坍落度控制在180～220mm之间，施工开始时可略小，结束时可酌量放大，使混凝土表面自动坍平。

6、水下混凝土强度和耐久性密切相关。通常，当水下混凝土强度较高时，其耐久性较好。水下混凝土强度取决于水泥标号、水泥和水的用量、粗骨料类型与性质及是否掺用外加剂等。根据相关实践表时，水下施工混凝土成品强度低于空气中。用取芯法取样检验,水下混凝土强度约为混凝土标准强度的80%，水下混凝土强度一般为空气中的50～90%，所以水下混凝土试配强度应比混凝土设计强度高20～30%。这一点应得到充分认识及估计，这也是确保混凝土质量的有效措施。

三、机械设备检修与试压

机械设备的完整性和配套性是保证水下混凝土灌注质量的基本前提。机械设备检查重点是：

1、钻孔桩灌注混凝土施工时，施工现场应配备性能良好的备用发电机，以防断电延误灌注时间，甚至造成断桩事故。

2、搅拌站应满足混凝土连续灌注及控制灌注时间的需要。每次使用前应仔细检查维修混凝土搅拌机，以确保其在灌注中正常使用。混凝土拌和机应为强制式，其容量应≥400L。

3、水下混凝土一般采用钢导管灌注，导管内径200～350mm，可根据桩径确定。导管使用前，必须进行水密承压及接头抗拉试验，不得使用压气试压。水密试验的水压不得小于孔内水深压力的1.3倍，也不得大于灌注混凝土时导管壁及焊缝可能承受的最大内压力1.3倍。

4、钻机机带爬斗或起重机配吊斗，用于提灌混凝土，其他相关灌注机具在使用前必须检查，确认可靠后方可进行混凝土灌注。

四、成孔检测

钻孔深度达到设计标高后，应按钻进方法检查孔深、孔径、孔位和倾斜度等，符合设计施工规范要求后方可清孔；清孔方法有很多，如换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，无论采用何种方法，都必须保证孔内水头，避免坍孔；清孔后，从孔底提取泥浆样品进行性能指标试验，试验结果应符合规范的有关规定。灌注水下混凝土前，应严格测量孔底沉渣厚度，确保其符合设计施工规范要求。

五、水下混凝土的灌注

水下混凝土灌注是钻孔桩施工的一个重要工序，在灌注混凝土前和过程中，需检查以下方面：

1、钢筋笼加工安装应准确牢固，下孔时分节焊接应竖直，笼与桩孔中心相对应，并设置定位筋牢固定位。特别是对未放在孔底的钢筋笼，应注意吊环和吊钩强度和牢固性。一根桩的钢筋笼由于焊接不竖直或缩孔下不去，必须查明原因，处理后再下笼，严禁冲击下放。

2、灌注混凝土前，应再次测量孔底沉渣厚度、泥浆含砂率与比重，以满足设计施工规范要求。首批灌注混凝土数量应满足导管首次埋深不小于1.0m及填充导管底部要求。

3、灌注混凝土的第一步是在导管中下入球塞，球塞初始位置应为其顶面与导管中泥浆液面齐平，低于液面，倒入的混凝土将有泥浆；高于液面，会产生气阻或形成高压气囊，从而损坏导管接头密封圈，造成泥浆泄漏。

然后倒入少量水泥砂浆，数量取决于桩径，缓慢下放球塞，使砂浆进入导管，停止下放球塞并用混凝土填充孔口料斗，待吊运料斗装满并吊至孔口料斗上方后，剪断固定球塞铁丝，开始灌注首批混凝土。吊运料斗中混凝土放完后，继续装料并将料倒入孔口料斗，倒料期间应控制其速度，避免满管下放在导管中形成气囊。为防止混凝土在灌注中冲击钢筋笼上升，当灌注的混凝土顶面距离钢筋骨架底部约1.0m时，应降低灌注速度。当灌注混凝土顶面上升至距骨架底部约4.0m时，提升导管，使导管下口高于骨架底部2.0m以上，即可恢复正常灌注速度。混凝土面探测锤重取决于孔深，但应≥4kg。

4、为正确控制导管埋深，必须连续测量混凝土面上升位置。仓促拆除导管可能会将导管下口从混凝土面拔出，或埋深太小，再次灌注时易冲翻混凝土面，导致夹泥甚至断桩。埋深控制在2～6m。在掺缓凝剂、灌注速度快、起重能力充足条件下，可适当增加埋深，减少拆管次数。拆出导管时间应短，一般控制在15min内。

5、灌注结束时，由于导管内混凝土柱高度较小，管内压力降低，而导管外泥浆和所含渣土稠度增加，相对密度增大。若此时混凝土难以顶升，可向孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，以确保灌注顺利。在拔出最后一段长导管时，应缓慢进行，以防止沉积在桩顶上的泥浆沿着导管外壁挤入混凝土中，形成夹泥。

6、为保证桩顶质量，灌注桩顶标高应比设计高出一定高度(0.5～1.0m)。为减少今后凿除桩头的工作量，灌注完成后，应及时清除多余部分桩头，但应预留0.1～0.2m，以便随后修凿，浇筑墩台或承台。

7、混凝土应连续浇筑。浇筑水下混凝土时，应综合考虑混凝土拌制能力、运输时间、运途长短等因素，防止混凝土在浇筑中长时间突然中断，造成质量事故。

参考文献：

[1]卢晓东.钻孔灌注桩施工过程中常见事故分析及预防措施[J].现代交通技术,2016(05).