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摘 要：近年来水利工程建设发展迅速，水利桥梁在水利工程建设中占的比重越来越大，水利桥梁往往也是最为关键最为重要的环节。钻孔灌注桩具有适应范围广、承载力高、施工工艺成熟等诸多优点而广泛应用于水利桥梁中。作为桥梁的基础，又是属于隐蔽工程，钻孔灌注桩施工的成败直接决定了整个桥梁工程的质量，其施工控制尤为关键。介绍了水利桥梁钻孔灌注桩的施工工艺，并对其容易出现的质量问题如何防治进行阐述，以供同行参考。
关键词：水利工程 桥梁 钻孔灌注桩 施工
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2011）012-012-02
近年来水利工程建设迅速发展，大型的水利桥梁工程建设也越来越多，水利桥梁的比重也越来越大。而桥梁工程在整个水利工程建设中往往又起着举足轻重的作用，水利桥梁施工控制的好坏直接关系到整个工程能否顺利进展。钻孔灌注桩具有适应范围广、承载力高、施工工艺成熟等诸多优点而广泛应用于水利桥梁中。作为桥梁的基础，又是属于隐蔽工程，钻孔灌注桩施工的成败直接决定了整个桥梁工程的质量，其施工控制尤为关键。文章详细介绍了水利桥梁钻孔灌注桩的施工工艺，并对其容易出现的质量问题如何防治进行阐述，以供同行参考。由于在不同的条件下水利工程桥梁钻孔灌注桩的施工工艺存在差异，本文只对在河滩或者岸上的钻孔灌注桩施工进行探讨。
1 施工准备
钻孔灌注桩施工，准备工作相当关键，只有做好了充分的准备才能确保钻孔桩施工的顺利进行。钻孔灌注桩施工准备工作主要包括场地平整、测量放线、挖泥浆池、拌制泥浆、埋设护筒等工作。
(1)场地整平，将施工区域的场地用挖机或者推土机整平，并将摆放钻机的位置压实。(2)测量放线，利用全站仪将桩位放出来并标识清楚。并在桩位四周设置护桩以便施工过程中检查桩位中心是为偏位。(3)建泥浆池，泥浆池的位置应该要合理，以方便施工为前提，距离桩位不得小于6米，其大小应该要满足施工需要（具体应该根据开孔数量、泥浆需求量来确定）。泥浆池建好后，便从桩位到泥浆池间挖设两条排浆循环沟。(4)泥浆拌制，通常采用优质粘土或者膨润土用水拌合均匀。泥浆的各项性能指标都必须满足规范及施工工艺要求。(5)护筒埋设，护筒通常采用钢板卷制而成，护筒直径比桩径大20～40cm，长度为2.0m左右（可根据具体地质情况而定），护筒埋设好后应该高出原地面30cm左右，护筒周围必须要用粘土分层回填并夯实，避免地面水滲入孔内造成护筒根部坍塌。护筒中心预装为中心的偏差应该不得大于5.0cm。
2 钻孔
2.1 钻机就位
钻机就位前必须再次复核桩位，确保准确无误。钻机平台应该抄垫水平，钻机必须固定牢靠，以避免钻进过程中产生移位造成斜孔、偏孔。钻机就位时必须保证钻头中心、孔位中心、钻杆中心在同一铅垂线上。钻机就未完成后必须报监理工程师检查后经同意方能开钻。
2.2 钻进
开始阶段应该低速缓慢钻进，当钻进到一定深度时再调整钻速正常钻进，当地质情况发生改变时应该及时调整钻速。钻孔应连续，不得无故停滞，若出现故障停止钻进，必须立即调整泥浆的浓度确保孔壁的安全。钻进过程中，必须经常对孔内的泥浆指标进行检查，并根据其变化情况就是做出调整。钻孔过程中还必须随时注意孔内水头高度，应该始终保持比孔外水头高出0.5～1.0m。必须随时检查钻孔的倾斜度，若发现孔位偏斜超出规范要求时，应该立即采取措施予以纠正。每一个钻孔班组应该真实详细的做好钻孔记录，真实的记录钻孔过程中发生的事故及处理措施、地层变化情况等。当发现地质情况与设计不相符时应该立即想监理工程师汇报，以便及时联系设计单位做出处理意见。
2.3 终孔、清孔
当钻进至设计桩底标高时，经监理工程师检查确认后便终孔停止钻进。钻孔达到设计深度后须经监理工程师检查签认确定是否终孔。终孔后应该立即清孔，清孔应该干净彻底，确保孔底沉渣厚度满足设计及规范要求。清孔完成后，孔内的泥浆指标应该控制如下：比重1.03~1.10，含砂率＜2%，粘度17 Pa·s~20 Pa·s，胶砂率＞98%。
3 钢筋笼制作与安装
3.1 钢筋原材控制
所有进入现场的钢筋都必须具备出场合格证明，钢筋规格型号等必须与设计相符，进场后必须按照要求进行抽样检验，检验不合格的严禁使用。钢筋表面应该干净无污染、无锈迹。钢筋进场后应该分类垫高存放，并用塑料布覆盖。
3.2 钢筋笼制作
钻孔灌注桩钢筋笼场内分节制作，分节的长度可以根据桩长、现场吊装能力来确定，但是必须确保钢筋笼在存放、吊装过程中不产生扭曲变形。钢筋笼制作最好采用胎具成型法，确保钢筋笼的椭圆度及钢筋的位置满足要求。钢筋连接可以采用最好采用闪光对焊，也可以采用搭接焊接或者机械连接的方式。但是不管采取哪种连接方式同一断面接头数量均不得超过50%，街头错开的距离不得小于35倍钢筋直径。钢筋接头必须现场取样进行检验。
3.3 钢筋笼吊装
利用平板车将钢筋笼从场内运输至施工现场，运输过程中应该采取支撑等加强措施以防止钢筋变形。钢筋笼一般采取孔口分段对接的方式安装，接头一般可以采用单面搭接焊或者帮条焊形式。钢筋笼中心应该与桩位中心重合，钢筋笼底标高应该与设计相符。钢筋笼下放到位后应该立即固定牢靠。
4 水下混凝土灌注
4.1 导管安装
导管使用前必须进行水密性试验及接头抗拔试验，并将导管分节编号，试验合格后方能使用。导管应该安装于孔中央，避免挂笼，且能保证整个桩身的混凝土均匀。导管下放时必须按照水密性试验的编号依此安装，确保其严密性。导管下口距离孔底的高度一般控制在30cm左右。导管安装完成后，应该再次检查孔底沉渣厚度及泥浆指标，若不满足要求，应该进行第二次清孔，直到符合要求后方能灌注混凝土。
4.2 混凝土生产及运输
混凝土灌注前必须备料充分，修理施工便道，确保畅通。混凝土一般采用集中拌制，利用混凝土输送车运输至现场浇注。混凝土必须严格按照试验室提供的施工配合比进行拌制生产，计量必须准确无误。混凝土应该要有良好的和易性、流动性，运输至施工现场后的塌落度应该控制在18cm～22cm。
4.3 灌注
首批灌注混凝土的方量必须要确保导管底口埋入混凝土1.0米以上，混凝土灌注应该连续不得中断。每灌注一车混凝土后就应该量测一下混凝土面的高度，算出导管的埋深，以便及时上拔拆除导管，导管埋深应该控制在2～6m，任何情况下埋深不得小于1米，太深容易造成导管拔不出。混凝土灌注时速度不宜太快,尤其到钢筋笼底部时应放慢灌注速度,防止钢筋笼上浮。为保证桩头混凝土的质量通常将桩顶灌注至高出设计标高的0.5～0.7m。钻孔灌注桩施工全过程应真实可靠地作好记录,如钻孔记录、终孔检查记录、混凝土灌注记录等,记录结果应得到监理工程师的签认。在混凝土浇筑完毕后24 h内,距桩位5 m以内不得进行钻孔施工或其他具有振动性的作业,以保证新浇筑的桩基混凝土质量。
5 桩基检测
桩基施工完成7天后便可以进行桩基检测，检测的方法有超声波、大应变、小应变等。检测数量应该满足设计要求。只有等到该承台内所有的桩基检测合格后方能进入下一道工序施工。
6 常见问题及处理
6.1 坍孔
造成坍孔的原因主要有以下几点：孔内泥浆水头压力不足；泥浆比重太低；钻进速度过快，泥浆来不及护壁；护筒埋设过短，导致护筒下口孔壁坍塌；砾石层出现地下水等等。
其防治措施有：(1)根据不同的地址条件，调整孔内的泥浆比重，确保其具备足够的稠度，并且随时注意孔内泥浆的水头高度。(2)清孔时应指定专人负责补水，保证钻孔内必要的水头高度。(3)根据不同地质情况调整钻进速度，开孔时一定要慢速钻进。
处理措施：当孔口发生坍塌时，可以立即将护筒拔出，回填压实，重新埋设更长的护筒，四周用粘土回填夯实，重新钻进。若孔内发生坍塌，首先应该探明坍孔的具体位置，然后用粘土砾石混合物回填至坍塌处以上2.0米，等回填物沉积密实后再钻进。若坍孔十分嚴重，那么就应该回填至孔口，重新钻进。
6.2 斜孔
钻孔偏斜即成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。造成钻孔偏斜的原因有：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机因震动逐渐发生移位；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
防治措施：(1)先将场地平整夯实，轨道枕木宜均匀着地。(2)安装钻机时要使转盘，底座水平，起重滑轮轮轴，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正。(3)在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。(4)进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。(5)在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使孔正直。(6)偏斜严重时应回填砂黏土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。
6.3 缩孔
缩孔也是钻孔灌注桩经常出现的问题之一，缩孔是指孔径小于设计桩径，若不处理将会严重降低桩基的承载力，有可能造成大得安全质量事故。缩孔产生的主要原因有：钻具焊补不及时，严重磨损的钻锥往往钻出比设计桩径稍小的孔；钻进地层中有软塑土，遇土膨胀后使孔径缩小。
防治措施：(1)在钻孔过程中要经常检查钻头的尺寸，当发现尺寸不满足要求时应该立即更换或者补焊。(2)当遇到软塑土时，应该采用失税率小得优质泥浆进行护壁，适当加大泥浆的比重。(3)若产生缩孔问题，应该立即停止钻进，利用钻具上下反复多次扫孔的办法进行处理。
6.4 断桩
断桩是钻孔灌注桩混凝凝土灌注过程中出现的质量问题，一旦发生将会造成较大的经济损失，因此，施工过程中应该做好防治措施避免产生断桩事故。根据其产生原因不同，主要有以下防治措施：
(1)必须使用水密性好，不漏水的导管，并严格按照水密性试验的编号逐节安装。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。
(2)导管下口悬空不得过大，首批混凝土必须保证让导管埋入1.0米，灌注过程中导管的埋深控制在2～6米。
(3)混凝土必须有良好的流动性、和易性，混凝土塌落度控制在18～22cm。
(4)在提升导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算而盲目提拔导管，一般情况下一次只能拆卸一节导管。
参考文献：
[1] 周峰,王芳.泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺和质量控制[J].山西建筑,2010,36(5):130-131.
[2] 王彩玲.钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J].河北水利,2005,(09).
[3] 蒲智明.钻孔灌注桩施工中若干问题的处理[J].山西建筑,2005,(19).
[4] 李洪生.钻孔灌注桩成桩过程的质量保证措施[J].河南水利与南水北调,2011,(2).
关键词：水利工程 桥梁 钻孔灌注桩 施工
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2011）012-012-02
近年来水利工程建设迅速发展，大型的水利桥梁工程建设也越来越多，水利桥梁的比重也越来越大。而桥梁工程在整个水利工程建设中往往又起着举足轻重的作用，水利桥梁施工控制的好坏直接关系到整个工程能否顺利进展。钻孔灌注桩具有适应范围广、承载力高、施工工艺成熟等诸多优点而广泛应用于水利桥梁中。作为桥梁的基础，又是属于隐蔽工程，钻孔灌注桩施工的成败直接决定了整个桥梁工程的质量，其施工控制尤为关键。文章详细介绍了水利桥梁钻孔灌注桩的施工工艺，并对其容易出现的质量问题如何防治进行阐述，以供同行参考。由于在不同的条件下水利工程桥梁钻孔灌注桩的施工工艺存在差异，本文只对在河滩或者岸上的钻孔灌注桩施工进行探讨。
1 施工准备
钻孔灌注桩施工，准备工作相当关键，只有做好了充分的准备才能确保钻孔桩施工的顺利进行。钻孔灌注桩施工准备工作主要包括场地平整、测量放线、挖泥浆池、拌制泥浆、埋设护筒等工作。
(1)场地整平，将施工区域的场地用挖机或者推土机整平，并将摆放钻机的位置压实。(2)测量放线，利用全站仪将桩位放出来并标识清楚。并在桩位四周设置护桩以便施工过程中检查桩位中心是为偏位。(3)建泥浆池，泥浆池的位置应该要合理，以方便施工为前提，距离桩位不得小于6米，其大小应该要满足施工需要（具体应该根据开孔数量、泥浆需求量来确定）。泥浆池建好后，便从桩位到泥浆池间挖设两条排浆循环沟。(4)泥浆拌制，通常采用优质粘土或者膨润土用水拌合均匀。泥浆的各项性能指标都必须满足规范及施工工艺要求。(5)护筒埋设，护筒通常采用钢板卷制而成，护筒直径比桩径大20～40cm，长度为2.0m左右（可根据具体地质情况而定），护筒埋设好后应该高出原地面30cm左右，护筒周围必须要用粘土分层回填并夯实，避免地面水滲入孔内造成护筒根部坍塌。护筒中心预装为中心的偏差应该不得大于5.0cm。
2 钻孔
2.1 钻机就位
钻机就位前必须再次复核桩位，确保准确无误。钻机平台应该抄垫水平，钻机必须固定牢靠，以避免钻进过程中产生移位造成斜孔、偏孔。钻机就位时必须保证钻头中心、孔位中心、钻杆中心在同一铅垂线上。钻机就未完成后必须报监理工程师检查后经同意方能开钻。
2.2 钻进
开始阶段应该低速缓慢钻进，当钻进到一定深度时再调整钻速正常钻进，当地质情况发生改变时应该及时调整钻速。钻孔应连续，不得无故停滞，若出现故障停止钻进，必须立即调整泥浆的浓度确保孔壁的安全。钻进过程中，必须经常对孔内的泥浆指标进行检查，并根据其变化情况就是做出调整。钻孔过程中还必须随时注意孔内水头高度，应该始终保持比孔外水头高出0.5～1.0m。必须随时检查钻孔的倾斜度，若发现孔位偏斜超出规范要求时，应该立即采取措施予以纠正。每一个钻孔班组应该真实详细的做好钻孔记录，真实的记录钻孔过程中发生的事故及处理措施、地层变化情况等。当发现地质情况与设计不相符时应该立即想监理工程师汇报，以便及时联系设计单位做出处理意见。
2.3 终孔、清孔
当钻进至设计桩底标高时，经监理工程师检查确认后便终孔停止钻进。钻孔达到设计深度后须经监理工程师检查签认确定是否终孔。终孔后应该立即清孔，清孔应该干净彻底，确保孔底沉渣厚度满足设计及规范要求。清孔完成后，孔内的泥浆指标应该控制如下：比重1.03~1.10，含砂率＜2%，粘度17 Pa·s~20 Pa·s，胶砂率＞98%。
3 钢筋笼制作与安装
3.1 钢筋原材控制
所有进入现场的钢筋都必须具备出场合格证明，钢筋规格型号等必须与设计相符，进场后必须按照要求进行抽样检验，检验不合格的严禁使用。钢筋表面应该干净无污染、无锈迹。钢筋进场后应该分类垫高存放，并用塑料布覆盖。
3.2 钢筋笼制作
钻孔灌注桩钢筋笼场内分节制作，分节的长度可以根据桩长、现场吊装能力来确定，但是必须确保钢筋笼在存放、吊装过程中不产生扭曲变形。钢筋笼制作最好采用胎具成型法，确保钢筋笼的椭圆度及钢筋的位置满足要求。钢筋连接可以采用最好采用闪光对焊，也可以采用搭接焊接或者机械连接的方式。但是不管采取哪种连接方式同一断面接头数量均不得超过50%，街头错开的距离不得小于35倍钢筋直径。钢筋接头必须现场取样进行检验。
3.3 钢筋笼吊装
利用平板车将钢筋笼从场内运输至施工现场，运输过程中应该采取支撑等加强措施以防止钢筋变形。钢筋笼一般采取孔口分段对接的方式安装，接头一般可以采用单面搭接焊或者帮条焊形式。钢筋笼中心应该与桩位中心重合，钢筋笼底标高应该与设计相符。钢筋笼下放到位后应该立即固定牢靠。
4 水下混凝土灌注
4.1 导管安装
导管使用前必须进行水密性试验及接头抗拔试验，并将导管分节编号，试验合格后方能使用。导管应该安装于孔中央，避免挂笼，且能保证整个桩身的混凝土均匀。导管下放时必须按照水密性试验的编号依此安装，确保其严密性。导管下口距离孔底的高度一般控制在30cm左右。导管安装完成后，应该再次检查孔底沉渣厚度及泥浆指标，若不满足要求，应该进行第二次清孔，直到符合要求后方能灌注混凝土。
4.2 混凝土生产及运输
混凝土灌注前必须备料充分，修理施工便道，确保畅通。混凝土一般采用集中拌制，利用混凝土输送车运输至现场浇注。混凝土必须严格按照试验室提供的施工配合比进行拌制生产，计量必须准确无误。混凝土应该要有良好的和易性、流动性，运输至施工现场后的塌落度应该控制在18cm～22cm。
4.3 灌注
首批灌注混凝土的方量必须要确保导管底口埋入混凝土1.0米以上，混凝土灌注应该连续不得中断。每灌注一车混凝土后就应该量测一下混凝土面的高度，算出导管的埋深，以便及时上拔拆除导管，导管埋深应该控制在2～6m，任何情况下埋深不得小于1米，太深容易造成导管拔不出。混凝土灌注时速度不宜太快,尤其到钢筋笼底部时应放慢灌注速度,防止钢筋笼上浮。为保证桩头混凝土的质量通常将桩顶灌注至高出设计标高的0.5～0.7m。钻孔灌注桩施工全过程应真实可靠地作好记录,如钻孔记录、终孔检查记录、混凝土灌注记录等,记录结果应得到监理工程师的签认。在混凝土浇筑完毕后24 h内,距桩位5 m以内不得进行钻孔施工或其他具有振动性的作业,以保证新浇筑的桩基混凝土质量。
5 桩基检测
桩基施工完成7天后便可以进行桩基检测，检测的方法有超声波、大应变、小应变等。检测数量应该满足设计要求。只有等到该承台内所有的桩基检测合格后方能进入下一道工序施工。
6 常见问题及处理
6.1 坍孔
造成坍孔的原因主要有以下几点：孔内泥浆水头压力不足；泥浆比重太低；钻进速度过快，泥浆来不及护壁；护筒埋设过短，导致护筒下口孔壁坍塌；砾石层出现地下水等等。
其防治措施有：(1)根据不同的地址条件，调整孔内的泥浆比重，确保其具备足够的稠度，并且随时注意孔内泥浆的水头高度。(2)清孔时应指定专人负责补水，保证钻孔内必要的水头高度。(3)根据不同地质情况调整钻进速度，开孔时一定要慢速钻进。
处理措施：当孔口发生坍塌时，可以立即将护筒拔出，回填压实，重新埋设更长的护筒，四周用粘土回填夯实，重新钻进。若孔内发生坍塌，首先应该探明坍孔的具体位置，然后用粘土砾石混合物回填至坍塌处以上2.0米，等回填物沉积密实后再钻进。若坍孔十分嚴重，那么就应该回填至孔口，重新钻进。
6.2 斜孔
钻孔偏斜即成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。造成钻孔偏斜的原因有：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机因震动逐渐发生移位；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
防治措施：(1)先将场地平整夯实，轨道枕木宜均匀着地。(2)安装钻机时要使转盘，底座水平，起重滑轮轮轴，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正。(3)在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。(4)进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。(5)在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使孔正直。(6)偏斜严重时应回填砂黏土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。
6.3 缩孔
缩孔也是钻孔灌注桩经常出现的问题之一，缩孔是指孔径小于设计桩径，若不处理将会严重降低桩基的承载力，有可能造成大得安全质量事故。缩孔产生的主要原因有：钻具焊补不及时，严重磨损的钻锥往往钻出比设计桩径稍小的孔；钻进地层中有软塑土，遇土膨胀后使孔径缩小。
防治措施：(1)在钻孔过程中要经常检查钻头的尺寸，当发现尺寸不满足要求时应该立即更换或者补焊。(2)当遇到软塑土时，应该采用失税率小得优质泥浆进行护壁，适当加大泥浆的比重。(3)若产生缩孔问题，应该立即停止钻进，利用钻具上下反复多次扫孔的办法进行处理。
6.4 断桩
断桩是钻孔灌注桩混凝凝土灌注过程中出现的质量问题，一旦发生将会造成较大的经济损失，因此，施工过程中应该做好防治措施避免产生断桩事故。根据其产生原因不同，主要有以下防治措施：
(1)必须使用水密性好，不漏水的导管，并严格按照水密性试验的编号逐节安装。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。
(2)导管下口悬空不得过大，首批混凝土必须保证让导管埋入1.0米，灌注过程中导管的埋深控制在2～6米。
(3)混凝土必须有良好的流动性、和易性，混凝土塌落度控制在18～22cm。
(4)在提升导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算而盲目提拔导管，一般情况下一次只能拆卸一节导管。
参考文献：
[1] 周峰,王芳.泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺和质量控制[J].山西建筑,2010,36(5):130-131.
[2] 王彩玲.钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J].河北水利,2005,(09).
[3] 蒲智明.钻孔灌注桩施工中若干问题的处理[J].山西建筑,2005,(19).
[4] 李洪生.钻孔灌注桩成桩过程的质量保证措施[J].河南水利与南水北调,2011,(2).